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設計技術シリーズ

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(神奈川工科大学)
定価: 4,400円(本体4,000円+税)
判型: A5
ページ数: 252 ページ
ISBN: 978-4-910558-08-0
発売日: 2022/2/28

【目次】

第1章 自動車用パワーエレクトロニクスの概論

  1. 1-1.自動車の歴史と現状
  2. 1-2.カーエレクトロニクスの歴史と現状
  3. 1-3.パワーエレクトロニクスの歴史と現状
  4. 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
  5. 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
  6. 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

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

  1. 3-1.ハイサイド・スイッチ
  2. 3-2.ハーフブリッジ回路
  3. 3-3.状態平均化法
  4. 3-4.Hブリッジ回路
    1. 3-4-1.バイポーラ変調型PWM
    2. 3-4-2.ユニポーラ変調型PWM
  5. 3-5.スナバ回路
    1. 3-5-1.RCスナバ回路
    2. 3-5-2.RCDスナバ回路
    3. 3-5-3.3D-2C-1L無損失型スナバ回路
    4. 3-5-4.スナバレス
  6. 3-6.ソフトスイッチング
    1. 3-6-1.負荷共振型ソフトスイッチング
    2. 3-6-2.部分共振型ソフトスイッチング
    3. 3-6-3.位相シフト型PWM
    4. 3-6-4.E級スイッチング
  7. 3-7.3相インバータ回路
    1. 3-7-1.120°通電
    2. 3-7-2.180°通電
  8. 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

  1. 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
    1. 4-1-1.半導体デバイスの熱管理
    2. 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
  2. 4-2.高放熱化技術
    1. 4-2-1.金属ベース基板
    2. 4-2-2.直接水冷
    3. 4-2-3.ピンフィン
    4. 4-2-4.両面放熱
  3. 4-3.次世代放熱技術
    1. 4-3-1.ヒートパイプ
    2. 4-3-2.べーパーチャンバー
    3. 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

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

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

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

【参考文献】

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