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「パワエレ回路技術 部品特性から入門」  (No.168,2024/9/28発売)
〜 トランジスタからヒューズまで!高効率・低損失な設計のために 〜

 本書は,部品特性からパワエレの回路技術を解説します.
 高効率・低損失を実現できる注目のパワー半導体であるSiCやGaNをはじめ,シリコンのパワーMOSFETやIGBT,トランス/コイルやコンデンサ,ヒューズといった保護部品を取り上げます.


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目次

 
  • Introduction パワエレ回路は部品からおさえるべし

第1部 パワー・トランジスタ&ダイオードの回路技術
  • パワエレのコモンセンス
    第1章 パワーMOSFETとスイッチング動作入門
  • 高耐圧と低オン抵抗を両立できるSiCやGaNが期待される背景
    第2章 パワーMOSFETの半導体構造とシリコンの限界
  • 小型/高速/低損失の実力とこれからの課題
    第3章 新しいパワーMOSFET…SiCとGaN
  • 出力容量と動作周波数で用途によって使い分ける
    Appendix 1 パワー半導体デバイスの使い分け方
  • パワーMOSFETと構造は似ているが得意/不得意が異なる
    第4章 大電流スイッチング素子「IGBT」のしくみ
  • パワーMOSFETとIGBT,SiC MOSFETを比べる
    第5章 実測比較! SiC MOSFETと従来パワー半導体の性能
  • ダイオードのメカニズムと損失が発生する理由を把握する
    第6章 数千V,数百Aに耐えるパワー・ダイオードのしくみ
  • よく使う数十W以下のスイッチング電源作りを例に
    第7章 スイッチング電源に使えるダイオードの選び方
  • マイコン直結で200V級出力! 高密度モジュールDIPIPM回路の研究
    第8章 インバータ機器向けパワー・モジュールに見るパワエレ・パターン設計の勘どころ
  • 数百Vより上のパワー半導体の世界もおさえる
    第9章 まだ現役! サイリスタ&トライアック

第2部 パワー・トランス&コイル…しくみと特性
  • 電源回路の性能を左右するキーパーツ
    第10章 スイッチング電源用トランスの基礎
  • トランス/コイルの最適設計に重要な指標をシミュレーションで確認する
    第11章 高効率化のための基本パラメータ@ 磁束密度
  • 試作の前に高精度に設計検証
    第12章 高効率化のための基本パラメータA インダクタンス
  • 計測が難しい導体内の電流をシミュレーションで検証
    第13章 高効率化のための基本パラメータB 電流密度と抵抗損
  • 磁気シミュレーションの結果を回路シミュレーションに取り込む
    Appendix 2 トランスのモデルと回路シミュレーションの連係
  • 電線を使わずに電気エネルギーを伝える不思議な部品
    第14章 トランスを磁気の目で見てみよう
  • 磁気のふるまいを電気に置き換えて理解しよう
    第15章 磁気回路によるインダクタンスの計算

第3部 パワエレ向けコンデンサ…しくみと特性
  • 誘電体の材料と構造が特性を決めている
    第16章 コンデンサの種類
  • 電源の平滑回路用によく使われる
    第17章 小型大容量を得られるアルミ電解コンデンサ
  • 自動車の動力系に欠かせない
    第18章 高耐圧で周波数特性に優れるフィルム・コンデンサ

第4部 パワエレに必須の保護部品…しくみと特性
  • 役割/使われどころから種類/構造まで
    第19章 ヒューズの基礎知識
  • エレメントの構造と溶断特性の相違
    第20章 ヒューズの動作原理
  • 感電や発煙,発火などを防ぐために決められている
    Appendix 3 各国のヒューズ安全規格
  • 定格電圧/電流からディレーティングの設定まで
    第21章 ヒューズ選定の手順
  • 電源投入時の突入電流の測り方から寿命計算まで
    第22章 具体例で示すヒューズの正しい選び方
  • 材料や環境によって沿面/空間距離が決められている
    第23章 ヒューズを実装する際の考慮点
  • 温度ヒューズ/復帰型電流保護素子/サージ吸収素子/突入電流防止回路
    第24章 電流ヒューズ以外の保護素子