| 研究課題/領域番号 |
19K04351
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
平木 英治 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (20284268)
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| 研究分担者 |
梅谷 和弘 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (60749323)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | パワーエレクトロニクス / ワイドギャップ半導体デバイス / 誤動作 / 次世代パワーデバイス / 誤転弧発生メカニズム / 並列駆動 / インバータ / 誤転弧発生メカニズム / 抑制理論 / SiCパワーデバイス / 誤転弧 / 発生メカニズム / 高速スイッチングデバイス / 発生メカニズムの解明 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
SiCベースの次世代半導体パワーデバイスは自ら の高速スイッチング動作が引き起こすスイッチングノイズにより誤動作が発生しやすいと いう欠点を有しており,SiCパワーデバイスの普及に向けた大きな足枷となっている。
本研究は，誤動作のメカニ ズムを分析し,その対策方法を解明する。さらに,実際の電力変換器に本研究で確立した対策 方法を搭載可能にするための回路実装技術を確立する。
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| 研究成果の概要 |
SiCやGaNといった次世代ワイドギャップパワー半導体デバイスは，エネルギー問題に大きく貢献すると期待されているが，当初期待していたほどには社会への浸透が進んでいない。これは，次世代半パワー導体デバイスの持つ「高速スイッチング性能」を最大限に発揮させようとすると，自ら発生するノイズによる誤動作を生じることが大きな原因の一つである。これについて，従来から知られている「配線長を極力短くする」という対処法では解決することが出来ないことが多数報告されている。
本研究では，配線長を最短にする努力をした上で依然として発生する誤動作対策方法を明らかにした。さらに，実機へ反映させるための回路実装技術を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
パワー半導体デバイスの誤動作を電気回路的にモデリングし，誤動作の抑制条件を具体的な回路パラメータの設計条件として示すことで，従来の経験的な視点による対策では対処できなかった問題に対する明確な指針を示すことができた。この成果は，これからのパワーエレクトロニクス分野，ひいては地球規模でのエネルギー問題に大きく貢献することになるであろう。
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