ロゴ九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センター

イベント

2022年度

次世代パワーエレクトロニクス研究センター
オンラインチュートリアルご報告

当センター教員が7週にわたりオンラインでリレー形式のチュートリアルを開催いたしました。延べ約300名の一般・企業関係者にご聴講いただきました。
 また、アンケートへのご協力いただきました方々、有難うございました。皆様の貴重なご意見を今後のチュートリアル企画に活かしてまいります。今後ともよろしくお願い致します。

次世代パワーエレクトロニクス研究センター
オンラインリレーチュートリアル開催のご案内

九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センターでは、パワー半導体を中心とした次世代パワーエレクトロニクス技術の研究を、省エネルギーの推進、電力の高度利用技術、自然エネルギーの活用等による低炭素社会の実現に貢献するエレクトロニクス(環境エレクトロニクス)の観点から推進しています。当センターは材料からシステムまでをカバーした総合的なパワーエレクトロニクスに関する研究を行っています。そこで今回は、センター教員による企業の若手研究者や博士課程学生をターゲットにしたパワーエレクトロニクス基礎技術に関するチュートリアルを開催します。今回は毎週水曜に各講師のリレー講義とします。また、本年度開催された国際会議(IPEC,PCIM,NDNC,ISPSD)での調査動向をTopicsとしてご報告いたします。
皆様のご参加をお待ちしています。

主 催 九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センター
日 時 2022年7月6日(水)~8月17日(水)
毎週水曜日 13:30~17:00 (休憩時間含む)
場 所 オンラインによる配信(EnentHubによる配信)
参加費 無料(事前登録必須)
登録はこちらから

★講義は日本語で行います。資料は英語です。(The lecture is in Japanese. The material is in English.)

プログラム

日時

担当

テーマ

7月06日(水)

13:30~17:00
(途中休憩有り)

安部

★13:25~13:30 Opening
スイッチング電源の制御系設計

7月13日(水)

長谷川

★13:15~13:30 Topics IPEC報告
交流電動機駆動とインバータの基礎

7月20日(水)

渡邉

固体物理入門

7月27日(水)

大村

★13:15~13:30 Topics PCIM Europe報告
パワー半導体の基礎

8月03日(水)

松本

★13:15~13:30 Topics NDNC報告
CMOSとMOSアナログ回路の基礎
※LT-spiceをPCに事前にインストールしておくこと

8月10日(水)

嘉藤

ゼロ・エミッションを目指した水素製造技術開発

8月17日(水)

大村

★ 13:15~13:30 Topics ISPSD報告
信頼性工学基礎

★講義は日本語で行います。資料は英語です。(The lecture is in Japanese. The material is in English.)

概要

スイッチング電源の制御系設計
スイッチング電源の設計において制御系設計は非常に重要である。スイッチング電源の安定性を確保することはもちろん、様々な外乱に対してロバスト性を持たせることが必要となる。従来、スイッチング電源は電源制御ICを用いたアナログ制御が一般的であった。近年では、マイコン・DSP等の性能が著しく向上しており、ディジタル制御のスイッチング電源への適用事例が増えてきている。本チュートリアルでは、スイッチング電源の制御系設計について従来のアナログ制御に加え、マイコン・DSPを用いたディジタル制御についても解説する。

交流電動機駆動とインバータの基礎
交流電動機は直流電動機に比べ小型で堅牢である特長の一方,その可変速制御には周波数の調整が必要不可欠である。本チュートリアルでは,インバータの技術発展と交流電動機可変速駆動の歴史的背景を概説するとともに,インバータの基本原理とその応用について紹介する。交流電動機駆動に加え,再生可能エネルギーやFACTS機器など電力系統用のインバータ技術についてその原理と応用事例を説明する。

固体物理入門
固体の結晶構造から説き起こし、固体物性の概要を単純なモデルを用いて展開する。講義の後半ではエネルギーバンドから半導体材料について説明する。特に予備知識なしで受講できる。

パワー半導体の基礎
パワー半導体の機能、デバイス構造の紹介を行い、パワーMOSFET(DMOS、スーパージャンクションMOSFET)、IGBTの超簡単数式モデルを説明する。簡単な設問による理解度を深め、数式からそれぞれの素子の特徴を理解する。半導体デバイス基本方程式の導出を平易に、固体物理に深入りせずに説明する。電流の式、電流連続式、ポアソンの式および不純物、擬フェルミポテンシャルを説明し、移動度、SRH-再結合、インパクトイオン化のモデルについても簡単に触れる。

