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2013 年度 実績報告書

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

研究課題/領域番号 24360105
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(系)研究科(研究院), 准教授 (30375521)
佐々木 徹  長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (90514018)
徳地 明  長岡技術科学大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (00564254)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
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
研究概要

前年度の研究成果に基づき,MOSFETを用いた30段式LTDシステムを構築し,評価実験を行った。その結果,以下の研究成果を得た。
1)充電電圧1000Vの場合,約30kVのピーク電圧,約250Aのピーク電流を持つ出力が得られ,一般産業応用に実用できるレベルまで達した。
2)FPAGの多チャンネル出力機能を利用して,LTDの30モジュールに対して個別制御を行い,さらにこれを利用した出力波形制御を行った。その結果,ほかのパルス電源で実現困難な多様の出力パルス波形の自由制御を実証した。
3)出力電圧波形の自由変化機能を活かして,大気圧放電への実用実験を行い,放電電流と投入エネルギーの制御の観点から従来のパルス電源と比較し,LTDの特徴を明確にした。
本研究は半導体パワーデバイスを用いた小型LTDを開発する初めての試みである。平成25年度では,モジュール数を30に拡大して,さらに制御にFPAG技術を導入した。その結果,LTDの出力を前年度に較べて3倍以上向上し,出力波形に自由度をもたらした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定とおり,LTDの波形と繰り返し制御にデジタル手法を導入し,FPGAを使用したパルスパワー制御法を確立した。

今後の研究の推進方策

最終年度の平成26年度中では,LTDに基づいたパルスパワー発生法について,これまでの研究成果整理して,総括とまとめを行う。

次年度の研究費の使用計画

今年度の研究費残額を次年度交付経費と合わせて,平成26年度の研究計画推進に当てる。
今年度の研究費残額を次年度交付経費と合わせて,平成26年度の研究計画推進に当てる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Tuning extreme ultraviolet emission for optimum coupling with multilayer mirrors for future lithography through control of ionic charge states2014

    • 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 ページ: 033302-1~5

    • 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 Switch2013

    • 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 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 bandwidth2013

    • 著者名/発表者名
      B. Li, T. Higashiguchi, T. Otsuka, W. Jiang, A. Endo, P. Dunne, and G. O’Sullivan
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 102 ページ: 041117-1~4

    • DOI

      10.1063/1.4789982

    • 査読あり
  • [学会発表] Advanced Pulsed Power Generators for Industrial Applications2013

    • 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
    • 年月日
      20131220-20131222
  • [学会発表] Smart Pulsed Power by Solid-State LTD2013

    • 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
    • 年月日
      20130616-20130621
  • [学会発表] Solid-State High-Voltage Switching Unit for Accelerator Applications2013

    • 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
    • 年月日
      20130616-20130621
  • [学会発表] High Power Microwave Source Development in Nagaoka University of Technology2013

    • 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
    • 年月日
      20130414-20130415

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公開日: 2015-05-28  

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