国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

　パワー半導体デバイスのスイッチング作用を利用した電力変換装置とその応用を扱う分野は，パワーエレクトロニクスと呼ばれている。本講義では，パワーエレクトロニクスの基礎としての各種電力変換装置の動作原理と応用を講述する。具体的には，パワーエレクトロニクスの基礎，変換器の電圧源・電流源動作，受動素子（変圧器，コンデンサ，インダクタ）の役割，各種電力用半導体素子（パワーデバイス）の特徴と特性，直流チョッパ（降圧，昇圧，昇降圧），絶縁形DC-DCコンバータ，ダイオード整流器，チョークインプット形整流器，コンデンサインプット形整流器，インバータの基礎と動作原理，単相インバータ，三相インバータ，電流形インバータ，NPCインバータ，パワーエレクトロニクスの応用に関して講述する。
　パワーエレクトロニクスは多様な分野で電力を効率よく利用するためのキーテクノロジーであり，エネルギー問題や環境問題への対応が迫られている中で，その重要性がこれまでにも増して高まってきている。また，パワーエレクトロニクスは電気機器（電気回路），制御工学，エレクトロニクスの複合学問であり，パワーエレクトロニクスを学習することで，電気機器（電気回路），制御工学，エレクトロニクスの知識の深化が同時に達成できる。パワーエレクトロニクスの重要性を認識した上で，積極的な態度で講義に臨むことを期待する。

到達目標

　本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）各種パワー半導体デバイス（ダイオード，サイリスタ，IGBT，MOSFET等）のスイッチとしての特性を理解し，得失を比較できる。
２）パワーエレクトロニクスにおける受動素子（変圧器，コンデンサ，インダクタ）の役割と必要性を理解し，電圧源・電流源を形成する為に使用できる。
３）各種DC-DC変換器の動作原理，特長を理解し，電圧比・リプル電圧幅・リプル電流幅を求めることができる。
４）各種AC-DC変換器（整流器）の動作原理を理解し，直流電圧値を計算できる。
５）各種DC-AC変換器（インバータ）の動作原理を理解し，変調波方式・高調波分布の得失を比較できる。

対応する学修到達目標は、
(1) 【専門力】基盤的な専門力
(4) 【展開力】（探究力又は設定力）整理及び分析できる力
(7) 幅広い専門知識を習得し,より高度な専門分野や他分野に自ら学修を広げる力

キーワード

パワーエレクトロニクス，パワー半導体デバイス，直流チョッパ，絶縁型DC-DCコンバータ，ダイオード整流器，インバータ

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

毎回の講義は，基本的にはパワーポイントを使用して行います。パワーポイントの内容は教科書の内容を補完する物であり，毎回の講義資料はOCWiにアップロードします。

授業計画・課題

教科書

金東海 『パワースイッチング工学[改訂版]』 電気学会,　ISBN 978-4-88686-296-9 C3054

参考書、講義資料等

特になし

成績評価の基準及び方法

パワーエレクトロニクスの基礎，パワー半導体デバイス，直流-直流変換，整流器，インバータについて，その理解度を評価。配点は，理解度確認総合演習（50％）・期末試験（50％）

関連する科目

• EEE.C201 ： 電気回路第一
• EEE.C202 ： 電気回路第二
• EEE.P301 ： 電気機器工学
• EEE.C261 ： 制御工学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

電気回路第一，電気回路第二，電気機器工学，制御工学などを履修しておくことが望ましい。