NO4 メカトロニクス 「半導体素子part2」

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April 16, 22

スライド概要

トランジスタ,MOSFET,サイリスタなどを理解し,増幅器,パワーエレクトロニクスなどに利用できるようにする
機械系のためのメカトロニクス

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これまでに主に,ロボティクス・メカトロニクス研究,特にロボットハンドと触覚センシングの研究を行ってきました。現在は、機械系の学部生向けのメカトロニクス講義資料、そしてロボティクス研究者向けの触覚技術のサーベイ資料の作成などをしております。最近自作センサの解説を動画で始めました。https://researchmap.jp/read0072509 電気通信大学 名誉教授 

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各ページのテキスト
1.

UEC 第4回エレクトロニクス基礎その2 メカトロニクス 「半導体素子part2」 下条 誠* *電気通信大学 名誉教授 機械系のためのメカトロニクス 1

2.

UEC 達成目標 1. ダイオード,LEDなどの半導体の原理を理解し,利用でき るようにする 2. トランジスタ,MOSFET,サイリスタなどを理解し,増幅器, パワーエレクトロニクスなどに利用できるようにする 参考のためのスライドです。とばしても構いません。 2

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UEC 半導体を用いた素子 ⚫ ダイオード ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ダイオード 発光ダイオード ツェナーダイオード フォトダイオード 太陽光発電素子 トランジスタ,MOS,サ イリスタ,そしてそれら の応用について説明する ⚫ 増幅素子 ✓ ✓ トランジスタ 電界効果トランジスタ ⚫ 電力用半導体 ✓ ✓ ✓ サイリスタ トライアック IGBT ⚫ 電力変換方法 ✓ ✓ ✓ コンバータ インバータ PWM ⚫ 電力素子応用 3

4.

UEC トランジスタ 1. 2. トランジスタ ① トランジスタ ② フォトトランジスタ ③ フォトカプラ ④ フォトインタラプタ ⑤ フォトリフレクタ 電界効果トランジスタ ✓ MOS型FET ✓ 接合型FET 4

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UEC トランジスタ 電流の増幅を行う,スイッチ動作を行う,半導体素子 1947-1948年の、ベル研究所による発見および発明 1956年のノーベル物理学賞 1947年12月23日に発明された最初 のトランジスタ(複製品) http://ja.wikipedia.org/ 現在利用されているもの 5

6.

UEC トランジスタの仕組み ビデオ https://www.youtube.com/watch?v=GmN_uR1BK2U 6

7.

UEC トランジスタの原理1 n p C p n B ダイオードが逆 方向に組合わ さったもの E 回路図での記号 トランジスタの構造 電流を両方向流さ ない!? (npn型) 注)pnp型トランジスタもある 7

8.

UEC トランジスタの原理2 1. ベースがとても薄い 2. 電子が正孔と結合せず,突 き抜けるのが多数となる 3. 例えば左図では,ベース電 流とコレクタ電流の比は99 となる 4. 即ち,ベース電流の僅かな 電流変化は,コレクタ電流 の大きな変化である ℎ𝐹𝐸 𝐼𝐶 = 𝐼𝐵 電流増幅率 トランジスタは,電流を増幅す る素子 8

9.

UEC トランジスタの増幅動作 負荷線 変形 1 1 𝐼𝐶 = − 𝑉𝐶𝐸 + 𝑉𝑐 𝑅𝐿 𝑅𝐿 𝑉𝐶𝐸 = 𝑅𝐿 𝐼𝐶 + 𝑉𝑐 キルヒホッフの 第二法則 𝟏𝟎𝝁𝑨 出力 4𝑘Ω 入力 トランジスタ特性 トランジスタ回路 9

10.

UEC トランジスタの増幅動作 出力 Y 軸 負荷線 傾き 𝐼𝐶 = − X軸 4𝑘Ω 切片 1 1 𝑉𝐶𝐸 + 𝑉𝑐 𝑅𝐿 𝑅𝐿 ・・・①式 入力 トランジスタ特性 1. ベース電流(IB)を流す 2. これによる,コレクタ電流(IC) が流れる 𝟏𝟎𝝁𝑨 6𝝁𝑨 入 力 𝟏𝝁𝑨 出力 3. ICとVCEの関係は,キルヒホッフ の第二法則から①式となる 4. よって,ベース電流(IB)が変化 すると,ICとVCEの値は負荷線上 を移動する 5. これから僅かのベース電流(IB) の変化で大きな電圧変化を生ずる 増幅器 10

