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自動車用パワーエレクトロニクス―基盤技術から電気自動車での実践まで―
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設計技術シリーズ

自動車用パワーエレクトロニクス―基盤技術から電気自動車での実践まで―

著： クライソン トロンナムチャイ氏（神奈川工科大学）
定価： 4,400円（本体4,000円＋税）
判型： A5
ページ数： 252 ページ
ISBN： 978-4-910558-08-0
発売日： 2022/2/28
管理No： 103

【目次】

第１章　自動車用パワーエレクトロニクスの概論

  1. １－１．自動車の歴史と現状
  2. １－２．カーエレクトロニクスの歴史と現状
  3. １－３．パワーエレクトロニクスの歴史と現状
  4. １－４．自動車におけるパワーエレクトロニクスの歴史と現状
  5. １－５．自動車用パワーエレクトロニクスの特徴と今後の動向
  6. １－６．本書の狙いと構成

第２章　自動車用パワー半導体デバイス

  1. ２－１．パワーMOSFET
    1. ２－１－１．パワーMOSFETの構造と特徴
    2. ２－１－２．パワーMOSFETのオン抵抗
    3. ２－１－３．パワーMOSFETのスイッチング特性
  2. ２－２．絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（IGBT）
    1. ２－２－１．IGBTの基本構造と特徴
    2. ２－２－２．IGBTのスイッチング特性
    3. ２－２－３．IGBTの高性能化
    4. ２－２－４．逆導通IGBT（RC-IGBT、Reverse-Conducting IGBT）
  3. ２－３．スーパージャンクションMOSFET（SJ-MOSFET）の構造と特徴
  4. ２－４．パワー半導体デバイスの破壊メカニズム
    1. ２－４－１．ゲートの静電破壊
    2. ２－４－２．誘導性負荷によるアバランシェ破壊
    3. ２－４－３．dV/dtによるアバランシェ破壊耐量の低減
    4. ２－４－４．異常動作によるSOA破壊
    5. ２－４－５．ボディダイオードの逆回復による破壊
  5. ２－５．パワー半導体デバイスの保護
    1. ２－５－１．静電気放電（ESD）による破壊保護
    2. ２－５－２．アバランシェ破壊保護
    3. ２－５－３．過負荷・負荷短絡保護
    4. ２－５－４．過電流保護
    5. ２－５－５．過温度保護
  6. ２－６．パワー半導体デバイスの集積
    1. ２－６－１．インテリジェントパワーデバイス（IPD）
    2. ２－６－２．インテリジェントパワーモジュール（IPM）

第３章　自動車用パワーエレクトロニクスの回路技術

  1. ３－１．ハイサイド・スイッチ
  2. ３－２．ハーフブリッジ回路
  3. ３－３．状態平均化法
  4. ３－４．Hブリッジ回路
    1. ３－４－１．バイポーラ変調型PWM
    2. ３－４－２．ユニポーラ変調型PWM
  5. ３－５．スナバ回路
    1. ３－５－１．RCスナバ回路
    2. ３－５－２．RCDスナバ回路
    3. ３－５－３．3D-2C-1L無損失型スナバ回路
    4. ３－５－４．スナバレス
  6. ３－６．ソフトスイッチング
    1. ３－６－１．負荷共振型ソフトスイッチング
    2. ３－６－２．部分共振型ソフトスイッチング
    3. ３－６－３．位相シフト型PWM
    4. ３－６－４．E級スイッチング
  7. ３－７．3相インバータ回路
    1. ３－７－１．120°通電
    2. ３－７－２．180°通電
  8. ３－８．V結線インバータ回路

第４章　自動車用パワーエレクトロニクスの熱管理技術

  1. ４－１．自動車用パワーエレクトロニクスの熱管理に関する基本知識
    1. ４－１－１．半導体デバイスの熱管理
    2. ４－１－２．自動車用パワーエレクトロニクスの熱管理技術の特殊性
  2. ４－２．高放熱化技術
    1. ４－２－１．金属ベース基板
    2. ４－２－２．直接水冷
    3. ４－２－３．ピンフィン
    4. ４－２－４．両面放熱
  3. ４－３．次世代放熱技術
    1. ４－３－１．ヒートパイプ
    2. ４－３－２．べーパーチャンバー
    3. ４－３－３．熱電冷却

第５章　自動車用パワーエレクトロニクスの信頼性

  1. ５－１．自動車用パワーエレクトロニクスの信頼性に関する基本知識
    1. ５－１－１．信頼性工学の概要
    2. ５－１－２．直列システムの信頼性
    3. ５－１－３．並列システムの信頼性
    4. ５－１－４．多重化
    5. ５－１－５．自動車分野における信頼性と耐久性の問題
  2. ５－２．自動車用パワーエレクトロニクスの故障を表すモデル
    1. ５－２－１．アレニウスモデル
    2. ５－２－２．アイリングモデル
    3. ５－２－３．指数電圧モデル
  3. ５－３．自動車用パワーエレクトロニクスの信頼性予測
    1. ５－３－１．ワイブル分布による信頼性解析
    2. ５－３－２．加速試験
    3. ５－３－３．スクリーニング検査
    4. ５－３－４．ディレーティング
    5. ５－３－５．寿命予測
    6. ５－３－６．システムレベルの信頼性解析
  4. ５－４．自動車用パワーエレクトロニクスの故障解析
    1. ５－４－１．モジュールの内部解析
    2. ５－４－２．チップ内部故障箇所の絞り込み
    3. ５－４－３．チップ内部の物理化学的解析

第６章　自動車用パワーエレクトロニクスの電磁干渉抑制技術

  1. ６－１．自動車分野における電磁両立性
    （Electromagnetic Compatibility、EMC）の基本知識
    1. ６－１－１．周波数の不変性
    2. ６－１－２．パワーエレクトロニクスのEMI発生メカニズム
    3. ６－１－３．EMIの伝播
    4. ６－１－４．伝導
    5. ６－１－５．放射
    6. ６－１－６．自動車用パワーエレクトロニクスの電磁干渉問題の特殊性
  2. ６－２．EMI発生源の特定
    1. ６－２－１．近傍電磁界の測定
    2. ６－２－２．周波数によるEMI発生源の絞り込み
    3. ６－２－３．発生時間によるEMI発生源の絞り込み
  3. ６－３．自動車用EMI対策技術
    1. ６－３－１．パワーデバイス特性や配置、配線の最適化
    2. ６－３－２．パッシブフィルタによる対策
    3. ６－３－３．シールドによる対策
    4. ６－３－４．アクティブフィルタによる対策
    5. ６－３－５．スペクトラム拡散

第７章　電動車用パワーエレクトロニクス

  1. ７－１．電動車の電気系統
  2. ７－２．高電圧バッテリーとその管理
  3. ７－３．車載充電器
  4. ７－４．高電圧ジャンクションボックス
    1. ７－４－１．メインリレー
    2. ７－４－２．プレチャージ回路と放電抵抗
    3. ７－４－３．サービスプラグ
    4. ７－４－４．車載充電及び急速充電用リレー
    5. ７－４－５．電流センサ
    6. ７－４－６．高電圧センサ
    7. ７－４－７．絶縁監視回路
  5. ７－５．電動車用モータとベクトル制御

【参考文献】

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  • クライソン トロンナムチャイ著、「今日からモノシリシリーズ トコトンやさしい自動運転の本」、日刊工業新聞社、2018年3月
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