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自動車用パワーエレクトロニクス -基盤技術から電気自動車での実践まで-

著:クライソン トロンナムチャイ

紙版

内容紹介

本書は自動車業界でパワーエレクトロニクスシステムの設計を数年間経験した技術者が、業務を遂行する上で役に立つ知識や情報をまとめ、基盤技術の他に各種保護や熱の管理技術、信頼性解析、電磁干渉抑制技術など、自動車ならではのパワーエレクトロニクス技術をできるだけ網羅している。
また高電圧の安全や高電圧バッテリー、車載充電器技術、高電圧ジャンクションボックスなど、電動車用のパワーエレクトロニクス技術についても紹介する。

目次

第1章 自動車用パワーエレクトロニクスの概論
1-1.自動車の歴史と現状
1-2.カーエレクトロニクスの歴史と現状
1-3.パワーエレクトロニクスの歴史と現状
1-4.自動車におけるパワーエレクトロニクスの歴史と現状
1-5.自動車用パワーエレクトロニクスの特徴と今後の動向
1-6.本書の狙いと構成

第2章 自動車用パワー半導体デバイス
2-1.パワーMOSFET
2-1-1.パワーMOSFETの構造と特徴
2-1-2.パワーMOSFETのオン抵抗
2-1-3.パワーMOSFETのスイッチング特性
2-2.絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)
2-2-1.IGBTの基本構造と特徴
2-2-2.IGBTのスイッチング特性
2-2-3.IGBTの高性能化
2-2-4.逆導通IGBT(RC-IGBT、Reverse-Conducting IGBT)
2-3.スーパージャンクションMOSFET(SJ-MOSFET)の構造と特徴
2-4.パワー半導体デバイスの破壊メカニズム
2-4-1.ゲートの静電破壊
2-4-2.誘導性負荷によるアバランシェ破壊
2-4-3.dV/dtによるアバランシェ破壊耐量の低減
2-4-4.異常動作によるSOA破壊
2-4-5.ボディダイオードの逆回復による破壊
2-5.パワー半導体デバイスの保護
2-5-1.静電気放電(ESD)による破壊保護
2-5-2.アバランシェ破壊保護
2-5-3.過負荷・負荷短絡保護
2-5-4.過電流保護
2-5-5.過温度保護
2-6.パワー半導体デバイスの集積
2-6-1.インテリジェントパワーデバイス(IPD)
2-6-2.インテリジェントパワーモジュール(IPM)

第3章 自動車用パワーエレクトロニクスの回路技術
3-1.ハイサイド・スイッチ
3-2.ハーフブリッジ回路
3-3.状態平均化法
3-4.Hブリッジ回路
3-4-1.バイポーラ変調型PWM
3-4-2.ユニポーラ変調型PWM
3-5.スナバ回路
3-5-1.RCスナバ回路
3-5-2.RCDスナバ回路
3-5-3.3D-2C-1L無損失型スナバ回路
3-5-4.スナバレス
3-6.ソフトスイッチング
3-6-1.負荷共振型ソフトスイッチング
3-6-2.部分共振型ソフトスイッチング
3-6-3.位相シフト型PWM
3-6-4.E級スイッチング
3-7.3相インバータ回路
3-7-1.120°通電
3-7-2.180°通電
3-8.V結線インバータ回路

第4章 自動車用パワーエレクトロニクスの熱管理技術
4-1.自動車用パワーエレクトロニクスの熱管理に関する基本知識
4-1-1.半導体デバイスの熱管理
4-1-2.自動車用パワーエレクトロニクスの熱管理技術の特殊性
4-2.高放熱化技術
4-2-1.金属ベース基板
4-2-2.直接水冷
4-2-3.ピンフィン
4-2-4.両面放熱
4-3.次世代放熱技術
4-3-1.ヒートパイプ
4-3-2.べーパーチャンバー
4-3-3.熱電冷却

第5章 自動車用パワーエレクトロニクスの信頼性
5-1.自動車用パワーエレクトロニクスの信頼性に関する基本知識
5-1-1.信頼性工学の概要
5-1-2.直列システムの信頼性
5-1-3.並列システムの信頼性
5-1-4.多重化
5-1-5.自動車分野における信頼性と耐久性の問題
5-2.自動車用パワーエレクトロニクスの故障を表すモデル
5-2-1.アレニウスモデル
5-2-2.アイリングモデル
5-2-3.指数電圧モデル
5-3.自動車用パワーエレクトロニクスの信頼性予測
5-3-1.ワイブル分布による信頼性解析
5-3-2.加速試験
5-3-3.スクリーニング検査
5-3-4.ディレーティング
5-3-5.寿命予測
5-3-6.システムレベルの信頼性解析
5-4.自動車用パワーエレクトロニクスの故障解析
5-4-1.モジュールの内部解析
5-4-2.チップ内部故障箇所の絞り込み
5-4-3.チップ内部の物理化学的解析

第6章 自動車用パワーエレクトロニクスの電磁干渉抑制技術
6-1.自動車分野における電磁両立性
(Electromagnetic Compatibility、EMC)の基本知識
6-1-1.周波数の不変性
6-1-2.パワーエレクトロニクスのEMI発生メカニズム
6-1-3.EMIの伝播
6-1-4.伝導
6-1-5.放射
6-1-6.自動車用パワーエレクトロニクスの電磁干渉問題の特殊性
6-2.EMI発生源の特定
6-2-1.近傍電磁界の測定
6-2-2.周波数によるEMI発生源の絞り込み
6-2-3.発生時間によるEMI発生源の絞り込み
6-3.自動車用EMI対策技術
6-3-1.パワーデバイス特性や配置、配線の最適化
6-3-2.パッシブフィルタによる対策
6-3-3.シールドによる対策
6-3-4.アクティブフィルタによる対策
6-3-5.スペクトラム拡散

第7章 電動車用パワーエレクトロニクス
7-1.電動車の電気系統
7-2.高電圧バッテリーとその管理
7-3.車載充電器
7-4.高電圧ジャンクションボックス
7-4-1.メインリレー
7-4-2.プレチャージ回路と放電抵抗
7-4-3.サービスプラグ
7-4-4.車載充電及び急速充電用リレー
7-4-5.電流センサ
7-4-6.高電圧センサ
7-4-7.絶縁監視回路
7-5.電動車用モータとベクトル制御

著者略歴

著:クライソン トロンナムチャイ
1958 年タイ・バンコク生まれ。1976 年来日。
1986 年、東京大学大学院工学系研究科電子工学博士課程修了。工学博士。
同年、日産自動車㈱入社。2018 年、日産自動車㈱退社。
同年、神奈川工科大学創造工学部自動車システム開発工学科教授に就任。
自動車用電動システムに関する教育研究に従事。
自動車技術会車載用パワーエレクトロニクス技術部門委員会の委員を務める。
2009 年に精密工学会画像応用技術専門委員会第15 回小笠原賞、
2013 年に電気学会産業応用部門論文賞をそれぞれ受賞。

ISBN:9784910558080
出版社:科学情報出版
判型:A5
ページ数:252ページ
定価:4000円(本体)
発行年月日:2022年02月
発売日:2022年02月28日
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