高速スイッチングインバータ駆動時のモータシステムの磁気・鉄損特性の研究

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本研究では、高速スイッチング動作可能なインバータ (直流交流変換回路)駆動時の低損失モータ研究を行う。ここでは、高速スイッチング動作可能なインバータ駆動時のモータシステムの高効率化の原理検証を行う。本年度、主に、下記の3点の成果を得た。(1)本年度、高速スイッチング動作実現のための検討を行った。SiCパワーMOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)とそのSiC CMOS (Complementary MOS)ゲートドライバをフリップチップボンディングを使用し3次元直接接合したSiC 3DパワーICを開発し、そのスイッチング動作を実現した。開発したSiC 3DパワーICのスイッチング時間は、従来のワイヤーボンディングを用い接続した場合と比較し、スイッチング時間が10%以上短縮されることを明らかとした (令和5年電気学会全国大会発表、The 35th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs (ISPSD2023) 採択決定(オーラル発表予定)) 。(2)本年度、高速スイッチング動作時のノイズ低減のための検討を行った。還流ダイオードがターンオンする直前に dv/dt を低減するアクティブゲート制御を適用し、高速スイッチングとサージ電圧の低減を両立可能であることを確認した (令和5年電気学会全国大会発表)。(3)本年度、高速インバータ駆動時の過渡特性を考慮した磁性材料の特性評価のために、スイッチング動作時の過渡特性の検討を行った。検討した数値計算手法により、実験結果を表現できることを明らかとした。