車載電装機器で使用される各種コンデンサの基本原理とその設計

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本セミナーでは、コンデンサについて基礎から解説し、コンデンサの構成材料と構造、インピーダンス特性、熱設計までを分かりやすく解説いたします。

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近年の脱化石燃料の動きに伴い、内燃機関自動車の法規制導入が世界各国で検討され、電気自動車へのシフトが加速されていくと考えられます。あわせて、自動運転支援システムの導入や自動運転の動きもあり、今後ますます様々な自動車電装機器が増えていくと予想されます。これら駆動用システムや電装機器のECUにはその用途に応じて様々なコンデンサが使用されており、車載用コンデンサ需要も増加していくと考えられます。従って、自動車技術に関わる設計者にとって、受動部品の一つの柱であるコンデンサについて理解しておくことは意義があると考えます。そこで、コンデンサの基本原理から具体的な設計手法までを解説します。

  1. 車載電装機器とコンデンサ
  2. 各種コンデンサの特徴
  3. コンデンサ設計 (選定方法) について
  4. コンデンサの基本構造
  5. 誘電体特性
  6. コンデンサのインピーダンス計算
    1. コンデンサと分布定数回路
    2. LCRモデル
    3. フィルムコンデンサのインピーダンス
    4. アルミ電解コンデンサのインピーダンス
    5. 積層セラミックコンデンサのインピーダンス
  7. リプル電流によるコンデンサ発熱量推定
    1. ESRの周波数特性
    2. リプル電流の実効値計算
    3. 発熱量計算の具体例
  8. コンデンサの熱設計
    1. 熱回路網とは
    2. コンデンサ素子の伝熱について
    3. 熱抵抗算出方法
    4. コンデンサの熱回路モデル
    5. サーマルインピーダンス
  9. 車載用コンデンサ設計の具体例
    • インラッシュ電流やロードダンプサージへの対応
    • 環境負荷への対応
      • 振動
      • 温度サイクル
      • 耐湿性
      • 低温時
    • 寿命計算
  10. まとめ
    • MBDへの対応 (電気・熱のマルチドメイン) などについて

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