測定技術 パワエレにおける評価項目と測定技術

本セミナーでは、パワーエレクトロニクス (以下、パワエレ) で必要とされる測定項目と測定手法について講義と実習を通して学びます。パワエレの測定で重要なのは,電圧,電流,電力測定です。これらの測定原理,測定用ツール,留意点について説明します。また、電力測定で使われる電力アナライザ、受動素子のインピーダンス測定で使われはインピーダンスアナライザの測定原理と使い方の留意点について説明します。測定の個別事例として、高速なスイッチング素子として期待されるGaNの測定、インバータでの電力・電圧・電流測定、Liイオン蓄電池の測定を紹介します。インバータの測定では、実際のプリウスを解体し、電圧、電流を測定した結果についても紹介いたします。 　計測方法を修得するには、講義やテキスト読んだりする座学だけでなく、実際の測定器を使って測定してみることが大切です。本セミナーでは、前半に講義を行い、後半では講義で紹介した測定器を使った計測方法について実習する構成としています。 　受講対象者は、パワーエレクトロニクスの初心者、始めて10年以内の研究・開発者を想定しています。また、また。中堅からベテランの研究・開発者でありながら、計測について体系的に学び直したい人。新たに計測分野に着手したい人、計測について悩んでいる人にもお勧めです。

1. 電圧・電流測定法
   1. パワーエレクトロニクスにおける測定の概要
   2. 電圧プローブ
   3. シングルプローブ、差動プローブ、光アイソレーション
   4. 電流プローブ
2. 電力測定法
   1. 電力測定法
   2. 電力アナライザによる電力測定
   3. 三相三電力法と三相二電力法
3. インピーダンス測定法
   1. インピーダンスアナライザの測定原理
   2. 受動素子のインピーダンス測定
4. パワーデバイス回路の測定法 (Si、GaN)
   1. ワイドギャップ半導体
   2. ダブルパルス法
   3. GaN、SiCの高速スイッチング測定
5. インバータ電力・電圧・電流の測定 (プリウスの動作波形測定)
   1. 三相インバータの構成・動作原理
   2. PWM波形
   3. プリウスのパワーユニット (分解写真)
   4. プリウス動作時の波形測定
6. リチウムイオン電池の測定
   1. リチウムイオン蓄電池の構造と等価回路
   2. コール・コール・プロット測定
7. 実習の説明

実習

1. SiデバイスとGaNデバイスの電圧、電流波形測定
   • 目的:GaNパワーデバイスの高速スイッチングの測定
   • 内容:DC-DC変換器で使われているSiとGaNパワーデバイスで、スイッチングによる電圧、電流波形を測定し、両デバイスの電気特性を比較する。
2. インバータの三相電力測定
   • 目的:三相インバータの電力測定法
   • 内容:三相インバータの電力を、三相三電力計測法と三相に電力計測法で行い、2つの測定法で得られる電力値を比較する。
3. インピーダンスアナライザによる受動素子とLイオン蓄電池の測定
   • 目的:受動素子インピーダンスの周波数特性測定
     Liイオン蓄電池のコール・コール・プロット測定
   • 内容:コンデンサ、抵抗に代表される受動素子で、インピーダンスの周波数特性を測定する。
     Liイオン蓄電池のインピーダンスの周波数特性を測定し、コール・コール・プロットを求める。