東芝、パワー半導体向け駆動回路を新たに開発

東芝は2019年2月、モーター駆動用のパワー半導体を高い効率でスイッチングするための駆動回路を開発したと発表した。開発したフィードバック技術を用いることで、この技術を用いない駆動方法に比べて、スイッチング時の電力損失を低負荷時に25％、常温時で20％も、それぞれ低減できることを確認した
モーターは、自動車や鉄道、電化製品などに数多く搭載されている。モーターを駆動するには、パワー半導体を用いて電流や電圧を制御し、いかに効率よく回転させるかが重要となる。パワー半導体をスイッチングさせる時に、オフからオンの状態に遷移する速度（遷移速度）を早くすれば、消費電力を少なくできる。しかし、遷移速度が早すぎる場合にはノイズが発生し、機器の誤動作を引き起こす可能性がある
このため、一般的には遷移速度の上限を設定しておき、ノイズの量を抑えて誤動作を防ぐ対策が用いられている。ところがこの方法だと、パワー半導体の温度や負荷電流などが変化した場合には遷移速度が遅くなり、消費電力が増加するという課題があった
これに対して従来は、パワー半導体の電圧を検出し、遷移速度を一定に保つフィードバック回路を採用するなどして電力損失を低減していた。ただ、ダイオードから発生する逆回復電流などの要因で遷移速度が変化する場合は、その対応が難しかったという
そこで東芝は、逆回復電流が発生しても遷移速度を一定に保つことができるフィードバック回路を開発した。この駆動回路は、あるスイッチングにおける電圧の遷移速度を保持し、次のスイッチング時に制御を行うフィードバック機能を搭載している。これによって、遷移速度が逆回復電流の影響を受けて変化する状況でも、適切に制御することが可能だという。さらに、大小異なる2値の抵抗を採用し、これを切り替える方式としたことで、回路構成もシンプルとなった
今回の研究成果は、半導体集積回路技術の国際会議「ISSCC（International Solid-State Circuits Conference） 2019」（2019年2月17～21日、米国カリフォルニア州サンフランシスコ）で、2月19日に発表した。
https://eetimes.jp/ee/spv/1902/22/news037.html
韓国の半導体が売れなくなった理由って、これが原因だよ
誰も旧式の製品なんて買わないでしょ？

日本が悪いニダ！

>>1
お前は記事の内容を理解していないだろ。

いまいち凄さが伝わらない。

切り替えがちょっと省エネになるだけ？

ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

モーターって使用する電力が大きいから、わずかな電力損失も馬鹿にできない。
「低負荷時25％、常温時で20％」というのはすごいと思う。

でもさ、韓国の主力半導体ってDRAMとかNAND型フラッシュメモリーとかでしょ。
パワーデバイスと比べてどうするの。畑違いだよ。

>>4
1投稿に収まるように雑に説明するとだな。

もともと半導体は小さい電気が得意で大きな電機は苦手なんだ。

だから、スイッチのONとOFFを小刻みに切り替えてON時間の比率を制御して０からフルパワーまで制御をするんだよ。

後ろにコンデンサと言う充電・放電の早い電池みたいなのを置くと凸凹の波形が均されて良い感じになる。

電車とかで加速時にヴィーンって唸るのはそれが由来らしいね。鉄ちゃんじゃないから知らんけど。

そこで半導体のスイッチングにも速度ってものがあるので、ON≒0Ω、OFF≒∞Ωの間の状態があって中途半端な抵抗値は半導体で熱損失が起きる。
それを嫌って高速化していくと矩形波をフーリエ変換すると無限に高調波が出るようにノイズが出る。それが甘いと高調波も甘くなる。

そこでノイズか効率化かというジレンマがあり、それをモーターの制御に使うと加減速で逆起電力がモーター側から供給されたりで単純な線形の回路では良い感じにはならないんだ。

そこでどうやら知的な制御に2種の抵抗で理想に対して近似的ないいかんじになる駆動回路を開発したよと言うのが記事の趣旨。

そこで、
＞韓国の半導体が売れなくなった理由って、これが原因だよ
＞誰も旧式の製品なんて買わないでしょ？
はぁ？

インバーター（エアコン、電車など、交流モーターに加える交流電圧の周波数を変えて回転数を変える）の効率アップですね。
素子としてはIGBT、あるいは、MOS-FETを使いますが、
IGBTは偏移時間（ON--->OFFに変わってる時間、OFF-->ONに変わってる時間）で損失が大きくなる

エアコンを例にすると、通常型からインバーター方式に変わって省エネになったけど、これが、この東芝の回路なら更に省エネになる

「スイッチング損失とテール電流」で概要を説明してます。
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-JPPowerDevice1401-04-ART-v01_00-JA.pdf?fileId=5546d462576f34750157b13883051374

東芝の説明
http://www.toshiba.co.jp/rdc/detail/1902_01.htm

>>7
文字数が足りなかったから書き込まなかったけど、東芝だけではなく、他の日本企業も続々と新半導体等を開発しているんだよ

新半導体でググってみなよ

>>8
おお。図があるのか。

逆起電力でドレインの電圧が上がった時に最小のON抵抗になるゲート電圧も高くなるから抵抗値を変化させて対処しているのかな？

Vdつまりドレインの電圧を検知して、抵抗を小さくするつまりゲート電圧を上げると。

>>9
こんな半端な投稿をするお前にググって見なよとか言われるとか釈迦に説法にも程があるｗ

「ISSCC（International Solid-State Circuits Conference） 2019」
半導体集積回路の研究開発に関する世界最大の国際学会
だから、
各社が新しい半導体を発表してるのは当たり前。
日本企業以外も発表（講演）してる。
発表する論文は200本ぐらい、日本は16本と（例年からは増えてるけど）国としての比較では少な目
ISSCCが採用した論文は600件ちょい。
色々なカテゴリーがあるから、その企業が得意な分野、その時のホットな分野とかで変動する。
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/event/1170204.html
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/semicon/1155477.html

>>11
ジジイは口のきき方を習わなかったの？ｗ

インバータ制御の電力が低下するのか。
エアコンの電気代がさらに安くなる話だね？