5週目

このPDF文書は、パワーエレクトロニクスの第5週の講義ノートで、主に直流直流変換、パワー半導体素子の構造、LC回路の動作、および過渡現象について説明しています。以下は、内容の要点をまとめたものです。

1. パワー半導体の構造と特徴

• パワー半導体の種類: 縦型と横型の2種類があり、縦型は高耐圧・大容量化に適している。
• 縦型素子の特徴: n-drift層の厚さが高耐圧素子ほど厚くなり、6.5kV素子では600〜700μｍになる。
• スイッチング動作: MOSFETやIGBTではMOSチャネルで電子電流を制御してスイッチングを行う。
• SiCパワー半導体素子: 高絶縁破壊電界により素子厚が低減し、導通損失およびスイッチング損失の低減が期待される。

2. 直流直流変換

• LC回路の役割: 電力変換器はオン・オフ動作で電圧を変換し、インダクタとキャパシタはこれらの変化を滑らかにする。
• LC回路の定常状態: 回路内の電流とインダクタの電圧のふるまいについて説明し、RL回路のインダクタ電圧と回路電流の波形についても触れる。

3. 過渡現象

• 初期条件の設定: コンデンサとコイルの電圧と電流の関係性を初期条件と定常状態で説明。
• コンデンサの電圧と電流: 電圧は電流の積分値、電流は電圧の微分値。
• コイルの電圧と電流: 電圧は電流の微分値、電流は電圧の積分値。
• 回路図と例題: 各種回路における初期条件と定常状態の電流・電圧を求める例題が多数記載されている。

4. 定常状態の考察

• 定常状態の電圧と電流: 長時間経過後の電圧と電流のふるまいを、抵抗、コイル、コンデンサの各回路について詳述。
• オームの法則: 定常状態においてオームの法則が成り立つことを確認し、電力損失が電流あるいは電圧の二乗に比例して増大することを説明。

このまとめは、講義ノート全体の主要なテーマと技術的な内容を網羅しています。詳細な数式や回路図に関しては、元のPDFを参照してください。