SiCパワーデバイスによるインバータ・パワエレ装置の開発と事例

〜SiC製MOSFET、SBDの特性、モータ駆動、パワーサプライ、鉄道車両装置、電力変換器への応用、SiC、GaNの類似点と相違点〜

・実際の事例をもとにSiCを適用するうえでの注意点や特性の活かし方を修得できる講座!

・低損失かつ高速動作であるSiCパワーデバイスの特徴を十分に活かした有効活用のノウハウを事例から学ぶための特別セミナー!

講師の言葉


第一部
 現在パワー半導体の主流となっているSi製のIGBTは、実用化から25年以上経過し、性能が限界に近づいてきている。これにともない、パワエレ装置も性能、大きさ、重さ、効率などで進歩がゆるやかになりつつある。このような背景のもと、Siよりもバンドギャップ広い材料を用いたパワー半導体の研究開発が進み、ワイドバンドギャップ材料の一つであるSiCを用いたパワー半導体の実用化が始まっている。
 本セミナーでは、実用化が進む1000V級、3300VのSiC製MOSFET、SBD(ショットキーバリアダイオード)への取り組みとその特性、そして、これらパワー半導体を適用したモータ駆動装置、パワーサプライ装置、鉄道車両装置などのパワエレ装置の現状について紹介する。
 本セミナーを受講することで、最新のSiCパワー半導体・パワエレ装置の現状を把握するとともに、SiCを適用するうえでの注意点や特性の活かし方などについても理解できるようにする。

第二部
 近年、SiCやGaNなどの次世代新材料パワー半導体が注目されています。低損失かつ高速動作と、高性能なデバイスです。従来の技術ではデバイスの性能を活かしきれないため、進化した周辺技術や周辺材料の開発が必要になってきています。また、高速スイッチングであるが故に、使いこなしの技術開発が重要です。
 次世代パワー半導体デバイスの特徴を理解し、この性能を十分に活かすために何が必要かを議論したいと思います。

第三部
 Siの限界を超えるとして、頻りにその明るい未来が喧伝されるSiCとGaNであるが、並列的に取り上げられることが多く、根拠に乏しい記事が実に多い。ウェブ上に溢れる、SiCとGaN関係の情報を読んでも、その違いや特長、一体何をもたらしてくれるのかが、わからないことが多いと推察される。
 本講義では、SiCとGaNの似ているところ、違うところを解説し、SiCとGaNに共通するSiに対する優位点と、それぞれで異なる得意なことを明らかにする。また、両材料デバイスの基本的な相違から、応用の方向性が自ずと変わってくるはずであること、その応用としては何が考えられるかについて述べる。

セミナー詳細

開催日時
  • 2016年02月15日(月) 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 ・新材料パワー半導体応用技術、周辺部品技術に興味のある方 ・パワー回路に携わり、SiCやGaNの適用に興味がある技術者 ・変換器の高性能化に興味のある方 ・パワエレ装置の開発・設計者で、今後SiC適用を考えている方 ・数100W〜数10kW程度の変換器の開発、設計、評価に係わっている方、興味のある方
予備知識 ・PWM制御変換器の動作やパワエレの基本的な知識があると理解しやすい
修得知識 ・新材料パワー半導体の現状、現状デバイスと比較した性能比較 ・ユーザーからみた変換器の付加価値と、デバイス特徴を活かす変換器技術 ・新材料パワーデバイス、SiCとGaNの特長と違い ・それぞれの材料の得意なこと、不得意なこと ・最新のSiCパワー半導体・パワエレ装置の現状の把握 ・SiCを適用するうえでの注意点や特性の活かし方
プログラム

第一部  SiCパワー半導体と適用パワエレ装置の開発事例
1.SiCパワー半導体取り組みの経緯
   Siを適用したパワー半導体の進歩の歴史や性能限界に近づいており、新たな半導体が必要になっていることなど

2.SiCパワー半導体の現状
  (1). 国のプロジェクトと富士電機の生産ラインの紹介
  (2). 1000V級MOSFET、SBD(ダイオード)の特性の紹介
      半導体チップ、パッケージの双方
  (3). 3000V級MOSFET、SBDの特性の紹介
      半導体チップ、パッケージの双方

3.SiCパワー半導体適用パワエレ装置の現状
  (1). モータ駆動装置(汎用インバータ、産業ドライブインバータ)
  (2). パワーサプライ装置(UPS、太陽光PCS)
  (3). 鉄道車両装置
  (4). 電力系統むけパワエレ装置

4.今後の展開

第二部  SiCパワーデバイスを用いたインバータ開発とその応用
1.電力変換器と電力用パワー半導体
  (1). 電力変換器とは
  (2). 電力変換器の基本回路
  (3). 電力変換器への要求

2.変換器の高性能化
  (1). 変換器の付加価値と高性能化
  (2). 低損失化
     a.電力変換器の損失分布
     b.損失の低減
  (3). 変換器の小型化
     a.高周波スイッチングの効果
     b.高温動作による冷却構造の小型化

3.パワー半導体デバイスからみた電力変換器のバリエーション

4.新材料パワー半導体の種類と特徴
  (1). ユーザーから見た新材料パワー半導体の付加価値
  (2). 新材料パワー半導体の周辺技術

5.SiCパワー半導体デバイスを用いた変換器開発事例
  (1). 開発事例
  (2). 次世代パワー半導体デイバスに向いている変換器/向いてない変換器

6.まとめ

第三部  SiC・GaNパワーデバイスとその特長を活かす応用分野
1.SiC、GaNの類似点と相違点

  (1). 半導体としての共通点
  (2). SiCとGaN各々固有の性質
  (3). SiCとGaNデバイスの基本構造の相違
  (4). 基本構造の相違から来るデバイス特性の基本的な違い

2.SiCデバイスの開発方向性
  (1). デバイス開発の動向
  (2). 応用事例とSiCデバイスの使われ方

3.GaNデバイスの開発方向性
  (1). デバイス開発の動向
  (2). 応用事例とGaNデバイスの使われ方

4.SiC/GaNに共通する課題
  (1). 高周波スイッチングとパワー回路
  (2). 高周波スイッチングに伴う問題
  (3). SIC/GaNを活かし切るための周辺技術

キーワード SiCパワー半導体 パワエレ装置 電力変換器 高周波スイッチング GaNデバイス
タグ エネルギーエネルギーマネジメントシステムパワーデバイス回路設計基板・LSI設計系統連系自動車・輸送機車載機器・部品電源・インバータ・コンバータ電子機器電子部品電装品LSI・半導体
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 小田急第一生命ビル(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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