CMOSとMOSアナログ回路の基礎
CMOS-LSIにアナログ回路が集積されるようになり、LSIの高機能化が進んでいる。アナログ回路は、スケーリングしたCMOSを用いても必ずしも高性能化が実現できない。本チュートリアルではCMOS技術について説明し、MOSアナログ回路について、SPICEシミュレーションによる実習を交えて解説する。実習に用いるLT-SPICEは事前にPCへインストールしておくこと。

ゼロ・エミッションを目指した水素製造技術開発
地球温暖化問題の観点から世界と日本のエネルギー利用の現状と課題について概要を述べるとともに、今後のエネルギー供給システムの中での燃料電池、水素製造技術がはたすべき役割を説明する。その上で将来CO2フリーエネルギー媒体として大規模な活用が見込まれる水素の製造技術について、従来技術と比較して飛躍的な高効率が期待できる高温水蒸気電解技術について紹介する。

信頼性工学基礎
故障率やバスタブカーブなど普段用いている言葉でも改めて定義に戻るとわからないところが出てきます。本チュートリアルでは、信頼性工学の基礎に戻り、故障密度関数、信頼度、故障率の定義から始まり、直列系や並列冗長系での故障率の計算方法を解説する。さらにバスタブカーブ、ワイブル分布など日常的に用いる技術用語についても改めて正確に解説する。パワーモジュールの信頼性など具体的な製品の信頼性については述べず、信頼性工学の基礎を解説する。

問合せ先・事務局
次世代パワーエレクトロニクス研究センター   pe_omuralab(a)life.kyutech.ac.jp

2021年度

2021年度次世代パワーエレクトロニクス研究センターワークショップKyutechPE2022のご報告

2022年3月8日に次世代パワーエレクトロニクス研究センターワークショップKyutechPE2022をオンライン開催し、准教授の安部征哉先生がリーディングしているSIP受託研究の報告を中核とした報告会、チュートリアル、技術発表、学生によるポスター発表を行いました。
当日は、一般・企業関係者61名、省庁・機関関係者8名、アカデミア22名、学生24名の参加がありました。
多くの皆様のご参加有難うございました。
次世代パワーエレクトロニクス研究センターでは、引き続きTutorial、ワークショップを企画してまいります。

2021年度次世代パワーエレクトロニクス研究センター
ワークショップKyutechPE2022のご案内

2019年度、2020年度とワークショップの準備を進めてきましたが、コロナ等の理由により開催を断念してきました。今回、学内外との交流や情報発信の促進は研究活動に不可欠であるという認識から現在可能な形で開催することとしました。今回のワークショップでは、九州工業大学准教授の安部征哉先生がリーディングしているSIP受託研究の報告を中核とした報告会、チュートリアル、技術発表、学生によるポスター発表を行います。
皆様のご参加をお待ちしております。

主 催 九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センター
日 時 2022年3月8日(火)
場 所 オンラインによる配信 (EventHubを予定)
参加費 無料(事前登録必須) https://client.eventhub.jp/ticket/7QKtJ8Re9
座 長 次世代パワーエレクトロニクス研究センター センター長 大村一郎
実行委員長 准教授 安部征哉(電気電子工学研究系)
事務局 次世代パワーエレクトロニクス研究センター pe_omuralab.life.kyutech.ac.jp

時間

 

講演タイトル・講演者

9:00-9:05

 

座長挨拶

9:05-10:05

Tutorial

スイッチング電源設計の基礎Ⅰ
安部征哉

半導体デバイス理論の復習
大村一郎

10:10-11:10

スイッチング電源設計の基礎Ⅱ
安部征哉

パワー半導体の基礎と数式モデルⅠ
大村一郎

11:15-12:15

電流共振コンバータの基礎
安部征哉

パワー半導体の基礎と数式モデルⅡ
大村一郎

 

 

Lunch Break

13:30-13:50

SIP報告

【SIP】パワーデバイスの利用動向及びPE機器の小型化動向
安部征哉(九州工業大学)

13:50-14:10

【SIP】革新的PE技術の適用による送配電系統の技術的便益
織原大(産業技術総合研究所)

14:10-14:30

【SIP】再エネ導入量向上に向けた技術的課題及び経済便益
福島健太郎(電力中央研究所)

