GaNトランジスタを用いた太陽光発電部分影対策用1kW級超小型インバータの開発

• 研究課題/領域番号: 15K05972
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 宇部工業高等専門学校
• 研究代表者: 岡本 昌幸 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (70314820)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 窒化ガリウム / マイクロインバータ / 高効率 / GaNトランジスタ / MPPT（PV用） / フライバックコンバータ / 電力変換効率 / ゲート駆動回路 / GaNトランジスタ高速駆動 / 共振形ゲート駆動回路 / 高周波電流測定

研究成果の概要

本研究ではマイクロインバータ用の200 W出力100 kHz GaN FET フライバックコンバータを試作し，動作検証を行った。試作したフライバックコンバータにおいて，GaN FET を並列接続することによって損失低減を図り，電力変換効率を改善した。GaN FET フライバックコンバータの効率測定および損失解析を行い，GaN FETを2並列接続することにより導通損失を24%低減し、電力変換効率を0.9％改善できることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Resonant Gate Driver for a Normally-On GaN HEMT (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本昌幸、石橋卓治、山田洋明、田中俊彦
  • 雑誌名: IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics 巻: 4 ページ: 926-934
  • DOI: 10.1109/jestpe.2016.2587058
  • 査読あり
• [学会発表] GaNトランジスタを用いたワイヤレス給電装置 (2018)
  • 著者名/発表者名: 横田康太、岡本昌幸、日高良和
  • 学会等名: 第10回高専研究発表会
• [学会発表] Loss Reduction of Flyback Converter Using Parallel-Connected GaN FETs (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Tanimoto, H. Yamada, T. Tanaka and M.Okamoto
  • 学会等名: International Conference on Innovative Application Research and Education
  • 国際学会
• [学会発表] GaNトランジスタを用いた非接触給電用E級アンプ (2016)
  • 著者名/発表者名: 植村祐太, 田中崇寛, 岡本昌幸
  • 学会等名: 平成 27 年度電気学会中国支部第 8 回高専研究発表会
  • 発表場所: 中国電力㈱本社ビル（広島県広島市）
  • 年月日: 2016-03-11
• [学会発表] ノーマリオフ形GaNパワーデバイスの評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松崎公洋, 山田洋明, 田中俊彦, 岡本昌幸
  • 学会等名: 平成27年度（第66回）電気・情報次関連学会中国支部連合大会
  • 発表場所: 山口大学工学部（山口県宇部市）
  • 年月日: 2015-10-17