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■論文No. 1482
■ページ数 60ページ

次世代パワーエレクトロニクスを牽引するシステムインテグレーション ―高パワー密度化に向けた要素技術とそのロードマップ―


System Integration Technology driving a Future Power Electronics −An Fundamental Technology and Road Map to High Power Density−

■著者名 機械技術と融合・進化するパワーエレクトロニクスシステムインテグレーション技術調査専門委員会
■著者名(英語) Investigating R&D Committee on Power Electronics System Integration Technology fusing and developing with Mechanical Engineering
■価格 会員 ¥3,603 一般 ¥5,148
■書籍種類 技術報告
■グループ名 【D】産業応用部門
■本誌掲載ページ ページ
■キーワード システムインテグレーション、パワー密度、ロードマップ/System Integration, Power density, Road-map
■要約(日本語) パワーエレクトロニクスにおいては将来に向けて更なる高パワー密度化が求められている。しかし、デバイスや主回路技術などの電気電子技術と実装・冷却や信頼性に関連した機械技術をどのように統合化していくかは各メーカーのノウハウに任されているのが現状である。そこで、本委員会では、過去の委員会活動において整理されたシステムインテグレーションの製品分野別の要素技術や製品形態の知識や定義を継承するとともに、その方向性を探索・展望することを狙いとした。本技術報告では、まず、設計のためのコンポーネントである主回路、周辺受動回路、駆動制御回路・センサー、デバイス及び実装・冷却の各分野における高パワー密度化に寄与する最新の要素技術を抽出し、そのロードマップや、そのトレードオフ関係を示す特性要因図を作成した。さらに、システムインテグレーション事例として、50 kW級モータ駆動用PWM SiCインバータの試設計を試みた。その結果、将来的に98.5 kW/lを超える高パワー密度化を実現する可能性を示した。これら野心的な試みが世界有数の高パワー密度、高信頼性を誇るパワーエレクトロシステムの設計、製品化の一助となることを期待して止まない。
■要約(英語) In a field of power electronics, a development of higher-power-density power converters has been one of the major research topics for future applications. In order to realize high-power-density power converters, the system integration techniques of power converters including electronics technologies such as utilization of power devices or circuit designing and mechanical technologies such as thermal management is necessary. However, most of the integration techniques are developed and hidden in each manufactures. Therefore, this committee investigates and summarizes a future trend of system integration technologies based on the accumulated database of the former committee. This technical report describes the latest system-integration-related technologies from the following fields; circuit topologies, passive components, gate-driver and sensors, power devices, hardware designing and thermal management. Then, a road-map of high-power-density power converters and a trade-off relationship are visualized. Finally, the feasibility study of the power density of a 50-kW SiC-based PWM inverter is conducted, in which the highest power density is calculated as 98.5 kW/l. The authors are expecting that the ambitious attempts in this technical report would be useful and helpful for developing high-power-density and high-reliable power electronics systems in the future.
■版 型 A4
■PDFファイルサイズ 5,337Kバイト
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