抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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増加した電力密度と効率のための継続的な要求と共にコンバータシステムの低コストとパワーエレクトロニクスの分野の特定の用途のためのより短い開発時間である。技術開発を促進するためにGoogleとIEEEは百万ドル優勝賞金を含むGoogle小ボックス挑戦(GLBC)を開始した。GLBCの目的は,最新の半導体技術と革新的なトポロジーの概念を用いてη>95%効率と空冷ケース温度60°C以下の世界最小2kVA/400...450VDC/230VAC単相コンバータを構築した。2000+の散布のうち18の最終案5点を選択した,その変換器システムは,120...220W/in3の範囲のパワー密度を示した。これを用いて,技術の現状(ρ<50W/in3)に比べて明確な性能向上が達成されたが,最後に,ほんの限られた性能改善を示した。本研究では,ETH Zurichのチーム,Fraunhofer研究所信頼性とMicrointegration(イズム東京都千代田区)およびFraza社が開発し,コロラド州GoldenのGLBCフィナーレで発表された,高電力密度DC/ACコンバータシステムを記述し,さらに最適化される。コンバータシステムが与えられたとき,それは,構成要素と技術は最終的に,性能の増加を制限している,明らかにする。第一段階では,最適解は多目的最適化から得られたηρパレートフロントによって明らかにした。分析を用いて,GaN GIT電力スイッチ,インダクタとコンデンサの詳細な損失と体積モデルと同様に成分応力に基づいて,改良型の変調技術と制御技術の結果となるであろう。その後,電力用半導体のモデルは,スイッチング及び伝導損失を低減することによって徐々に理想化されたであろう。Paretoフロントの得られたシフトは半導体技術に関してシステム性能の感度を明らかにし,最終的に受動部品と冷却システムによって課せられた「絶対」性能限界をもたらした。完全理想化された半導体の電力密度または損失について50%の最大可能な性能向上が実現可能であることが示されている,スイッチング周波数は磁気成分の損失に起因すると1MHzに限定されている。,非常にコンパクトなシステム,高周波コア材料と巻線概念磁性部品の実現のための,新しい熱管理概念と3D包装は今後さらに重要性と共に半導体技術の継続的な改良を得るであろう。Copyright 2016 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【Powered by NICT】
