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GaNパワーデバイスを用いたPWMインバータの高効率化とその応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H04320
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関首都大学東京

研究代表者

和田 圭二  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (00326018)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードGaNパワーデバイス / PWMインバータ / GaN パワーデバイス / 電流制御 / GaNトランジスタ / 電力変換
研究成果の概要

本研究では,GaNパワーデバイスを用いたPWMインバータの高効率化を目的とした回路実装技術の研究を行い,ゲート駆動回路およびインバータ回路周辺の実装手法について検討を行った。さらに,回路の小型を想定した電流制御手法の提案を行い,その妥当性と課題について明らかにした。これらの検討事項の妥当性を確認するために,1MHzスイッチング動作のインバータ回路の動作検証を行い,さらに応用技術に関する考察を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

家電・産業機器の省エネルギー化や多機能化を実現するためには,高効率な電力変換回路の需要が今後さらに増加する。電力エネルギー利用の有効活用のためには,制御可能周波数帯域がより高くなることが要求されている。本研究では,100 kHzまでの電力を利用することを前提として,GaNパワーデバイスを用いた回路実装技術の研究,およびその実証試験を行った。以上のことより,100 kHz帯域の電力エネルギー利用に向けた可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Circuit implementation of power converter for high-speed switching operations2018

    • 著者名/発表者名
      Keiji Wada
    • 雑誌名

      Chinese Journal of Electrical Engineering

      巻: 4 号: 3 ページ: 47-52

    • DOI

      10.23919/cjee.2018.8471289

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] サージ電圧抑制とスイッチング損失の低減を目的とした相互誘導を利用したゲート駆動回路実装2018

    • 著者名/発表者名
      緒形航, 和田圭二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 138 号: 2 ページ: 135-140

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.135

    • NAID

      130006329432

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Current Control using Pulse Current Sampling Considering both Sampling Points and Sensor Positions for Single-Phase Inverter2019

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Suzuki, Keiji Wada
    • 学会等名
      IEEE APEC 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CURRENT CONTROL OF POWER CONVERTER USING CURRENT SENSORS INSIDE POWER MODULE FOR SMART GRID APPLICATION2018

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Suzuki, Keiji Wada
    • 学会等名
      AFORE 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] パルス電流サンプリングによる単相インバータの電流制御2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木謙介,和田圭二
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 1 MHz スイッチング単相PWM インバータの動作検証2017

    • 著者名/発表者名
      前田宏樹,和田圭二
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Verification of 1 MHz PWM Inverter for Generating High Frequency Sinusoidal Current2016

    • 著者名/発表者名
      Luu Tien Duc and Keiji Wada
    • 学会等名
      IEEE ECCE Asia
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of induced voltage noise on switching characteristics for a power converter circuit2016

    • 著者名/発表者名
      Ko Ogata and Keiji Wada
    • 学会等名
      URSI AP-RASC
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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