パワーエレクトロニクス

科目基礎情報

学校	都城工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	パワーエレクトロニクス
科目番号	0023	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械電気工学専攻	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材
担当教員	永野 孝

到達目標

１）電力変換について、理解し説明できること。
２）電力用半導体デバイスについて、理解し説明できること。
３）DC－DC変換回路について、理解し説明できること。

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(可)
評価項目1	電力変換の動作が説明でき、整流回路の応用問題を解くことが出来る。	電力変換の動作が説明でき、基本的特性計算が出来る。	電力変換の基本的動作が説明出来る。
評価項目2	電力用半導体デバイスの構造が説明でき、スイッチング動作の応用問題を解くことが出来る。	電力用半導体デバイスの構造が説明でき、基本的特性計算が出来る。	電力用半導体デバイスの構造が説明出来る。
評価項目3	チョッパ回路の構造・特性が説明でき、応用問題を解くことが出来る。	DC－DC変換回路の動作・特性が説明でき、基本的特性計算が出来る。	DC－DC変換回路の基本的動作が説明出来る。

学科の到達目標項目との関係

JABEE (c)

JABEE (d)

教育方法等

概要:

電力用半導体スイッチングデバイス・交流電力を直流電力に変換する順変換装置などの電力変換を理解する。

授業の進め方・方法:

注意点:

制御工学、電子回路、半導体工学、電気機器を理解しておくことが望ましい。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	マイクロエレクトロニクスとパワーエレクトロニクスについて理解する。
		2週	電力の変換制御方式について理解する。	電力変換制御について基本的動作が説明できる。
		3週	電力用半導体スイッチングデバイスについて理解する。	電力用半導体スイッチングデバイスの動作が説明できる。
		4週	整流ダイオードの構造・特性について理解する。	整流ダイオードの構造が説明できる。
		5週	逆阻止三端子サイリスタの動作原理について理解する。
		6週	逆阻止三端子サイリスタの構造・特性について理解する。	サイリスタの構造が説明でき、基本的特性計算ができる。。
		7週	パワーMOSFETの構造・特性について理解する。	パワーMOSFETの構造が説明できる。
		8週	IGBTの構造・特性について理解する。	IGBTの構造が説明できる。
	2ndQ
		9週	前期中間試験
		10週	単相ブリッジ整流回路・単相サイリスタ回路について理解する。	単相ブリッジ整流回路の基本的特性計算ができる。
		11週	三相サイリスタ回路について理解する。	三相サイリスタ回路の基本的特性計算ができる。
		12週	DC－DC変換回路について理解する。
		13週	昇圧チョッパ回路について理解する。	昇圧チョッパ回路について説明できる。
		14週	降圧チョッパ回路について理解する。	チョッパ回路の基本的特性計算ができる。
		15週	昇降圧チョッパ回路について理解する。
		16週	前期末試験

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
専門的能力	分野別の専門工学	電気・電子系分野	電気回路	電荷と電流、電圧を説明できる。	2
				オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。	2
				キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。	2
				電力量と電力を説明し、これらを計算できる。	3
				正弦波交流の特徴を説明し、周波数や位相などを計算できる。	3
				平均値と実効値を説明し、これらを計算できる。	4
				瞬時値を用いて、簡単な交流回路の計算ができる。	4
				交流電力と力率を説明し、これらを計算できる。	4
			電子回路	ダイオードの特徴を説明できる。	2
				バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。	2
				FETの特徴と等価回路を説明できる。	2
				利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。	1
			電子工学	pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。	2
				バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。	1
			電力	三相交流における電圧・電流(相電圧、線間電圧、線電流)を説明できる。	2
				半導体電力変換装置の原理と働きについて説明できる。	4

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	40	0	0	0	0	10	50
専門的能力	40	0	0	0	0	10	50
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0