AC-DC 변환

AC-DC 변환은 AC 전압을 DC 전압으로 변환하는 기술로 AC 전압을 정류하고 평활화하여 DC 전압을 생성합니다. 정류는 전파 정류와 반파 정류의 방식으로 분류할 수 있으며, 전파 정류는 교류의 정부 양 모두 이용하고, 반파 정류는 정부 어느 쪽인지를 이용하여 정류하는 방식입니다. 변환에 의해 얻어지는 DC 전압을 방해 없이 일정한 전압으로 하는 개발을 하고 있습니다.

DC-AC 변환

DC-AC 변환은 DC 전압을 AC 전압으로 변환하는 기술로 반도체 소자를 이용하여 온/오프를 제어하여 AC 전압을 생성합니다. 파워 변환에서는 제어를 위한 신호로서 온·오프 시간에 대응하는 펄스폭을 가지는 PWM(Pulse Wide Modulation) 신호가 자주 이용됩니다.

장치로서의 인버터는 AC 전압을 정류 회로로 DC 전압으로 변환하고, 그 DC 전압을 임의의 AC 전압·주파수로 변환하는 역변환을 실시합니다. 이 역변환시에, 반도체 소자의 내부 저항에 의한 도통 로스나 스위칭시의 전환 지연에 의한 스위칭 로스 등의 변환 로스가 발생하여 변환 효율을 저하시켜 버립니다. 이 변환 손실을 저감시킴으로써, 인버터의 효율 향상이나 소형화로 이어지므로 스위칭 제어 기술이나 신 디바이스의 이용 기술 등을 개발하고 있습니다.

냉각 기술

파워 반도체 소자의 변환 손실은 발열의 요인이 되어 인버터를 소형화하는데 있어서 넥이 되기 때문에, 발열을 고려한 냉각 기구가 필요합니다. 당사는 장치의 열설계 단계부터 케이스와 기판의 온도나 기류분포를 시뮬레이션으로 해석하여 시제품을 만들지 않고 냉각구조를 최적화하여 소형화하는 기술을 쌓고 있습니다.

내노이즈·고조파리스 기술

전력 변환은 다루는 전력이 크고 발생하는 노이즈도 크기 때문에 다른 전자 장치에 미치는 영향을 억제하기 위해 노이즈 대책이 특히 중요합니다. 전자기기등의 노이즈에 의한 전자 환경을 악화하지 않고 시스템에 영향을 주지 않는 EMC(Electro Magnetic Compatibility/일본어로 전자 양립성)에서는 실드나 필터에 의한 대책을 실시하고 있습니다. 또 전력 변환에서는 전류의 왜곡에 의해 고조파도 발생합니다. 그 대책으로서 전선을 권선 형상으로 하는 것으로 전류를 방해하는 소위 리액터를 부가하는 것이 일반적으로 행해집니다. 당사의 독자적인 기술을 담은 인버터의 일종인 매트릭스 컨버터는, DC로의 변환을 실시하지 않기 때문에, 전류가 상용 전원과 거의 같은 사인파가 되어 고조파리스가 됩니다

새 기기 이용 기술

파워 변환을 하는 디바이스로서 사이리스터의 이용에 시작되어 현재는 파워 MOS FET(금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터)나 IGBT(절연 게이트형 바이폴라 트랜지스터)가 널리 이용되고 있다. 그리고 최근에는 보다 고속의 동작, 높은 내압, 고온에서의 동작 등의 특징을 갖춘 SiC(탄화규소)나 GaN(질화갈륨) 등의 와이드 밴드 갭 반도체 소자도 주목받고 있습니다. 와이드 밴드 갭 반도체는 가전자대에서 전도체로의 전이 에너지가 큰 반도체 소자로 기존의 실리콘 반도체에 비해 장치의 소형·고효율화를 실현할 수 있기 때문에 이를 응용하는 연구를 진행하고 있습니다.