ＬＴＤ方式に基づいたパルスパワー発生技術の構築

• 研究課題/領域番号: 24360105
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 江 偉華 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90234682)
• 研究分担者: 菊池 崇志 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30375521) ; 佐々木 徹 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90514018) ; 徳地 明 長岡技術科学大学, 学内共同利用施設, 客員准教授 (00564254)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2012年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: 電気エネルギー / パルスパワー / 高電圧 / パワーエレクトロニクス / プラズマ / 放電

研究成果の概要

パルスパワーは，短時間の電気エネルギーとして，比較的高い瞬間電力を有する特徴を持っている。この特徴を利用したパルスパワー応用は，エネルギー、材料、環境、光源等の分野で広がっている。
本研究は，様々な産業応用に求められている高繰り返しパルスパワー発生器の開発を目的とする。LTDという新しい技術路線を採用することにより，これまでの技術と大きく異なるアプローチの特徴を生かして，コンパクト性、安定性、モジュール性などの面においてこれまでにない斬新な性能を可能とした。実証実験では，30モジュールのLTD基板を作成し，これを直列接続により出力約30 kVのパルス高電圧発生器を作成した。

研究成果

• [雑誌論文] Investigation for Optimization of an Inductive Energy Storage Circuit for Electrical Discharge Water Treatment (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugai, A. Tokuchi, W. Jiang, and Y. Minamitani
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 42 号: 10 ページ: 3101-3108
  • DOI: 10.1109/tps.2014.2304543
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed Power Generation by Solid-State LTD (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Jiang, H. Sugiyama, and A. Tokuchi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 42 号: 11 ページ: 3603-3608
  • DOI: 10.1109/tps.2014.2358627
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quasi-Moseley’s law for strong narrow bandwidth soft x-ray sources containing higher charge-state ions (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ohashi, T. Higashiguchi, Y. Suzuki, G. Arai, Y. Otani, T. Yatagai, B. Li, P. Dunne, G. O’Sullivan, W. Jiang, A. Endo, H. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, N. Tamura, S. Sudo, F. Koike, and C. Suzuki
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 23
  • DOI: 10.1063/1.4883475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning extreme ultraviolet emission for optimum coupling with multilayer mirrors for future lithography through control of ionic charge states (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ohashi, T. Higashiguchi, B. Li, Y. Suzuki, M. Kawasaki, T. Kanehara, Y. Aida, S. Torii, T. Makimura, W. Jiang, P. Dunne, G. O’Sullivan, and N. Nakamura
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 号: 3 ページ: 33302-33302
  • DOI: 10.1063/1.4862441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of a Circuit Parameter for Plasma Water Treatment by an Inductive Energy Storage Circuit Using Semiconductor Opening Switch (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugai, W. Liu, A. Tokuchi, W. Jiang, and Y. Minamitani
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 41 号: 4 ページ: 967-974
  • DOI: 10.1109/tps.2013.2251359
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Water window" sources : Selection based on the interplay of spectral properties and multilayer reflection bandwidth (2012)
  • 著者名/発表者名: Bowen Li
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS LETTERS 巻: 102 号: 4
  • DOI: 10.1063/1.4789982
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repetitive Linear Transformer Driver Using Power MOSFETs (2012)
  • 著者名/発表者名: 江偉華, 徳地明
  • 雑誌名: IEEE Transactions Oil Plasma Science 巻: 40 号: 10 ページ: 2625-2628
  • DOI: 10.1109/tps.2012.2200048
  • 査読あり
• [雑誌論文] 相対論的電子ビームを用いたジャイロトロンにおける大電力マイクロ波発生の基礎とシミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 江偉華
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 88 ページ: 586-588
  • NAID: 110009544564
• [雑誌論文] Investigation of Gd and Tb Plasmas for Beyond Extreme Ultraviolet Lithography Based on Multilayer Mirror Performance (2012)
  • 著者名/発表者名: B. Li, T. Otsuka, T. Higashiguchi, N. Yugami, W. Jiang, A. Endo, P. Dunne, and G. O'Sullivanl
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 号: 1 ページ: 13112-13112
  • DOI: 10.1063/1.4732791
  • 査読あり
• [学会発表] Pulsed Power Generation by Solid-State LTD and Its Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Jiang, T. Sugai, H. Sugiyama, and A. Tokuchi
  • 学会等名: 2014 IEEE International Power Modulator and High Voltage Conference
  • 発表場所: Santa Fe, NM, USA
  • 年月日: 2014-06-01 – 2014-06-05
• [学会発表] Solid-State LTD and Its Application to Gas Discharge (2014)
  • 著者名/発表者名: W. Jiang, T. Sugai, H. Sugiyama, and A. Tokuchi
  • 学会等名: The 41st IEEE International Conference on Plasma Science and the 20th International Conference on High-Power Particle Beams
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-29
• [学会発表] LTDとスマートパルスパワー (2013)
  • 著者名/発表者名: 江偉華
  • 学会等名: 平成24年度NIFS研究会
  • 発表場所: 岐阜県土岐市
  • 年月日: 2013-01-11
• [学会発表] High Power Microwave Source Development in Nagaoka University of Technology (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Jiang
  • 学会等名: International Symposium on Development of Terahertz Gyrotrons and Applications
  • 発表場所: Fukui, Japan
• [学会発表] Smart Pulsed Power by Solid-State LTD (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Jiang, H. Sugiyama, and A. Tokuchi
  • 学会等名: IEEE Pulsed Power and Plasma Science 2013
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] Solid-State High-Voltage Switching Unit for Accelerator Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka, A. Tokuchi, W. Jiang, T. Kawakubo, T. Adachi, and K. Takayama
  • 学会等名: IEEE Pulsed Power and Plasma Science 2013
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] Advanced Pulsed Power Generators for Industrial Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: W. Jiang, H. Sugiyama, T. Sugai, and A. Tokuchi
  • 学会等名: 8th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
• [学会発表] LTD方式に基づくスマートパルスパワー (2012)
  • 著者名/発表者名: 江偉華
  • 学会等名: 電気学会プラズマ・パルスパワー合同研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] Compact LTDs Using Power Semiconductor Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: 江偉華
  • 学会等名: 4th Euro-Asian Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2012-10-01
• [学会発表] Solid-State LTD Technology for Compact Pulsed-Power Development (2012)
  • 著者名/発表者名: 江偉華
  • 学会等名: 2012 IEEE International Power Modulator and High Voltage Conference
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2012-06-05