FROM07 　電磁石と電源２/高周波源　 8月10日 特別会議室２ 13:20 - 13:40

SiC-MOSFETを用いた半導体スイッチ電源の開発

Development of solid-state switch for power supply with SiC-MOSFET

○高柳 智弘，植野 智晶，堀野 光喜，山本 風海，金正 倫計（J-PARC/JAEA）

○Tomohiro Takayanagi, Tomoaki Ueno, Koki Horino, Kazami Yamamot, Michikazu Kinsho (J-PARC/JAEA)

現在主流のSi製のパワー半導体より高耐圧、低損失、且つ、高周波動作に優れた次世代パワー半導体のSiC-MOSFETを用いたスイッチ電源の開発を進めている。半導体のSiC化は、サイラトロン代替スイッチや省電力小型スイッチング電源の製品化を可能とする。しかし、J-PARC 3GeV-RCSキッカー電源で採用しているサイラトロンの仕様（80kV/4kA）を１モジュールで満足する製品は開発されていない。その為、パワー半導体を直並列に多重化した回路を構築する必要がある。また、キッカー電源に要求される高速短パルス波形の出力には、パワー半導体の性能向上とは別にインダクタンスや浮遊容量などの回路インピーダンスを考慮した設計がポイントになる。そこで、パワー半導体を同心円状に配列し全並列回路のインピーダンスを同値にできる円形の放射対称型回路を構築した。これにより、回路インピーダンスの差異に起因した波形歪みを抑制できた。本構造はLTD回路に採用されており、半導体新キッカー電源の開発には不可欠である。発表では、SiC-MOSFETを用いたスイッチ回路を放射対称型と一般的な線形対称型でそれぞれ構築し各出力波形歪みを評価した結果、LTD回路を採用した半導体新キッカー電源の予備試験の結果、更に、同じスイッチング回路でSi-IGBTとSiC-MOSFETを置換して損失を評価した結果を報告する。