| 研究課題/領域番号 |
20H02151
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
引原 隆士 京都大学, 工学研究科, 教授 (70198985)
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| 研究分担者 |
持山 志宇 京都大学, 工学研究科, 助教 (20867866)
カステッラッズィ アルベルト 京都先端科学大学, 工学部, 教授 (70866897)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | ワイドバンドギャップ半導体 / 電力のデジタル化 / デジタルアクティブゲートドライブ / 電力の伝送制御 / 電力の演算制御 / 動的量子化器 / 電力伝送 / 演算処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
GaN, SiC 等のワイドバンドギャップ半導体パワー素子を適用し，電力のデジタル化とその基盤技術を確立する．二次電池を含む小容量の電源を伝送網上において分散配置し，直・並列，および演算を，電力のデジタル化技術により実現する．ワイドバンドギャップ半導体パワー素子による，数百V，数十A 定格の電力のスイッチングが可能になり，kW オーダーの小容量のシステムにおいて，電力のデジタル化の要素技術が整い，パワー素子のデジタル駆動および制御技術が可能になった．本申請は，電力のデジタル化技術を，デジタルアクティブゲートドライブ技術，デジタル電力の伝送制御技術，電力の演算処理技術に基づき実現するものである．
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| 研究成果の概要 |
本研究は， Si 等に比べ物理的優位性を有するワイドバンドギャップパワーデバイスを適用し，電力のデジタル化を提案し，その基盤となる技術を確立している．二次電池を含む小容量の電源を分散配置し，伝送網において直，並列および演算技術を電力のデジタル化の下に実現する． ワイドバンドギャップ半導体パワーデバイスはkW オーダーの小容量のシステムの電力制御に適用できることから，そのデジタル駆動および制御技術がキーとなる．検討によりデジタルアクティブゲートドライブ技術，デジタル電力の伝送制御技術，デジタル電力の演算処理技術を検討し，電力のデジタル化が実現可能であることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，ワイドバンドギャップ半導体パワーデバイスによる電力のデジタル化を実現するため，スイッチング動作のデジタル駆動，出力の電力パルスによる時分割駆動，密度演算による電力供給技術の実現を図っている．1MHz以上の高速・高周波スイッチングにおいて，スイッチング過渡状態の制御とデバイスごとのチューニングを排除したスイッチング特性を揃える技術を開発し，アナログ回路のチューニングをソフトウェアによる駆動信号の最適化に置き換える技術を確立し，その有効性を示した. 電力パルスを用いた電力のデジタル化を検証し，モータの駆動，無線電力伝送との融合を実証し，デジタル化による電力伝送技術の新しい方向性を示した．
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