게시 및 게시 날짜 : 2025/03/12

세계 최초의 모터 드라이브는 내장 라이트닝 바카라 CMOS 드라이브 회로가있는 전원 모듈을 사용하여 실현됩니다

-고속 스위칭 작동을 통해 달성 된 LOW 손실 감소-

포인트

  • 내장 라이트닝 바카라 CMOS 드라이브 회로가있는 전원 모듈을 사용하여 모터 드라이브 달성
  • 소음을 줄이고 모터 시스템의 신뢰성 향상에 기여하기 위해 개발 된 고유 한 주행 방법
  • 전력 모듈을 교체하여 전환 작업 중에 에너지 손실을 줄이려

요약 다이어그램

내장 라이트닝 바카라 CMOS 드라이브 회로가있는 전원 모듈로 만든 모터 시스템
*원본 용지의 수정 된 그림이 사용됩니다


요약

최고 연구원 Yao Atsushi는 바카라 커뮤니티의 Advanced Power Electronics Research Center (이하 "AIST"라고 함)의 최고 연구원 인 Yao Atsushi와 연구팀의 연구팀 책임자 인 Okamoto Mitsuo는 Meidensha Co (이 확인)과 협력했습니다 내부 SIC CMOS 드라이브 회로와 함께 SIC 전원 모듈 (이하 "SIC CMOS 전원 모듈")을 사용하여 세계 최초의 모터 드라이브를 실현하십시오

라이트닝 바카라 (실리콘 카바이드) 전원 장치전기 자동차 및 하이브리드 자동차의 모터 구동 제어와 같은 고효율이 중요한 지역에 적용되고 있습니다 그러나 현재 라이트닝 바카라 전원 장치는 매우 느린 스위칭 작업에만 사용되며 원래 에너지 절약 성능을 완전히 달성하지 않고 사용됩니다

Aist는 지금까지라이트닝 바카라 CMOS 드라이브 회로를 사용하여 라이트닝 바카라 전원 장치의 고속 스위치 작동 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다 이번에는 기본 장치 기술을 포함하여 Meidensha와의 통합 공동 연구를 수행 할 것이며 라이트닝 바카라 CMOS전원 모듈를 사용한 최초의 성공적인 세계 최초의 모터 드라이브였습니다 개발 된 고유 한 구동 방법을 사용하여 노이즈를 줄임으로써, 모터 시스템의 신뢰성이 개선되었으며, 동시에 라이트닝 바카라 CMOS 전력 모듈을 라이트닝 바카라 CMOS 전력 모듈로 교체함으로써 스위칭 작동 중에너지 손실 (스위칭 손실)을 약 10 분의 1로 줄일 수 있습니다

이 연구 결과의 세부 사항은 2025 년 3 월 20 일 2025 년 전국 엔지니어 연구소 회의에서 발표 될 것입니다


개발의 사회적 배경

라이트닝 바카라 전원 장치는 에너지 효율이 필요한 많은 분야에 적용될 것으로 예상됩니다 이러한 전원 장치는 스위치를 반복적으로 켜고 끄면 전원을 변환합니다 이 스위칭 작동 중에 생성 된 에너지 손실을 스위칭 손실이라고하며 전력 장치의 스위칭 속도를 증가시켜 감소 할 수 있습니다 (고속 스위칭 작동 향상) 라이트닝 바카라 전원 장치는 고속 스위칭 작동으로 인해 에너지 절약 성능이 높습니다 그러나 현재 라이트닝 바카라 전원 장치는 매우 느린 스위칭 작업에만 사용되며 원래 성능을 활용할 수 없습니다 이에 대한 주된 이유는 고속 스위칭 작업으로 인한 노이즈가 현재 주행 방법에서 라이트닝 바카라 전원 장치가 오작동 할 위험을 초래할 수 있기 때문입니다 따라서 고속 스위치 작업 중에 소음을 줄이고 모터 시스템 등에 적용 할 수있는 주행 방법을 개발할 수있는 강력한 요구가 있습니다

 

연구 이력

AIST는 라이트닝 바카라 CMOS 드라이브 회로 (AIST : 성공적으로 바카라 사이트 추천 된 바카라) 또한 Meidensha는 그랬습니다인버터우리는 모터의 실질적인 사용을 촉진하고 대량 생산 전기 자동차에 인버터와 모터를 공급하고 있습니다 이번에는 AIST와 Meidensha 기술을 결합하여 기본 장치 기술을 포함하여 모터 시스템 응용 프로그램에 대한 통합 공동 연구를 수행하고 라이트닝 바카라 CMOS 전력 모듈의 실제 적용을 목표로하는 연구 작업을 수행했습니다

 

연구 컨텐츠

그림 1은 모터를 구동 할 때 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈과 인버터의 출력 전류 및 출력 전압을 사용한 모터 구동의 개념적 다이어그램을 보여줍니다 세 가지 색상 출력 전류 파형으로부터 120 °의 위상 변속을 갖는 3 개의 사인파가 출력되므로 모터가 구동되고 있음을 나타냅니다 다시 말해, 이것은 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈을 사용하여 모터를 구동 한 세계에서 처음입니다 또한 지금까지 라이트닝 바카라 CMOS 전력 모듈만이 매우 짧은 시간 내에 작동 할 수 있었지만 (1 밀리 초 이내)이 연구에서는 라이트닝 바카라 CMOS 전력 모듈의 실제 사용을 위해 연속 인버터 작동이 달성되었습니다 이를 통해 전기 자동차 및 산업용 모터에 사용되는 시스템 응용 프로그램을 고려할 수 있습니다

그림 1

그림 1 출력 전류 및 전압 파형 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈을 사용하여 모터를 구동 할 때
*원본 용지의 수정 된 그림이 사용됩니다

그림 2는이 연구에서 라이트닝 바카라 전원 장치의 구동 방법의 특성과 결과를 보여줍니다 현재 전원 장치 용 라이트닝 바카라 전원 장치의 고속 스위칭 작동드라이버로이를 달성하기 위해 노이즈의 영향으로 인해 오작동의 위험이있었습니다 이 연구에서 우리는 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈을 사용하여 고유 한 주행 방법을 개발했으며 노이즈를 줄임으로써 라이트닝 바카라 전원 장치의 고속 스위칭 작업이 오작동하기 쉬운 전원 장치의 현재 드라이버와 결합 되어도 달성 될 수 있음을 보여주었습니다 이를 통해 사용에 사용 된 전원 장치에 현재 드라이버를 사용할 수 있으며 노이즈를 줄이면 모터 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다 또한 현재 라이트닝 바카라 전력 모듈을 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈로 교체하여 간단히 고속 스위칭 작동을 달성 할 수 있음을 보여줍니다

그림 2

그림 2이 연구 기술을 사용한 오작동 억제 결과

그림 3은 모터가 구동 될 때 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈의 스위칭 작동 파형을 보여줍니다 스위칭 작동 파형의 스위칭 속도는 (턴온) (턴온) 및 스위칭 작동 파형은 각각 72V/NS 및 85V/NS였습니다 이것은 현재 라이트닝 바카라 전력 모듈 스위칭 속도보다 약 10 배 빠르며, 생성 된 스위칭 손실이 약 10 분의 1만큼 추정 금액만큼 감소시킬 수 있음을 보여주었습니다 모터 시스템에서 고속 스위칭 작업을 입증 한 결과 전기 장비 제조업체는 고속 스위치 작업을 사용하여 저 손실 시스템을 고려하여 실제 용도로 중요한 이정표를 달성 할 수 있습니다 이 기술은 전기 자동차 및 기타 자동차의 전력 소비를 줄이는 데 도움이되며 탄소 중립을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다

그림 3

그림 3 (a) 턴온 파형 및 (b) 모터를 구동 할 때 턴 오프 파형
*원본 용지의 수정 된 그림이 사용됩니다

미래 계획

우리는 모터 시스템의 에너지 절약 성능을 보여주고 스위치 작업 속도를 높이기 위해 노력할 것입니다 또한 라이트닝 바카라 CMOS 전원 모듈을 모터 시스템 이외의 다른 시스템에 적용함으로써 라이트닝 바카라 전원 장치의 추가 확산에 기여할 것입니다

 

학업 정보

시즌 이름 : 2025 전기 엔지니어 협회의 전국 회의
제목 : 내장 라이트닝 바카라 CMOS 게이트 드라이버가있는 전원 모듈을 사용한 모터 구동 실험 데모
저자 : Uezaki Fumiya, Kawamura Shigekazu, Kobori Kenji, Kobayashi Tonori, Tsutsumi Hirohiko (Meidensha), Okamoto Mitsuo, Sato Hiroshi, Yao Atsu (AIST)
출판에 의해 : 2025 년 전국 엔지니어 연구소의 전국 회의에서 발표 된 강의 용지 모음


용어집

전원 장치
스위칭 작동을 통해 다양한 전원 변환 (DC/AC 변환, 전압 변환, 주파수 변환 등)을 수행하는 장치 스위칭이라는 용어에서 알 수 있듯이 전원 변환은 스위치를 반복적으로 켜고 끄어 전원 장치 내부에서 수행됩니다 이 스위칭 작동 중에 생성 된 에너지 손실은 스위칭 손실이되기 때문에 전력 장치의 스위칭 속도 (고속 스위칭 작동 구현)를 증가시켜 스위칭 손실을 줄일 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

전원 장치 설명 다이어그램

라이트닝 바카라 (실리콘 카바이드) 전원 장치
라이트닝 바카라는 Si (실리콘) 및 C (탄소)로 구성된 복합 반도체입니다 기존의 SI 전원 장치와 비교하여 라이트닝 바카라 전력 장치는 고온 저항, 전압 저항 및 고전류 특성이 우수하며 작동 중에 에너지 손실을 줄일 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
CMOS
보완 금속 산화물 반도체에 대한 약어 및 P 형 장치와 N 형 장치를 결합한 전자 회로입니다 한쪽이 켜지면 다른 쪽이 꺼지고 다른 쪽은 꺼져 있습니다 저전력 소비 및 단순화 된 회로 구성과 같은 많은 장점이 있습니다[참조로 돌아 가기]
드라이버 회로
전력 장치의 제어 전극 (게이트)으로 전송되는 켜기/오프 신호를 생성하는 전자 회로[참조로 돌아 가기]
라이트닝 바카라 CMOS 드라이브 회로
기존의 SI 드라이브 회로와 달리 고온 작동이 가능하므로 동일한 전력 모듈 내에서 높은 온도에있는 라이트닝 바카라 전원 장치 근처에 배치 할 수 있습니다 이를 통해 신호는 분해없이 전원 장치의 제어 전극 (게이트)으로 전달 될 수 있습니다 AIST는이 기능을 사용함으로써 라이트닝 바카라 전원 장치의 고속 스위칭 작업을 달성 할 수 있음을 밝혀 냈습니다[참조로 돌아 가기]
전력 모듈
다중 전원 장치가 하나의 패키지에 통합됩니다[참조로 돌아 가기]
인버터
전원을 DC에서 AC로 변환하는 회로는 다른 주파수로 전력을 변환합니다 인버터는 주파수를 변경할 수 있으므로 모터의 회전 속도는 주파수 제어에 의해 간단히 제어 될 수 있습니다 따라서 모터의 가변 속도 장치로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
드라이버
제어 회로 (저전압 장치)에서 전력 장치 (고전압 장치)로 전력을 켜거나 끄는 신호 데이터 및 전력을 전송하는 회로뿐만 아니라 저전압 장치와 고전압 장치 사이의 전기 분리[참조로 돌아 가기]

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