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UEC トランジスタ増幅器としての動作1 1. まず,トランジスタの特性であるVCE とIC との関係は,ベース電流IB を パラメータに図の赤線のように表せる。IB の増加に伴い異なる曲線とな る。またこの特性はトランジスタの種類毎に変わるものである。 コレクタ電流IC 𝟏𝟎𝝁𝑨 4𝑘Ω ベース電流IB 11

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UEC トランジスタ増幅器としての動作2 2. 次に,トランジスタのコレクタとエミッタを 接続したループ回路は,(1) 式を満たす必要 がある。これはキルヒフォッフの電圧則で, 電流IC と負荷抵抗RL および電源電圧VC から 導かれる。 4𝑘Ω 3. (2) 式は-(1)式を変形したもので-青線で示 す直線であり,このトランジスタ回路の動 作点は,この青線で示す直線上に存在しな ければならない。 IC 4. この直線を負荷線と呼ぶ。 𝟏𝟎𝝁𝑨 𝑉𝐶 = 𝑅𝐿 𝐼𝐶 + 𝑉𝐶𝐸 ⋯ (1) 𝐼𝐶 = − 1 1 𝑉𝐶𝐸 + 𝑉𝐶 ⋯ (2) 𝑅𝐿 𝑅𝐿 VCE 12

13.

UEC トランジスタ増幅器としての動作3 5. よって,トランジスタの特性(赤)と負荷 線(青),2つの関係を満足する必要があ る。 ベース電流 𝟏𝟎𝝁𝑨 6. このため,ベース電流IB を決めると,こ の回路の動作点は,図の赤線と青線の交点 となる。(例えば,IB=2μA の時,その交 点はVCE=6V となる) 7. またIB =3μA の時,交点はVCE=4.5V 程 度となる。 8. このようにΔIB =1μA の変化が ΔVCE=1.5V程度の変化となる 9. これはベースに接続した抵抗をRi=10kΩ とするとIB = 1μA の変化を起こすための 電圧変化は10mV となり,電圧の増幅度 からすると,1.5/0.01 = 150 倍の電圧増 幅度となる 13

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UEC トランジスタ命名法 1. これまではnpn 型のトランジスタの構造について説明した。 2. 同様にpnp 型の構造でも同じような機能を発揮する。 3. ただし,npn 型とpnp 型では電圧と電流の方向が逆転する。 4. 各種トランジスタを区別するため,命名法が決められている。 ✓ 2SAxxx PNP型バイポーラトランジスタ 高周波用 ✓ 2SBxxx PNP型バイポーラトランジスタ 低周波用 C B ✓ 2SCxxx NPN型バイポーラトランジスタ 高周波用 E ✓ 2SDxxx NPN型バイポーラトランジスタ 低周波用 ✓ 2SFxxx サイリスタ ✓ 2SHxxx ユニジャンクショントランジスタ ✓ 2SJxxx Pチャネル電界効果型トランジスタ ✓ 2SKxxx Nチャネル電界効果型トランジスタ NPN型 C B E PNP型 注)Eの矢印の向きが違う 注)高周波用と低周波用を区別する基準は特に定められていない 14

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UEC ②フォトトランジスタ(Phototransistor) 光を当てることによる光起電力によってベース 電流を制御するトランジスタ 光起電力については,半導体Part1 ④フォトダイオード原理を参照 15

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UEC ③フォトカップラ(Photocoupler) 発光ダイオードとフォトトランジスタを対向させ, 光を介して信号を伝達する素子 ✓ FAコントローラ:ノイズの影響を受けないよう絶縁す るため利用。 1. 光による信号伝達が可能 2. 回路間は電気的に絶縁さ れている ✓ 電子楽器:MIDI規格の信号伝送ではフォトカプラによ る絶縁を規定している。 ✓ 医療機器:脳波計・心電計などでは、感電防止のため に、生体入力信号を商用電源から絶縁する目的で用い られる 16

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UEC ④フォトインターラプタ(Photointerrupter) 発光ダイオードとフォトトランジスタを対向して配置させ,この間 に物体が入ると光を遮断するため,物体の検知を行う素子 移動する 物体 受光側 発光側 光 一体型パッケージ LED PhotoTr. 例)カード,コイン,チケット などの通過検知、カートリッジ 有無検知など 17

18.

