NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)による助成事業研究

件名:戦略的省エネルギー技術革新プログラム
研究題目:GaN双方向電力変換器の研究開発
受託先:パナソニック株式会社
研究機関:平成26年度〜平成28年度

●研究の目的(概要)

 本研究開発では、低損失なGaN双方向電力変換デバイスを実現し、電力変換機器の低損失化・省エネルギー化に 向けての実用化技術の確立に取り組む。
 上記目標達成に向けて、以下の4項目について研究開発を行い、それぞれの項目について定めた目標実現に向け取り組む。

 GaN双方向トランジスタ技術の開発

 マトコンでは電源からモータへの電力供給とモータから電源への回生電力の逆流の双方向の動作が必要であり、 このような回路において、システムの高効率・安定動作を可能とする高耐圧GaN双方向トランジスタを実現する。

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 事業化・製品化に向けては低コスト化と小型化が重要であり、これを実現するための実装技術の開発を行う。 マイクロ波による電力伝送に基づくDBM絶縁ゲート駆動回路を用いたGaN双方向トランジスタの駆動を実現し、 絶縁ゲート駆動回路内蔵GaN双方向モジュールにおいて、双方向のスイッチング駆動を実現する。 

 A佇向回路制御技術の開発

 GaN 双方向スイッチを用いたマトコン等の双方向回路の高効率(低損失)動作実現に向けて、回路制御方式を検討する。 GaN 双方向スイッチのスイッチング波形を高精度に把握し、直列に接続されたGaN 双方向スイッチが短絡しないように、 いわゆるデッドタイムの設定と短時間化を実現する制御技術を開発する。 これによりスイッチング損失を低減し、システムの高効率動作を実現する。

 つ蕎型電力変換機器技術の開発

 電力変換機器を小型化するために、駆動周波数増加による受動部品の低減、パワートランジスタを 複数個実装したいわゆるパワーモジュールの採用、さらには同モジュールにおいて高耐熱性を実現し トランジスタの動作温度を上げることで放熱器の小型化について検討する。

大阪工業大学では、「A佇向回路制御技術」 の開発に取り組んでいる。

構成図実機