商用周波数同期整流用熱制御式超伝導整流素子に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650325
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 星野 勉 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10209231)
• 研究分担者: 鈴木 守夫 佐賀大学, 理工学部, 教授 (70039254) ; 牟田 一彌 京都大学, 工学研究科, 教授 (70039270)
• キーワード: 超伝導 / 素子 / パワーエレクトロニクス / スイッチ / コンバータ / 同期整流

研究概要

本年度は、Type dの超電導スイッチのターンオフ特性をより多くの動作点において測定した。測定波形データの信号処理を行い、ノイズ除去を行った。その結果、前年度までのデータでは、一貫性の見られなかった次過渡抵抗発現速度、次過渡発現抵抗、過渡抵抗発現速度や値が系統的に得られ、type cと同様の傾向にあることが確認された。すなわち、
・ 超電導スイッチのターンオフ時、その抵抗は、2段階の速度で発現する。
・ 最初の傾きは、ゲート投入エネルギーに比例し、続く傾きはチャネル電流に比例する。
・ また、初期チャネル電流が大きいと、最小ターンオフエネルギーが小さくなる。
・ ゲートエネルギーを制御することによって、スイッチング損失を低減できる。
チャネルとゲート間の電気絶縁層を薄くするための試みとして、銅クラツドNbTiチャネル材料の黒化処理を行った。銅酸化剤による黒化処理では、表面の銅の黒化は成功したが、銅の厚さが薄いため、NbTi表面から剥離してしまった。CuO@@S22@@E2とNbTiとの親和性が低いことが問題である。前処理として無電解銅メッキを施す等の対策を取るか、ゲートに絶縁層を施す等の方法を検討する必要性が明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] T.Hoshino,I.Muta,M.Suzuki,et.al.: "Turn Off Trigger Energy Characteristics of the Superconducting Power Electronics Device(S-PED)" proceedings of the Seventeenth international Cryogenic Engineering Conference. 455-458 (1998)
• [文献書誌] T.Hoshino,I.Muta,M.Suzuki,et.al.: "Turn Off Trigger Energy Characteristics of the Superconducting Power Electronics Device(S-PED)-in Cass of Type D-" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (掲載予定). (1999)
• [文献書誌] T.Hoshino,I.Muta,M.Suzuki,et.al.: "Turn Off Characteristics of the Superconducting Power Electronics Device(S-PED)-in Case of Tyoe Cand Type D-" Proceedings of 1998 International Conference on Power Electronics. 842-846 (1998)
• [文献書誌] 星野勉,江口真,小西武史,牟田一彌: "超電導スイッチ素子のターンオフトリガエネルギー特性" 第58回1998年度春季低温工学・超電導学会講演概要集. A1-9. 9 (1998)