日立金属、ファインメットとアモルファス合金を使ったブロックコア開発

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日立金属は2017年1月10日、同社のナノ結晶軟磁性材料ファインメットとアモルファス合金Metglasを使ったブロックコアを開発したと発表した。100kw超級の高周波電力変換器に適用して小型化することができる。

開発したのはファインメットブロックコア「F3BC」とアモルファスブロックコア「AMBC」シリーズだ。F3BCは口型に組むことで大型のコアを組み立てる事ができ、AMBCは簡単に大型のマルチギャップコアを組み立てられ、フリンジング磁束による鉄損や発熱を抑えることができる。

ファイメットは5~20kHzなどの高周波駆動での変圧器のコアに適しており、一方アモルファスは高周波リプルを含むリアクトルのコア材に適している。いずれも電磁鋼板と比較して鉄損が大幅に小さく、より高周波での駆動ができる。

同社ではこれまでファインメットとアモルファスを使ったUU型カットコアを供給してきたが、今回開発したブロックコアにより、高周波領域の変圧器のさらなる小型軽量化と電力変圧の高効率化が可能になるという。また同社では、標準型ブロックコアだけではなく、顧客の要望に応じた形状のコア製造にも対応する。

再生可能エネルギー用のパワーコンディショナーや鉄道車両用の補助電源などで使用される電力変換機では、半導体の駆動周波数を高くすることでコイル部品を小型化し、電力変換器全体を小型軽量化することができる。従来のシリコン(Si)半導体を用いたシステムでは、半導体の耐電圧や発熱などの課題があり、駆動周波数や電力容量が制限されていた。近年Siを用いたIGBTの高性能化やSiC(炭化ケイ素)、GaN(窒化ガリウム)などの次世代半導体の登場により、従来よりもさらに大容量で高周波数での駆動が要求されるようになった。しかし高周波領域では、電磁鋼板を使用した高周波変圧器やリアクトルでの鉄損が大きいことに起因する温度上昇を抑えるために、小型化が難しいという課題があった。

2017年1月にサンプル供給を開始し、同年度下期より量産開始の予定だ。

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