UEC ⑤フォトリフレクター(Photo reflector) ⚫ LED を発光,物体からの反射光の光量をフォトト ランジスタで検出する。 ⚫ 物体までの距離の計測や境界の検出が可能 物体の検知,ライントレース, エッジトレースなどさまざま なところで利用されている。 18

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UEC フォトリフレクターの利用例 a b a-b ライントレース四輪車 19

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UEC ロボット制御への利用例(筆者ら) proximity sensor 近接覚出力に基づく,多自由度 HandとArmの制御 K. Koyama, M. Shimojo, A. Ming, M. Ishikawa,"Integrated control of a multiple-degree-of-freedom hand and arm using a reactive architecture based on high-speed proximity sensing,"The International Journal of Robotics Research, 38(14). 1717 - 1750, 2019 https://www.youtube.com/watch?v=tHsrXsEreCY 20

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UEC 電界効果トランジスタ 1. 2. トランジスタ ① トランジスタ ② フォトトランジスタ ③ フォトカプラ ④ フォトインタラプタ ⑤ フォトリフレクタ 電界効果トランジスタ ✓ MOS型FET(MOSFET) ✓ 接合型FET 21

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UEC 電界効果トランジスタ(FET) 電界効果トランジスタは,外部から加えた電界により,電流の通 路(チャネル)の幅を変えて電流を制御する電圧動作形の半導体 増幅素子である。 ⚫ 絶縁ゲート型FET→MOSFET (MOS形:metal oxide semiconductor) ⚫ 接合形FET (junction Field Effect Transistor) 22

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UEC MOSFETの仕組み ビデオ https://www.youtube.com/watch?v=TO1zwCnT2VU&t=88s 23

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UEC MOSFET(MOS型トランジスタ) 電界効果トランジスタ の一種 LSIを構成する基本構造である。 G (ゲート) S (ソース) 絶縁体 (酸化被膜) 金属 D (ドレイン) MOS型トランジスタの構造 24

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UEC MOSFETの動作原理 1. プラスのゲート電圧 が加わる ソース 正孔 プラス電位 電子 ゲート ドレイン チャネル 2. ゲート下の正孔が追 いやられ,電子が集 まる 3. ゲート下の領域の多 数派キャリアが電子 となり,p型からn型 へ変化する 4. ソースとドレインを 繋ぐチャネルとなり, 電流が流れるように なる ゲートに電圧を加えると,チャネルができ,S(ソース) からD(ドレイン)へ電流が流れる 25

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UEC MOSFETの動作原理 プラス電位 1. プラスのゲート電圧が 増加すると,n型領域 が広がり 2. 電流の通路であるチャ ネル幅が増加する 3. 電気が通り易くなる 4. すなわち,S(ソース) とD(ドレイン間の抵抗 値が減少する 5. これは,ゲートG電圧によって,S(ソース)とD(ドレイン)間の抵抗値を制御でき ることを意味する 6. これによって,ゲート電圧で信号の増幅,スイッチング動作が可能となる 26

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UEC 回路記号 MOSFETにもn型とp型の2種類がある D:ドレイン G:ゲート Nチャンネル型 MOS S:ソース Pチャンネル型 MOS 27

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UEC MOSFETの特性 ゲート電圧VSG によって 電流ID を制御できる。 ID (トランジスタと同様) D ID VSG VDS G VSG n チャネル型MOS VDS S 28

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UEC 接合型FET動作原理 ピンチオフ (a)空乏層が少なく伝導路が 広い (b)バイアス電圧が増加し 空乏層が広がる (c)バイアス電圧がさらに 増加し空乏層が伝導路 をふさぐ ゲート電圧(バイアス電圧)によって,S(ソース)とD(ドレイン) 間のチャネル幅を制御する事で抵抗値を変化させる。 29

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UEC トランジスタと電界効果トランジスタの違い 「電流 or 電圧」制御の違い ⚫トランジスタ:電流制御型。 ✓ キャリアとして,電子と正孔の両方が関与するのでバイ ポーラトランジスタとも呼ばれる ⚫電界効果型トランジスタ:電圧制御型。 ✓ キャリアとして,電子もしくは正孔の片方のみが関与す るのでユニポーラトランジスタとも呼ばれる。 MOS 型集積回路は製作工程数が少く,高密度に集積できる ので,経済性においてすぐれ,大規模集積回路や集積回路 記憶装置(IC メモリ)に広く用いられている。 30

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UEC 半導体の話 (ビデオ) 半導体の歴史が分かる (おすすめです) 半導体の話 1/4 https://www.youtube.com/watch?v=IPw4PMOFu_o 半導体の話 2/4 https://www.youtube.com/watch?v=GQ-TILyqXxI&t=129s 半導体の話 3/4 https://www.youtube.com/watch?v=KN91YNWNrjM&t=190s 半導体の話 4/4 https://www.youtube.com/watch?v=HLlb_g_Mexc 第28回科学技術映画祭入賞作品(1986年) 31

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UEC 電力用半導体(パワーエレクトロニクス) ⚫ ダイオード ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ダイオード 発光ダイオード ツェナーダイオード フォトダイオード 太陽光発電素子 ⚫ 増幅素子 ✓ ✓ トランジスタ 電界効果トランジスタ ⚫ 電力用半導体 ✓ サイリスタ ✓ トライアック ✓ IGBT ⚫ 電力変換方法 ✓ ✓ ✓ コンバータ インバータ PWM ⚫ 電力素子応用 32

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UEC 電気エネルギーの変換 ⚫ 電気エネルギーは,発電機,太陽発電などで作られ,産 業,交通,日常生活の中で,各種の動力,照明,加熱な どで利用される。 ⚫ これらの機器の要求に合わせて,適切な電圧・電流・周 波数として電気エネルギーを供給する必要がある。 ⚫ 電力変換は,電気エネルギーを効率よく,適切な電圧・ 電流・周波数に変換するための技術である。 電気エネルギーを,適切な電圧・電流・周波数に効率よ く変換にする。もちろん,直流と交流の相互変換も含む。 33

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UEC 電気エネルギーの変換 変換 変換 電力変換 変換 変換 ⚫ 直流(電圧,電流) ⚫ 交流(電圧,電流,周波数) 変換 貯蔵 変換 発電 送電 消費 34

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UEC パワー半導体の種類と応用 https://www.mitsubishielectric.co.jp/semiconductors/triple_a_plus/technology/01/index.html 35

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UEC 電力変換と整流素子 ⚫ 電力は,直流,交流,電圧・電流の違い,周波数の違いなどがあり, これら電力を変換する必要があります。 ⚫ これらの電力を変換する装置が電力変換装置です。 ⚫ この電力変換装置に使われるのがサイリスタなどの半導体素子です。 交流 電 圧 直流 変換 電圧 電流 周波数 変換 電 圧 電圧 電流 サイリスタ (SCR) 36

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UEC (1) 整流素子(サイリスタ) ⚫整流素子:電力変換に用いられる素子 ⚫基本動作:電流を一方方向にのみ流す。但し, ➢ 大電流,高電圧に耐える ➢ 電流のON(/OFF)を外部から制御できる サイリスタの例 37

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UEC サイリスタ (SCR:Silicon Controlled Rectifier) サイリスタは,一方方向にのみ大電流を流す素子である。 但し,ゲート端子入力により,ON可能,OFF不可である。 A ゲート(G) アノード p サイリスタは, pnpnの組合わせ n (npnpでも可) ゲート A p G n スイッチング用 のゲートがある K G カソード K 記号 アノード (Anode) カソード(英: Cathod,独: Kathode) 38

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UEC サイリスタの仕組み A ゲート G アノード ① p1 ② n1 ③ p2 ④ K A アノード p1 n1 p1 n1 n1 p2 p2 G K p2 G p2 n1 ゲート電流 n2 カソード Tr.1 (PNP) 等価 ゲート n2 A カソード Tr.2(NPN) n2 K 1. ①→②(p1n1),③→④(p2n2)は順方向 2. よって,②→③(n1p2)に電流を流せば,サイリスタはON(ターンオン)となる 3. n1p2n2をトランジスタ(Tr.2)と考えると,ベース電流を流せばTr.2はONとなる 4. すなわち,ゲート電流を流せばよい 5. すると,②→③(n1p2)に電流が流れ,Tr.2 (n1p2n2) がONとなり,Tr.1 (p1n1p2)もONとなる。 ①→②→③→④ 6. 流れだすと,ゲート電流を注入しなくてもサイリスタはONである 7. サイリスタをOFF(ターンオフ)にするのは,(逆電圧をかけ)電流を遮断する 注)pnpとnpnトランジスタの違いは,エミッタの矢印の向き。電流の流れる方向を示す 39

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UEC サイリスタ特性 ① サイリスタに順方向電圧をかけ 電流 ② ゲート電流を流すと(トリガ) 順方向電流 オン状態 ブレーク ダウン電圧 ③ サイリスタはオン状態となる 𝐼𝐺 保持電流 ゲート電流 オフ状態 0 逆方向電圧 順方向電圧 電圧 逆降伏電圧 逆方向電流 A ブレーク オーバ電圧 G K https://www.jeea.or.jp/course/contents/12119/ 40

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UEC サイリスタ(SCR) A 明るさ制御 K G 入 力 電 圧 電流量により明 るさを制御する トリガ 電圧 流れる電流 点弧角 点弧角 逆電圧でOFF トリガ 流れる電流 トリガ 電流がゼロになると、 サイリスタはオフ G 41

42.

UEC トライアック(双方向サイリスタ TRIAC) T1 T2 明るさ制御 G 入 力 電 圧 ⚫ トライアックはサイリ スタを交互方向に並列 接続したもの トリガ 電圧 ⚫ 正負方向の電流を流す ことが可能 流れる電流 点弧角 トリガ G ➢大容量40A ➢耐圧600V 42

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UEC その他の電力用半導体 GTO(Gate Turn-Off thyristor) (ゲートターンオフサイリスタ) ✓ ゲートに逆方向の電流を流すこと により、電流遮断可能 4500V/1000A FG1000BV90DA(三菱) IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) (絶縁ゲートバイポーラトランジスタ) ✓ 入力部がMOSFET構造、出力部が BIPOLAR構造のデバイス ✓ 大電力の高速スイッチングが可能 な半導体素子 3300V/1200A_IGBTモ ジュール(三菱電機) 43

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UEC 電力用半導体素子の種類と特徴 ⚫ SCR(サイリスタ) ⚫ GTO(ゲートターンオフサイリスタ) ⚫ TRIAC(トライアック) ⚫ IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ) ✓ 高耐圧,低損失,高速性 ⚫ パワーMOSFET 電力変換容量(KVA) ✓ 低いON抵抗,高速性 出典:JEITA 動作周波数(Hz) 44

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UEC サイリスタの仲間(GTO,IGBT) http://www.miyazaki-gijutsu.com/series4/densi0441.html 45

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UEC (2) 電力変換方法の分類 入力 出力 直流 直 流 直流チョッパ (直流電圧の変換) 交 流 コンバータ (交流→直流) DC-DCコンバータ 交流 インバータ サイクロコンバータ (直流→交流) (交流周波数の変換) 46

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UEC 電力変換でのコンバータとインバータ コンバータ 時間 時間 電 圧 電 圧 直流 交流 インバータ 電圧 電流 電圧 変換 電流 周波数 47

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UEC コンバータ (電力変換 交流→直流) (1)ダイオード ダイオード単相全波整流回路 ダイオード ブリッジ (2)サイリスタ 全波整流 ∆T SCRは トリガ 入力で ON サイリスタで置換えた整流回路 ゲート電圧のタイミング∆Tで出力電圧を制御 http://www.energychord.com/children/energy/pe/inv/contents/inv_conv_cont.html 48

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UEC ゲートタイミング制御による出力調節 電流変化を 抑える 電圧変化を 抑える L C コンデンサとコイルでフィルタ を作り電圧の平滑化を行う 平滑後の電圧出力 平滑回路 ゲートタイミングを制御して, 点弧角を変化した時の出力電圧 のアニメーション(gif)。 http://www.energychord.com/children/energy/pe/inv/images/fig/inv_conv_cont_11.gif http://www.energychord.com/children/energy/pe/inv/contents/inv_conv_cont.html 49

50.

UEC インバータ (電力変換 直流→交流) ビデオ https://www.youtube.com/watch?v=Scrik1grDK4 50

51.

