SiC、GaNパワーエレクトロニクスの応用法とモジュール実装・EMC対策技術

〜小型軽量化、制御安定性、モジュール化時点での誤オン対策手法、ノイズ周波数への影響〜

これまでほとんど紹介されてこなかったSiC,GaNのモジュール化対策技術、ノイズ実験結果を解説
する講座

SiC、GaNパワーデバイスにおける具体的な応用技術と課題対策、戦略決定について修得し、製品開発に活かそう

講師の言葉

各社のSiC、GaNといったパワー半導体は応用段階に入っているが、実際には明確な 応用分野は確立されていない。それどころか、次世代型のシリコン系パワー半導体の 性能追い上げに、その存在意義を問われる状況となっている。特にSiCでは、2020年ま での車載への応用が予測されているが、シリコン系パワー半導体に対するコスト差を システム(インダクタ、キャパシタ、冷却システム)との兼ね合いで、どう埋めてい くのかを議論している文献、報告はほとんど見当たらない。
 講義では、パワー 半導体のコスト差がどこまで縮まれば、車載用システムとして市場を取れるか、また 車載用のどの部分にSiC、GaNを適用していくべきかについて、具体的な事例を取り上 げ議論していく。
 さらに、新材料パワー半導体で低いゲートしきい値による誤オン問題を取り上げ、 これまでのシリコン系における対策を適用した場合、さらにSiCやGaNに適したモジュ ール段階での誤オン対策の新手法について提案する。また、Si系とSiCとのEMC性能の 比較実験も行ったので、その結果について報告する。
 実験は伝導性、放射性の双方について行い、SiCがノイズの観点から車載用に優れている点を具体的な実験結果から実 証していく。
 本講座は、これまでほとんど紹介されていないSiC、GaNのモジュール対策技術 、ノイズ実験結果についての紹介を加味することで、我が国の産業界の基幹技術であ るパワー半導体業界への一助とならんとするものである。

セミナー詳細

開催日時
  • 2015年02月05日(木) 10:30 ~ 17:30
開催場所 日本テクノセンター研修室
カテゴリー 電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・電機、車載用部品メーカー、完成車メーカーのエンジニアや各機関パワー半導体 応用研究者(パワー半導体応用、システム設計部門のエンジニアに有益)
予備知識 ・基本的なパワー半導体駆動技術、パワーエレクトロニクスに関する知識があればなお良い
修得知識 ・SiC、GaNパワー半導体の応用手法と、応用分野の戦略決定  
プログラム

1.車載用パワーエレクトロニクス回路の実例
  (1).2代目プリウスのPCU(パワーコントロールユニット)分解写真
     a.主パワーライン(昇圧チョッパ)の分解写真
     b.主パワーライン(三相インバータ・ジェネレータ)の分解写真
     c.主パワーラインの冷却装置
     d.補機用パワーライン(絶縁DC-DCコンバータ)の分解写真
     e.補機用パワーライン(エアコンコンプレッサ用三相インバータ)の分解写真
  (2).3代目プリウスのPCUへの進化技術
     a.主パワーラインのパワー半導体モジュール技術
     b.主パワーラインの冷却装置
     c.フィルムキャパシタの搭載状況
  (3).レクサス用PCU
     a.高出力用PCUの構造分解
     b.両面冷却パワー半導体の構造
     c.新回路方式絶縁DC-DCコンバータ

2.新材料パワー半導体の車載用電力変換器への応用
  (1).主パワーライン(昇圧チョッパ)へSiCパワー半導体を適用した場合の

小型化性能
     a.高周波化によるインダクタ部の小型化性能(TDKコアをベースに)
     b.高周波化によるキャパシタ部の小型化性能(村田製作所製積層セラミックキャ
       パシタをベースに)
     c.高周波化による冷却システムの容積算出
     d.昇圧チョッパ全体が、SiC、GaNの適用でどこまで小型化可能か?
  (2).主パワーライン(三相インバータ)へSiCパワー半導体を適用した場合の

高効率性能
     a.同耐圧のSi MOS-FET v.s. SiC MOS-FET
     b.同耐圧(1200V品)のSi IGBT v.s. SiC MOS-FETc誤オン対策の事例紹介
  (3).補機用パワーライン(絶縁DC-DCコンバータ)へGaN-FETを適用した場合の

高効率性能
     a.非絶縁ゲートを持つGaN-FETに対する様々なゲート駆動回路

(知財案件の紹介含 )
     b.それぞれのゲート駆動回路での実機動作紹介
     c.絶縁DC-DCコンバータへGaN-FETを適用することによる弊害
     d.GaN-FETの逆導通時における対策紹介
     e.総合効率比較結果
  (4).48V系電源へのSiC、GaNの応用
     a.最も小型化可能な回路方式の実例
     b.最も小型化可能なパワー半導体の選択(SiC、GaNがどちらかベストか?)

3.新材料パワー半導体のモジュール実装技術
  (1).現状でのSiCの三相インバータへの適用状況
     a.Si IGBTにおけるゲート電圧のノイズ観測結果
     b.SiC MOS-FETにおけるゲート電圧のノイズ観測結果
     c.ゲート電圧への既存のノイズ対策事例紹介(その効果と弊害)
  (2).パワー半導体のモジュール化時点での誤オン対策手法
     a.インバータシステムの誤オンのモデル構築(LT-Spiceをベースに)
     b.インバータシステムの誤オンの実機とモデルとの相対比較
     c.モジュール化における誤オン対策手法 
       ・その1−(ドレイン側アルミワイヤ配線の設計)
     d.モジュール化における誤オン対策手法
       ・その2−(ソース側アルミワイヤ配線の設計)

4.新材料パワー半導体のEMC
  (1).DC-DCコンバータの伝導性ノイズ
     a.電波暗室での測定方法紹介
     b.IGBTの場合
     c.SiC MOS-FET(Cree社)の場合
     d.SiC MOS-FET(ローム社)の場合
     e.それぞれのゲート抵抗を変化させた場合のノイズ周波数への影響

5.まとめ(新材料パワー半導体に適した応用分野の紹介)

キーワード
タグ 信号処理ノイズ対策・EMC・静電気基板・LSI設計
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
日本テクノセンター研修室
〒 163-0722 東京都新宿区西新宿2-7-1 新宿第一生命ビルディング(22階)
- JR「新宿駅」西口から徒歩10分
- 東京メトロ丸ノ内線「西新宿駅」から徒歩8分
- 都営大江戸線「都庁前駅」から徒歩5分
電話番号 : 03-5322-5888
FAX : 03-5322-5666
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