到達目標
パワーエレクトロニクスに用いられるデバイス（ダイオード、サイリスタ、バイポーラトランジスタ、MOSFET、IGBT）の動作原理およびそれらを用いた回路について理解する。
また、パワーエレクトロニクスがどのように応用されているか理解する。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | サイリスタとバイポーラトランジスタの動作原理について説明することができる | サイリスタとバイポーラトランジスタの動作について簡単に説明することができる | サイリスタとバイポーラトランジスタの動作について簡単に説明することができない |
| 評価項目2 | MOSFETとIGBTの動作原理について説明することができる | MOSFETとIGBTの動作について簡単に説明することができる | MOSFETとIGBTの動作について簡単に説明することができない |
| 評価項目3 | IGBTにより構成されるインバータの基本的な回路を書き、その動作について説明できる | IGBTにより構成されるインバータの基本的動作について説明できる | IGBTにより構成されるインバータの基本的動作について説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本学科の教育目標の一つは、エレクトロニクスに関する専門知識と技術を身につけ、問題解決に利用できることである。パワーエレクトロニクスは電力を半導体デバイスによって高速・高効率で制御する技術であり、その応用は変電、鉄道、電気自動車、太陽電池など、きわめて広範に渡る。ここでは、パワーエレクトロニクスの基本について、用いられるデバイスから、その回路、応用に至るまで幅広く学ぶことを目標とする。
授業の進め方・方法:
パワーエレクトロニクスは現代の電力制御技術の中心とも言うべき分野であり、デバイス-回路-応用の３つの要素のすべてを理解しなければならない。応用面だけでなく、デバイスから学習することでパワーエレクトロニクス関連技術の本質的な理解を深める方針である。
注意点:
・三相交流、電子デバイス、フーリエ展開に関する基本的な事柄を丁寧に振り返っておくこと。
・学習内容が広範に渡るので復習を十分に行うこと。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
パワーエレクトロニクスの意義と応用 |
パワーエレクトロニクスの意義と各種応用について説明できる
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| 2週 |
各種パワーデバイス～ｐｎ接合とダイオード |
pn-接合の物理とダイオードの基本特性について説明できる
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| 3週 |
各種パワーデバイス～SCRとバイポーラトランジスタ |
SCR（サイリスタ）とバイポーラトランジスタの基本特性について説明できる
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| 4週 |
各種パワーデバイス～MOSFETとIGBT |
MOSFETとIGBTの基本特性について理解し、IGBTの性質をバイポーラトランジスタ、MOSFETと比較して説明できる
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| 5週 |
整流回路 （ＡＣ－ＤＣ変換） |
簡単な整流回路（AC-DC変換回路）を書き、その`動作について説明できる
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| 6週 |
直流チョッパとインバータ （DC-DC変換、ＤＣ－ＡＣ変換） |
簡単なインバータ回路を書き、その動作について説明できる
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| 7週 |
波形制御、PWMインバータ、AC-AC変換（マトリックスコンバータ） |
多値インバータの意義と実現の方法について説明できる
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| 8週 |
到達度試験の答案返却とまとめ
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| 4thQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |