電源と電源用部品

　電源技術が進歩している。小型、薄型、軽量およぴ省エネ、高効率化の追求が基本。太陽光およぴ風力発電、ＥＶ／ＨＥＶ 、ＬＥＤなど、環境、エネルギー分野向け電源の新製品開発が活発化。また、スマホやタブレット端末向けの超小型、薄型ＤＣ−ＤＣコンバータの技術進歩も目覚ましい。電源に搭載されるパワー用部品は、マテリアル、プロセス、評価技術をさらに高度化しなから、電源の新製品開発をサポートする。

　自動車分野は、ＥＶ、ＨＥＶの生産台数が増加。電源技術の重要性が高まっている。インバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータは、振動、衝撃、温度、湿度などの耐環境性に優れ、小型、軽量、高効率化などが求められる。

　パワートレイン用高圧バッテリから補機用低圧バッテリヘの変換、充電および補機への電源供給に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータでは、出力１４.５Ｖ／１００Ａを体積６００ＣＣで実現した製品が使用されている。電力密度は２Ｗ／ＣＣ。小型化で重視した技術的ポイントは、低損失トランス用フェライトコアと放熱プリント配線板の採用という。

　太陽光発電では太陽電池から発電された直流の電力を交流に変換するためのパワーコンディショナが用いられる。このパワーコンディショナは昇圧のためのＤＣ−ＤＣコンバータ、商用電源への供給にためのＤＣ−ＡＣインバータから構成。高周波スイッチング技術による小型、高効率化に向けての開発が活発化している。

　パワーコンディショナは絶縁型と非絶縁型があり、これまではアナログ制御の非絶縁型が多かったが、最近ではＤＣ−ＤＣコンバータの制御に デジタルを用いた技術が採用されるようになり、小型、軽量、高効率で、経済性、信頼性の高いパワーコンディショナが出現している。

　さらに今後の直流給電の普及に備えた動きも表面化。ここにきて高効率の絶縁型の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが開発された。

　いずれにしてもハイパワーで、高電圧、大電流を取り扱うため、パワー用部品に対する信頼性、諸特性の向上が強く求められる。キーデバイ スの１つであるスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなど、パワーによって使い分けされ、いずれも変換効率を高めるために、オン抵抗を抑制する技術開発が活発化。さらに高耐圧化への対応として、ＳｉＣの採用が始まった。


　パワー用コンデンサは入出力平滑用としてアルミ電解が採用される。高温度対応での信頼性確保が強く求められる。特に一次平滑用としては高耐圧化ニーズが活発化し、６００Ｖ以上の高電圧タイプの新製品開発が相次いでいる。

　リアクタは、ケイ素鋼板、フェライト、アモルファス、メタル系など様々なコア材料が使われている。スィッチング周波数やパワー特性などによって最適なコア材が用いられ、コア形状も高性能化に向けて最適化。巻線の加工技術も一般的な丸型の銅線を巻線する工法に止どまらず、最近では平角の銅線を縦巻きする工ッジワイズ巻きの適用が目立つ。

　リアクタは、ケイ素鋼板、フェライト、アモルファス、メタル系など様々なコア材料が使われている。スィッチング周波数やパワー特性などによって最適なコア材が用いられ、コア形状も高性能化に向けて最適化。巻線の加工技術も一般的な丸型の銅線を巻線する工法に止どまらず、最近では平角の銅線を縦巻きする工ッジワイズ巻きの適用が目立つ。

超小型・低背のＤＣ−ＤＣコンバータ

　スマホやタブレット端末など、モバイル機器の分野は、小型、軽量でありながら、高機能化技術が急速に進展している。モバイル機器の場合は、様々な半導体デバイスを駆動するための超小型、低背のＤＣ−ＤＣコンバータモジュールが搭載される。高効率で、低電圧駆動するための回路技術、部品選定が重要。高密度実装技術を使つた電源モジュールの開発が活発化している。最近では部品内蔵基板技術を用いることで、実装面積の省スペースに寄与する技術開発が行われている。

　電源モジュールで使用される受動部品は、小型、低背化に向けた新製品開発が活発化。積層セラミック、抵抗器、インダクタなどは、超小型 でハイパワー化への対応技術が進んでいる。その中で、パワーインダクタは、金属磁性材料を用いたメタル系パワーインダクタでは、大電流対 応で2 5 20サイズ以下へと小型化技術が進展している。