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奈良高専での研究セミナーに参加!(第4回)

7/16(日)に奈良工業高等専門学校で開催された「パワーエレクトロニクス技術に関する人材育成事業の展開/スイッチング電力変換機器の開発」の「ベーシックコース」の第4回に参加させていただきました!今回は本研究室の黒川と初参加の安井を連れてセミナー設営のお手伝いをさせていただきました。

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最初は服部特命助教の講義で始まりました。パワーエレクトロニクスの要であるスイッチングデバイスの解説でした。半導体スイッチはSi(シリコン:ケイ素)をはじめとして現在ではSiC(シリコン・カーバイド:炭化シリコン)やGaN(ガリウム・ナイトライド:窒化ガリウム)などさまざまな材質のものが研究開発されています。このSiCやGaNは次世代型パワー半導体デバイスとも呼ばれ,電気的特性にも非常に優れていますが,コストの面や安定した動作を行う際にはまだSiに勝てないところもあり,今後の研究が見込まれる分野です。

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実験室に移ってダイオードのV-I特性の取得やMOSFETのスイッチング特性試験が行われました。MOSFETのスイッチング特性試験は「ダブルパルス回路」と呼ばれる特殊な回路を用いて行われました。このダブルパルスというのはファンクション・ジェネレータの機能の一つである「バーストモード」という機能を用いて非常に短い期間で2回ほどスイッチングさせます。

また,回路はその際はほぼ短絡状態となるのですが,接続されたインダクタのおかげで急峻な電流の傾きを抑えます。しかし,あくまでも短絡に近いため,電流が非常に上昇します。そのため,2回のみスイッチングをさせます。それ以上の回数でスイッチングを行うと半導体デバイスの定格を超える恐れがあるからです。また,2回のスイッチングでターンオン時とターンオフ時の両方の動作が確認できるため,2回で十分となります。

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今回のスイッチング特性等を取得するための機器を持ってきていただいた岩崎通信株式会社の長浜様とさまざまなディスカッションをさせていただきました。長浜様はパワーエレクトロニクスに関する書籍として「これでなっとく パワーエレクトロニクス」という本を東京工科大学の高木先生と共著で執筆され,本研究室にも導入しましたが,非常にわかりやすい内容となっておりました。来年の本校のパワーエレクトロニクスの教科書はこれにしようかな・・・?

今回のセミナーの詳細は下記リンクの方にございますので,そちらをご覧ください。

http://www.nara-k.ac.jp/contribution/nedo/info/