| 研究課題/領域番号 |
19K14970
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
萬年 智介 筑波大学, 数理物質系, 助教 (90806754)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | パワーデバイス / 短絡動作 / 電力変換器 / スタートアップ / 初期充電 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，パワーデバイスを極限状態において動作させ，電気自動車の車載充電器の小型化・低コスト化を実現するための技術開発およびその評価を行う。これは、低コスト化・小型化へのボトルネックであった充電器のスタートアップ回路を、主回路を制御することにより，不要とするものである。
1年目は、スタートアップ動作の理論解析と短絡動作の評価手法を開発する。2年目には、スタートアップ動作の耐久性評価を行う。
以上の結果から，スタートアップ回路がない場合でも，従来と同等の性能が得られることを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，電気自動車の車載充電器の小型化・低コスト化を目的とした，電力変換器のスタートアップ手法の開発および，その信頼性の評価を行った。電力変換器のパワーデバイスを極限状態において動作させることによって，変換器のスタートアップ回路を不要とし，変換器の低コスト化・小型化へのボトルネックを解消する。その結果，開発手法は，プレーナーゲートSiC-MOSFETを適用した変換器において，デバイスの電流定格増加や寿命減少することなく適用可能であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，従来，必要不可欠とされていた電力変換器のスタートアップ回路が本質的に必要であるかを問い，不要とできることを明らかにした。これは，変換器を理論限界まで小型化可能とするために必要な技術である。また，従来は，事故時の回路保護を目的として担保していたパワーデバイスの短絡動作を，通常動作の一部として積極的に活用するという，パワーデバイスの新しい使い方を提案し，その有用性を確認した。本研究の成果が電力変換器やパワー半導体デバイスの新しい市場開拓の一助となることを期待する。
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