14:30-14:50

【SIP】 次世代PE技術とワイヤレス給電を活用する
IoE社会のエネルギーシステム
浅野浩志(東海国立大学機構岐阜大学/電力中央研究所)

 

 

Break

15:00-15:20

技術報告

サーバルームにおける機械学習を用いた施設管理手法に関する研究
笹倉 康佑(株式会社NTTファシリティーズ)

15:20-15:40

TCADシミュレーションを用いたシグナルフローグラフモデルに基づくパワー半導体素子の安定動作設計法の研究
河野洋志(九州工業大学博士後期(社会人プログラム))

15:40-16:00

NZE2050とパワーエレクトロニクス
大村一郎(九州工業大学)

◆16:00-17:00 学生ポスター発表、PR発表(5件程度予定)

Tutorialのご案内

Thtorialの概要は下記の通りです。

Tutorial 日時 2022年3月8日(火)9:05~12:15

チュートリアルプログラム

時間

メイン会場

サブ会場

Tutorial 1
9:05-10:05

スイッチング電源設計の基礎Ⅰ
安部征哉

半導体デバイス理論の復習
大村一郎

Tutorial 2
10:10-11:10

スイッチング電源設計の基礎Ⅱ
安部征哉

パワー半導体の基礎と数式モデルⅠ
大村一郎

Tutorial 3
11:15-12:15

電流共振コンバータの基礎
安部征哉

パワー半導体の基礎と数式モデルⅡ
大村一郎

【概要】
スイッチング電源設計の基礎
Fundamentals of Switch Mode Power Supply Design

スイッチング電源の設計にはパワーステージ、制御系、双方の設計が必要となる。しかし、スイッチング電源の設計には難解な解析が必要となり、その原理を理解するのは困難である。本チュートリアルでは、難解な解析は省略し、パワーステージ及び補償器の設計手法について解説する。

電流共振コンバータの基礎
Fundamentals of Current Resonant Converter

電流共振コンバータの1つであるLLCコンバータが小型・高効率・低ノイズを達成できるDC-DCコンバータとして注目を浴びている。本チュートリアルではLLCコンバータの基本的な回路動作や諸特性について解説するとともに、LLCコンバータの同期整流技術や双方向化技術について解説する。

半導体デバイス理論の復習
Semiconductor Device Theory

半導体デバイス基本方程式の導出を平易に、固体物理に深入りせずに説明する。電流の式、電流連続式、ポアソンの式および不純物、擬フェルミポテンシャルを説明し、移動度、SRH-再結合、インパクトイオン化のモデルについても簡単に触れる。

パワー半導体の基礎と数式モデル Ⅰ・Ⅱ 
Power Semiconductor Analytical Model Ⅰ・Ⅱ 

パワー半導体の機能、デバイス構造の紹介を行い、パワーMOSFET(DMOS、スーパージャンクションMOSFET)、IGBTの超簡単数式モデルを説明する。簡単な設問による理解度を深め、数式からそれぞれの素子の特徴を理解する。

2020年度

新入生向けにPE研究センターの研究紹介セミナを実施しました。

日 時 2020年5月29日 10:00〜12:15
参加者 約30名
当日のプログラム
当日のプログラム(PDF)
Abstract_Omura
Abstract_Omura(PDF)
Abstract_Watanabe
Abstract_Watanabe(PDF)
Abstract_Tsukuda
Abstract_Tsukuda(PDF)
Abstract_Ravi
Abstract_Ravi(PDF)

PEセンターwebinar(学生向け)を実施しました。

   

日本国政府より新型コロナウイルス対策の特別措置法に基づき緊急事態宣言が発令され、福岡県を含む7都府県が対象地域として指定されたことを受け、次世代PE研究センターでは、4月9日〜4月24日の2週間、パワーエレクトロニクス関する学生向け講義・安全教育を実施しました。

日 時 2020年4月9日〜24日 13:00〜15:00
講 師 PE研究センター関連教員
参加学生 50〜55名/回

講義の一部

各講義の資料

2019年度

次世代PE研究センター主催学内セミナを開催しました。(学内学生向け)

日 時 2019年11月20日(水)10:30~18:00
場 所 若松キャンパスMACS(1階)
ワークショップチラシ
ワークショップチラシ(PDF)
ポスター発表プログラム
ポスター発表プログラム(PDF)
次世代PE研究センター主催学内セミナ1 次世代PE研究センター主催学内セミナ2
次世代PE研究センター主催学内セミナ3

