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次世代パワーデバイスを使いこなせ!

先行事例から探る、SiC/GaNデバイスの応用法

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日経エレクトロニクス

次世代パワーデバイスを使いこなせ!

~ 先行事例から探る、SiC/GaNデバイスの応用法 ~

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電力削減や環境負荷低減が求められる中、省エネの切り札として注目を集める「パワーデバイス」。中でも、現行材料のSiでは実現できない大幅な効率向上や小型化を見込める次世代材料として、SiC(炭化ケイ素、シリコンカーバイド)やGaN(窒化ガリウム、ガリウムナイドライド)に大きな期待が寄せられています。

SiCはダイオードやMOSFETの他、両素子を搭載した「フルSiC」のパワー・モジュールも製品化されています。中でもダイオードは、エアコンや音響機器、産業機器、鉄道車両向けインバータなどに次々と採用されました。

パワーデバイス用途の応用面において、SiCの後塵を拝してきたGaNも、今後応用先が広がる可能性が高まっています。耐圧600V品が登場し、太陽光発電システム用パワー・コンディショナーやサーバーの電源に採用しようという動きが出てきているからです。

日経エレクトロニクスでは、SiCやGaNを用いた次世代パワーデバイスの応用をテーマとしたセミナーを開催します。最新の導入事例や研究成果などをベースに、同デバイスの応用による省エネ効果の他、導入の際に留意した点などを解説します。

概要

日時:2013年01月30日(水) 10:00~17:00 (開場09:30) 予定
会場:JA共済ビル カンファレンスホール(東京・永田町)
主催:日経エレクトロニクス

テキスト代(税込み)

  • 6,300円


  • ※ 当日配布したテキストを特別頒布します。

    ※ 在庫冊数に限りがありますので、お早めにお申し込みください。

    ※ テキスト冊子は、A4横サイズ1ページに4コマ掲載のモノクロ両面印刷です。

    ※ この商品の返品はお受けできません。

プログラム詳細

10:00~10:20

2012年の次世代パワー半導体動向を振り返る

日経エレクトロニクス

編集 記者

根津 禎

資料20枚

SiCとGaNといった次世代材料を採用する動きが活発化している。これまで適用分野が限られていたが、2012年で一気に応用先が広がった。次世代パワー半導体にとって、2012年は一つの節目になった。そこで、次世代パワー半導体業界で2012年に起きた主なニュースを振り返る。デバイスだけでなく、応用事例も紹介する予定。

10:25~11:10

SiCを適用した、鉄道向けの小型インバータ装置

日立製作所

日立研究所 情報制御研究センタ パワーエレクトロニクスシステム研究部

石川 勝美 氏

資料30枚

鉄道システムのさらなる省エネルギー化が求められる中、次世代のパワーデバイス材料として注目されるSiCを用いることにより、鉄道車両に搭載されるインバータの電力損失低減や小型化が期待されている。国内の鉄道で多数を占める1500V架線に対応するため、鉄道車両インバータ用3.3kV小型ハイブリッドモジュールを開発した。このモジュールを搭載した鉄道車両用インバータは、スイッチング制御技術や、冷却機の小型化を図るなどして、Siモジュールを適用したインバータに比べ、容積・質量を40%低減、電力損失を35%低減した。本講演では、搭載したSiCダイオードの概要を述べると共に、新たに導入したスイッチング制御技術や冷却技術について紹介する。

11:15~12:10

SiCデバイスの応用と実現技術

(NC工作機械用主軸・サーボモータ駆動ドライブユニット、鉄道車両用インバータ、パワー・コンディショナー)

三菱電機

先端技術総合研究所 電力変換システム技術部 インバータ技術グループ

東 聖 氏

資料46枚
三菱電機は、数値制御装置(CNC)に接続して、工作機械のモータ駆動制御を行う「ドライブユニット」にSiCダイオードを適用し、2012年12月に発売した。SiCダイオードの適用によって、主軸モータのトルクを最大15%、あるいは駆動速度を最大2倍にまで高められるのが特徴である。鉄道車両用に、SiCダイオードを適用したインバーターシステムを世界に先駆けて製品化した。インバーターおよび車両システムの損失を低減した。このほか、SiCを太陽光発電システムのパワー・コンディショナー(単相200V/5kW)に適用し、電力変換効率98.0%を実証した。これらSiC適用の効果、ならびにその実現技術について解説する。

12:10~13:05 昼休憩
13:05~14:05

SiCとGaNがもたらす、メカトロパラダイムシフト

安川電機

技術開発本部 開発研究所 エネルギー変換技術グループ パワーエレクトロニクスチーム

樋口 雅人 氏

資料31枚

新パワーデバイスとその活用技術による「メカトロパラダイムシフト」を提唱する一環として、SiCパワーデバイスを搭載した産業機器向けの高密度AC-ACコンバータや、GaNパワーデバイスを搭載した太陽光発電システム向けの高効率小型パワー・コンディショナーを試作した。SiCパワーデバイスやGaNパワーデバイスを採用しただけでなく、両デバイスのポテンシャルを引き出すための駆動技術や構造技術を導入したことで、電力損失の削減と大幅な小型化が可能になった。産業機器向け電力変換器やパワー・コンディショナーの応用を例に、SiCパワーデバイスやGaNパワーデバイスの適用による高効率化、小型化の取り組みについて解説する。

14:10~15:10

GaN/SiCパワーデバイスを使いこなすコツとは?

芝浦工業大学

工学部 電気工学科 講師

齋藤 真 氏

資料33枚

大幅な電力損失低減を図れる次世代パワー半導体素子。しかし、そのポテンシャルを引き出すには、適切な電源回路設計が必須となる。我々が研究開発を進めているインバータやコンバータを例に、GaNやSiCのパワーデバイスを利用する上での留意点や、そのポテンシャルを引き出すための電源回路設計などについて解説する。カギを握るのは、実装技術やゲート・ドライブ技術の改善、EMI対策、受動部品の選定などだ。これらについて、その勘所を紹介する。

15:10~15:20 休憩
15:20~16:05

パネル・ディスカッション、Q&Aセッション

資料なし
    <パネリスト>
  • 石川 勝美 氏 (日立製作所)
  • 樋口 雅人 氏 (安川電機)
  • 齋藤 真 氏 (芝浦工業大学)
    <モデレータ>
  • 根津 禎 (日経エレクトロニクス)

講師陣に登壇してもらい、次世代パワー素子の可能性や利用時の留意点などについて議論する予定。参加者の方からの質問も受け付けます。

16:05~16:15 休憩
16:15~17:00

次世代パワー半導体の高温動作とパッケージング

大阪大学大学院

工学研究科 電気電子情報工学専攻 教授

舟木 剛 氏

資料28枚

SiCデバイスは、Siデバイスに比べて高温動作可能であることを特長としている。パワーデバイスを回路中で動作させるためには、ディスクリートやモジュールのパッケージが必要であるが、従来のSiパワーデバイス用パッケージは高温での動作が想定されていない。高耐圧のSiCパワーデバイスの高温動作を可能とするため、セラミックパッケージを開発した。本発表では、SiCデバイスの電気・熱特性および開発したパッケージの概要を述べる。

  • ※講演時刻等、随時更新いたします。また、プログラムは変更になる場合があります。あらかじめご了承願います。
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