筑波大学まとめ

2019年9月2日～6日@Genova, Italiaにて開催。参加者約950名。発表数約500件。Model Predictive Controlに関連する発表が非常に多かった。

SiCに関係する主な発表

(1) “650 V SiC Trench MOSFET for high-efficiency power supplies, ” SIEMIENIEC Ralf, AICHINGER Thomas, JANTSCHER Wolfgang, KAMMERLANDER David, M ENTE Rene, WENZEL Ute (Infineon Technologies)

650 V耐圧トレンチゲート型SiC-MOSをトーテムポールPFC回路に適用した場合変換効率についての報告。SiC-MOSとSJ-MOS(CoolMOS)を併用した回路において、SiC-MOSのデバイス温度・オン抵抗や駆動電圧・パッケージのピン数(3or4)による損失の差異を考慮した結果、最高変換効率99.1%を達成した。

(2) “Mitigating Drain Source Voltage Oscillation for SiC Power MOSFETs in order to reduce Electromagnetic Interference,” HOFSTETTER Patrick, BAKRAN Mark-M. (University of Bayreuth)

SiC-MOSのターンオフ波形のサージ・振動低減に関する報告。ターンオフ時に一瞬だけゲートパルスを入れる、ソース端子のインダクタンスを利用してゲート抵抗を切り替える、ゲート容量を増加させるなど様々な手段でターンオフ振動低減効果について比較・検討した。Cgsの増加が振動低減に強い効果があるが、結局Cgdとの比率の問題なので、意図的にCgsを追加させるのではなく、チップレベルでCgdを低減すべき。

(3) “Optimal hard Switching as Benchmark for SiC MOSFET Switching losses with limited du/dt and blocking voltage,” MAIER Robert Wolfgang, BAKRAN Mark-M. (University of Bayreuth)

最大電圧・電圧変化率が決められている中でのスイッチング波形の最適化手法に関する報告。dv/dtを固定した場合に最適と思われるスイッチング波形をモデル化し、これに寄生インダクタンスによる振動分を追加で考慮することにより、実際のスイッチング全体をモデル化する。このベンチマークにより、理論上の最小スイッチング損失の計算が可能となる。

(4) “Switching modeling of Power Devices Turn-Off in a SiC mosfets-based Inverter leg,”
SALVO Luciano, CACCIATO Mario (University of Catania), MONTORO Gionatan,
NANIA Massimo, PULVIRENTI Mario (STMicroelectronics), SCARCELLA Giuseppe, SCELBA Giacomo (University of Catania), SCIACCA Angelo Giuseppe (STMicroelectronics)

SiC-MOSFETをインバータレグとして動かした場合のスイッチング波形のモデル化に関する報告。寄生パラメータが多数存在するため、パワーデバイスをカーブトレーサで特性測定した結果補利用するよりも、実際の変換器おいて短絡試験や低速度でスイッチングさせてパラメータを抽出するほうが、提案モデルから実際のスイッチング波形に近い波形が得られる。

(5) “Nanosecond switching of ohmic loads using SiC MOSFETs in ultra-low inductive PCB-packages,” RISCH Raffael, BIELA Jurgen (ETH Zurich)

SiC-MOS周辺の寄生インダクタンス低減のため、SiCデバイスをPCBで挟み込む構造のパッケージを利用した極短パルス駆動に関する報告。寄生インダクタンス等の低減によりスイッチング時間の低減が可能であり、800 V, 60 nsのパルス電圧の実験結果が示されている。