電力変換装置の統合設計方法及びシステム並びに統合設計プログラム

開放特許情報番号
L2006005750
開放特許情報登録日
2006/9/15
最新更新日
2015/9/18

基本情報

出願番号 特願2006-155817
出願日 2006/6/5
出願人 独立行政法人産業技術総合研究所
公開番号 特開2007-325467
公開日 2007/12/13
登録番号 特許第4277085号
特許権者 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 電力変換装置の統合設計方法及びシステム並びに統合設計プログラム
技術分野 電気・電子
機能 機械・部品の製造、制御・ソフトウェア
適用製品 電力変換装置の統合設計システム並びに統合設計プログラム
目的 半導体素子構造と配線構造に由来する寄生インダクタンスと寄生キャパシタンスが半導体素子損失、フィルタ損失やフィルタ周波数特性さらには制御系に与える影響を考慮した電力変換器の高出力電力密度化に必要な統合設計方法を提供する。
効果 電力変換回路が実際に動作する際に半導体素子損失、フィルタ損失に与える真性パラメータと外因性パラメータの影響を分離できるので、これらのパラメータと半導体素子やフィルタが本来持っている特性と設計協調が可能になり、半導体素子やフィルタの特性を最大限に活用できる熱設計やノイズ設計が可能になる。
技術概要
図1は、電力変換器設計において使用する、電力変換装置の設計フローチャートである。図1の電力変換装置の設計フローチャートにおける構造設計と電磁設計と熱設計などを含む電力変換装置統合設計10は、処理12の構造設計を行う工程と、処理13の熱設計を行う工程と、処理14の変換器体積を算出する工程と、処理15の変換器出力パワー密度を算出する工程など、変換器統合設計要素から構成される。図1の処理11の回路パラメータ選定を行う工程で決定された回路寄生パラメータは、処理12の構造設計を行う工程で、決定された回路寄生パラメータを満たす構造体として設計され、処理13の熱設計を行う工程で設計された構造体を用いて使用する半導体素子を所定の温度以下に保つための冷却装置を設計する。処理13と処理14の工程で、上記の構造体と冷却装置とその他電力変換装置構成要素の体積を用いて電力変換装置の体積を算出する。図2は設計データベースを構築するためのフローチャートである。図3は、最適パラメータを選定するためのフローチャートである。図4は図3のパラメータ選定結果を使い、電力変換回路の構造・電磁設計をおこなう例である。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 電力変換装置の配線構造設計に伴い発生する外因性パラメータが変換回路に与える熱的な影響と電磁的な影響を定量的に算出できるので、電力変換器の高出力電力密度化に必要な構造設計と半導体素子やフィルタの特性との協調設計による電力変換装置の最適設計が可能になる。
改善効果2 また、研究開発段階の新型半導体素子を将来実用化した際に使われる実際の電力変換回路に搭載した時の損失と装置の仮想設計が正確に算出できて、製品開発に伴う課題を事前に予測でき、回路および装置設計に伴う課題を制御系、半導体素子やフィルタの開発にフィードバックをかけることができるので、研究開発効率が向上する。
改善効果3 また、変換器仮想設計が可能になるので、新型半導体素子や新型磁性体材料の開発段階から、電力変換装置を実用化の過程で業務を分担する担当部署の責務が予測でき、開発期間の大幅な短縮と効率的な研究開発が可能になる。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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