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基礎知識資料集

 

デバイス・プロセス分野

アクティブゲート制御

電力変換器を低損失で大容量化するためには高電圧化することが必要である。電力変換器の高電圧化には回路構成による方法とパワーデバイスの制御による方法がある。回路構成による方法として変換器のマルチレベル化があり、レベル数を多くすることでパワーデバイスの耐圧を上げずに変換器を高電圧化することができるが主回路構成が複雑化する問題がある。レベル数を変えずに電力変換器を高電圧化するには,パワーデバイスを多数直列接続し、制御によりスイッチング動作における過渡的な電圧分担のばらつきを抑える必要がある。サイリスタ等のパワーデバイスではスイッチング速度が比較的遅いことから、スナバ回路の付加により過渡的な電圧分担を調整していた。アクティブゲート制御は、IGBT等のパワーデバイスにおける速いスイッチング動作速度を活かすとともにスナバ回路を削減するため、パワーデバイスに印加されている電圧を検出し、フィードバック制御によりゲート電圧を調整することで過電圧が生じないようにする技術である。ただし、フィードバック制御が入るために電力変換器としてのスイッチング速度は素子単体に比べて遅くなる。

(舟木 剛)