出前講義(G2E2先行プログラム、生命体工学総合科目1日程授業)の実施

講義日時 2019年11月20日(火)14:40~16:10
講師 野中賢一氏
所属 株式会社ケーヒン開発本部 電動技術統括PCU開発本部 主任技師
講義概要 自動車業界の今までとこれから、サプライヤから見た新しい車づくりの姿と技術等について講義を行いました。
実習日時 12月3日(火)13:00~17:50
実習場所 若松キャンパス 端末室1
講師 皆尺寺 光氏(19年入社_九工大OB)
所属 株式会社ケーヒン同社 開発本部電動技術統括部PCU開発部第四課
実習内容 ソフトウエア、モータ制御、電気回路、パワーデバイス、機構設計などの多くの要素で構成されているハイブリット用パワーコントロールユニットに実際に触れ、解体・組立体験を実施しました。
講義の様子
講義の様子
実習の様子
実習の様子

特別講演会

日時 2019年7月31日(水)14:40~16:10
講師 金澤秀俊氏
所属 東芝キヤリア株式会社 顧問(電気学会フェロー認定)
講演 インバータエアコン誕生からのパワエレトレンドと最新技術

概要

東芝は、1981年に世界初のインバータエアコンを開発し、40年を迎えようとしています。今や一家に一台以上あるインバータエアコンですが、インバータを構成するデバイスの急速な進歩でインバータの性能は格段に進歩してきました。

今回は、空調技術のインバータ・パワーエレクトロニクスのベースとなったパワー半導体と制御の進歩、アクチュエータである圧縮機モータのトレンドをご紹介いただきました。更に5月に電気学会「進歩賞」を受賞したSJ-MOSFETとSiCを活用した最新インバータの技術についてもご紹介いただきました。

実物のインバータ基板等をご持参いただき、詳細にご説明いただきました。

講演の様子
講演の様子
集合写真
集合写真

特別セミナー

日時 2019年7月1日(月)14:40~16:10
講師 Shankar Ekkanath Madathil
所属 The University of Sheffield
Department of Electronic and Electrical Engineering
講演 半導体デバイスおよびワイドバンドギャップパワー半導体デバイスの最新技術動向について、質疑応答を交えながらご説明いただきました。

概要

Shankar Ekkanath Madathil has over 25 years experience in design to manufacture of innovative power semiconductor devices and technologies, power integrated circuits, high temperature power electronics, active gate drive technologies, high power density converters, modelling of power semiconductor devices and technologies, new concepts for semiconductor devices and technologies and wide band gap power semiconductor devices.

講義の様子
講義の様子
集合写真
集合写真

モンゴル国立大学学生とグローバル協働学修を実施しました

訪蒙期間 2019年7月25日~8月7日(14日間)
九州工業大学大学院生命体工学研究科生体機能応用工学専攻
博士前期1年 5名派遣(GIコース)
帯同教員 教授 大村 一郎 生体機能応用工学専攻
助教 渡邊 晃彦 電気電子工学研究系
来日期間 2019年11月17日~11月30日(14日間)
モンゴル国立大学 博士前期学生4名、学部3年生1名受入
帯同教員 Erdenebaatar Dushdondog, Senior lecturer
Battuvshin Bayarkhuu, Lecturer
訪蒙プログラム(九州工業大学グリーンイノベーションリーダー育成コース)
期間:2019年7月26日~8月7日
九州工業大学グリーンイノベーションリーダー育成コース

来日プログラム
期間:2019年11月17日~11月30日
近年、モンゴル国ではグリーンエレクトロニクスや環境への関心が高くなってきており、 本年度初の試みとして、モンゴル国立大学の学生5名を受入れ、次世代パワーエレクトロニクス研究センターの最新研究動向、九州工業大学の3キャンパスでの研究概要や施設、発電施設や行政・企業の工場見学を通じて、我が国の低炭素社会実現に向けた取組みや環境への配慮等について調査研究を行いました。調査結果は、学生や教員との議論の場を設け自らの意見を発言する力や自立力、実践力を身に着けることを目標として、本プロジェクトの最終日にプレゼンテーション発表を実施しました。

PEセンターでの実験の様子

施設見学の実施

調査研究成果報告会の様子

学生との交流会の様子

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