2020 年度研究成果報告書

高出力アクチュエータ駆動パワーモジュールの集積化技術に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14641
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	電力工学・電力変換・電気機器
研究機関	信州大学
研究代表者	上口光信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30536925)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	高耐圧回路 / 集積化技術 / パッケージ技術
研究成果の概要	人体の動作を補助するウェアラブルスーツの実用化に向けて、サーボアンプシステム全体の最適化、小型化を目指した。ゲートドライバにソフトスイッチングと動的最適制御を適用し、EMIノイズを一桁削減と消費電力の低減を実証した。信頼性向上のため、温湿度センサ回路、センサ回路が安定動作のために低ノイズ降圧電源回路の設計も行った。またアクチュエータ駆動回路用MCUボード上で動作するファームウェア開発を行い高信頼性と小面積軽量化を実現した。これらの成果でウェアラブルスーツにも十分適用可能な安定した駆動システムが、従来の者より小型軽量でできることを実証し、装着感を感じないウェアラブルスーツの実現の目途が立った。
自由記述の分野	集積回路設計
研究成果の学術的意義や社会的意義	開発した高耐圧ドライバ回路の制御手法、ゲートドライバ設計は、ウェアラブルスーツへ応用のみでなく、より大電力、大電流を応用先としたSiCやGaNといったドライバデバイスを駆動する場合にも適用可能な技術である。また、本研究を通じて得られたセンサ回路、A/D変換回路設計技術は本研究のロボット制御にとどまらず、生体センシングなど医療応用や流量測定のような社会インフラのIoT化にも寄与できるものである。