| 研究課題/領域番号 |
21K14151
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
山口 大輝 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (10870230)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | ゲート駆動回路 / SiC MOSFET / 電力変換器 / コモンモードノイズ / アクティブゲート駆動 / 電力変換回路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，高性能なパワーデバイス駆動回路であるアクティブゲートドライバに関して，素子数を低減可能な新しい回路方式を提案する。これは，電子回路に用いるディジタル-アナログ変換回路の発想をパワーエレクトロニクスのゲート駆動技術に応用するものであり，従来のアクティブゲートドライバの性能を維持しつつ，素子数の低減を目指す。1年目は提案回路を設計・製作し，2年目にはスイッチング試験を行い，提案回路の性能を実験的に評価する。以上の結果を踏まえ，提案回路は少ない素子数であっても従来回路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 |
本研究課題では，SiC MOSFETの高速スイッチング時に生じるサージ電圧を抑制するために，汎用部品のみで構成可能なアクティブゲート駆動回路の開発および，その駆動技術の検討を行った。開発したゲート駆動回路は，ゲートドライバのイネーブル機能を活用してゲート抵抗の並列数を高速に変化させることにより，SiC MOSFETのスイッチング波形を整形することが可能となる。シミュレーションと実験を行い，本研究課題で開発したアクティブゲート駆動回路は，数十V/nsの高速スイッチング条件下において，サージ電圧を低減可能であることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
SiC MOSFETを活用した高性能なパワーエレクトロニクス機器は，産業・インフラ・民生などの様々な分野で普及期にあり，価格競争が激しい領域である。従来のアクティブゲート駆動回路は，専用のドライバICが必要であり低コスト化の観点に課題があったが，本研究で開発するアクティブゲート駆動回路は，回路構成と制御法を工夫することで汎用部品のみで構成可能であり，低コスト化が容易である。本研究成果が，高性能なパワーエレクトロニクス機器の普及促進の一助を担うことを期待する。
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