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2015年10月1日

産学・産産連携によりSiC電力変換モジュールを開発

ニチコン株式会社
代表取締役会長 武田 一平
               京都市中京区烏丸通御池上る
TEL.075-231-8461 FAX.075-256-4158
問合せ先 上席執行役員 NECST事業本部長
野口 直人

 ニチコン株式会社は、産学・産産連携により次世代パワー半導体SiCを用いた1MHz、1kW出力で高効率のSiC電力変換モジュールを開発しました。
 近年大きな技術進歩を遂げているSiC(シリコンカーバイド)パワーデバイスの低損失、高速スイッチングの特長を活かして、小型化を図りながら、高効率も達成することが出来ました。
 今後、V2Hシステム「EVパワー・ステーション」、家庭用蓄電システム「ホーム・パワー・ステーション」、EV用急速充電器、分散型電源に展開する計画です。
 本モジュールを10月7日(水)〜10日(土)に幕張メッセで開催される 「CEATEC JAPAN 2015」に出展します。

開発背景

 電力変換器に用いられるパワー半導体の主流はこれまでSi(シリコン)製でした。家庭および事業所で使われる電化製品、電力変換装置のエネルギー効率向上や小型化が求められています。
 近年大きな技術進歩を遂げているSiC(シリコンカーバイド)のパワー半導体素子が期待されています。
 SiCパワー半導体の低損失、高速スイッチングの特長を活かして、小型化やエネルギー変換効率の向上が可能になりますが、様々な技術課題が有ります。
 国立研究開発法人 科学技術振興機構(JST)が実施している研究成果展開事業(スーパークラスタープログラム)はインパクトのあるイノベーションを創出するため、大学を中心として企業との産学・産産連携による研究開発を展開しています。ニチコンはスーパークラスタープログラムに参画し、課題解決のため高速スイッチング技術、実装技術を関係大学の協力を得ながら開発を進めてきました。

特長

 高速スイッチングは、回路に用いるリアクトルなどの部品を小型軽量にすることが可能でありますが、従来数十kHzであった駆動周波数を1MHzの高周波に上げて駆動させるにはゲート回路、および周辺部品の配置やノイズの影響など多くの課題があり、高速スイッチング実現にはこれらの課題解決が不可欠でした。
 今回、スーパークラスタープログラムに参画し、国立大学法人 京都大学、 ローム株式会社と共同研究することでこれらの課題を克服できました。その結果、周辺のコイル類のサイズがおよそ1/10になり、1kWの電力変換モジュールの小型化を図ることができました。

主な仕様

・非絶縁型DC-DCコンバータ
・スイッチング周波数 1MHz
・出力電力 1kW
・入力電圧 200V
・出力電圧 400V
・効率 94%
・サイズ 37%小型化(当社従来比)
・重量比 30%ダウン(当社従来比)

<外観>

SiC電力変換モジュール(試作品)

SiC電力変換モジュール(試作品)

以上


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