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2025年3月31日月曜日

パワー半導体、電力損失30%減 東大が新回路開発 サイエンス 2025年3月31日 5:00

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOSG136BT0T10C25A3000000/

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOSG136BT0T10C25A3000000/


東京大学の高宮真教授らは蓄電池の制御などに必要なパワー半導体の素子を駆動するのに使う半導体を改良し、電力損失を従来比で30%低減した。市場に流通するパワー半導体に応用できる技術だという。半導体メーカーと組んで実用化を目指す。

パワー半導体は電気の電圧や周波数を変える素子で、電気自動車などに欠かせない部品だ。動作には別の駆動用半導体がいる。

駆動用半導体は通常、電流の強弱を機械的に切り替える単純な動作でパワー半導体を操る。柔軟な制御をしない分、切り替えの前後で電力損失を生みやすい。電力損失が生じるとエネルギーが無駄になる。

研究グループはパワー半導体の電圧を検出するセンサー回路をつくり、検出値に応じて電流を自動調整する技術を開発した。これによってパワー半導体の切り替え時の電力損失は最大30%低減した。

ただしパワー半導体は切り替え時のほか、素子内の電気抵抗によっても電力損失が生じるため、総損失でみると6%の低減にとどまる。

従来、こうした検出や制御は一部のパワー半導体のみにしか使えなかったが、今回の技術は市場に流通するパワー半導体におおむね対応できるという。

複数の回路を一体化した構造のため、小型で低コストに作れるとみている。現在は動作時にセンサー回路の駆動電圧を手動で調整している。今後、自動調整の改良を加えた上で実用化を目指す。

芝浦工業大学との共同研究の成果で、3月16〜20日に米国で開かれた国際学会「APEC」で発表した。

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