UEC インバータ (電力変換 直流→交流) 基本回路 E S1 S3 VL Swich:半導体素子の利用 ✓ 高速実行可能 S2 パルス幅の制御により ✓ 可変電圧・可変周波数の 交流を生成 ✓ PWM (Pulse width moduration) 出力電圧波形 負荷 E ✓ 様々なパルス幅の生成可能 S4 VL T/2 T -E S1 S4 S2 S3 S1 S4 S2 S3 Switch ON 51

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UEC インバータ (電力変換 直流→交流) +E 電 圧 パルス幅の制御に より生成した PWM出力 -E フィルタリング 電 圧 平滑回路通過 後の出力 時間 52

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UEC PWMとは ビデオ https://www.youtube.com/watch?v=hapo4XrD5ms 53

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UEC PWM (パルス幅による電圧制御) 電 圧 デューティ比 直流電圧 X[v] 時間 𝜏 𝐷= 𝑇 (Duty Cycle) 平均値 0.5X[v] 𝜏 50% 𝐷 = 0.5 50% 𝑇 25% 75% 平均値 0.25X[v] 𝐷 = 0.25 𝑇 54

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UEC PWM (パルス幅による電圧制御) 𝐷 = 0.5 平滑回路 電 圧 50% 時間 𝐷 = 0.25 平滑回路 入力電圧 25% 平均化 出力電圧 PWMと平滑回路により,出力電圧の制御可能 55

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UEC インバータ方式による周波数変換方式 作りたい 信号波 変調波 (キャリア) +E PWM波形 出 力 (フィルタ後) -E インバータ(Inverter):直流電力から交流電力を生成する回路 56

57.

UEC 電力用半導体素子の応用 ⚫ 電力用半導体素子の応用 ✓ 自動車 • ハイブリッド車 • 電気自動車 ✓ 電車 • 直流型電車 • 交流型電車 • 交直流電車 ✓ 工場の動力モータ ✓ 家電モータ • エアコン • 冷蔵庫 ⚫ 次世代パワー半導体 57

58.

UEC 整流素子(ハイブリッド車) エンジン で発電 電力を直 流に変換 インバータ 電池に 貯蔵 周波数や電 圧を変換 モーター を駆動 インバータ https://ja.wikipedia.org/wiki 58

59.

UEC 整流素子(電車) 入力 直流 or 交流電源 出力 交流電源 交流モータ 電圧・周波数可変 可変電圧可変周波数制御方式(VVVF) http://ja.wikipedia.org/wiki/ 59

60.

UEC 電力変換装置でのコンバータとインバータ 入力 電源 パワーエレクトロニクス (スイッチのON/OFF) 直流電圧 入力電源 (交流) コン バータ 交流電圧 イン バータ 出力 電源 出力電源 (交流) 可変電圧 一定電圧 一定周波数 可変周波数 VVVFインバータ (Variable Voltage Variable Frequency Inverter) https://ja.wikipedia.org/wiki 60

61.

UEC 電力変換装置でのコンバータとインバータ 三相 交流 電源 直 流 交 流 交流 モータ コンバータ インバータ 61

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UEC 次世代パワー半導体 パワー半導体は、自動車、鉄道,家電などに加え,従来の発電・送電、風力発電、太 陽光発電など電力制御への利用が拡大している。このパワー半導体のエネルギー効率 化は非常に重要な技術である。現在,その次世代のパワー半導体材料としてSiCとGaN が注目されている。 出典:ROHM次世代パワー半導体の用途は広い 62

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UEC パワー半導体の望まれる特性 VDS ID VDS 理想的スイッチング 電圧 VDS ID VDS ⚫ 通電時の抵抗が低いこと、 ⚫ スイッチング動作が速いこと、 ⚫ スイッチング動作の耐久性が 高いこと 電力損失の低減 電流 スイッチン グ遷移時間 損失 スイッチ ング損失 実際のスイッチング ID VDS 導通損失 63

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UEC おわり 64

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UEC 太陽電池(シリコン系) 太陽電池に太陽の光が当たると、電子(-)と正孔(+)が発生 し、表面と裏面につけた電極に電球のような負荷をつなぐと電流 が流れ出す。 http://www.nef.or.jp/what/whats01.html 65

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UEC 鉄道車両用インバーター 図1 鉄道車両用インバーターの解説図。「可変電圧可変周波数」を意味するVVVF(Variable Voltage Variable Frequency)方式で、ダイオードだけでなくトランジスタにもSiCを適用したことから「フルSiC VVVFインバーター」と呼ばれる(資料提供:三菱電機) https://www.nedo.go.jp/hyoukabu/articles/201706sic/index.html 66

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UEC パワーエレクトロニクスへの応用例 67