電子回路解析

科目基礎情報

学校	鹿児島工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	電子回路解析
科目番号	0006	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電気情報システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	スイッチングコンバータの基礎　原田耕介　二宮保　顧文建　共著　コロナ社/パワーエレクトロニクス回路　電気学会・半導体電力変換システム調査専門委員会編　オーム社/授業時配布プリント
担当教員	寺師 裕人

到達目標

１．２つ以上の動作モードを持つスイッチング回路
２． 各動作モードにおける状態方程式とその平均化法
３．平均化方程式の特性解析
４． アプリケーションソフトによる動作の確認

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	インダクタとキャパシタが各１ケであるスイッチングモード基本回路、各２ケである基本回路を理解できる。	インダクタとキャパシタが各１ケであるスイッチング基本回路の動作を説明できる。	インダクタとキャパシタが各１ケであるスイッチング基本回路の動作を説明できない。
評価項目2	インダクタ、キャパシタ、スイッチの３種の基本トポロジー回路の状態方程式を各モード別に作成でき、平均化できる。	インダクタ、キャパシタ、スイッチを用いたトポロジー回路の２つのモードの状態方程式を作成できその２つのモードの平均化できる。	インダクタ、キャパシタ。スイッチを用いたトポロジー回路の２つのモードの状態方程式を作成できない。
評価項目3	状態平均化方程式を用いて固有値を求めて安定性の確認や動特性、静特性等の周波数特性図を作成できる。	状態平均化方程式を用いて動特性、静特性等の周波数特性図を作成できる。	状態平均化方程式を用いて動特性、静特性等の周波数特性図を作成できない。
評価項目4	アプリケーションソフトを用いて動作波形を確認しトポロジー回路の動作原理を理解でき設計仕様に即した定数を決定できる。	アプリケーションソフトを用いて動作波形を確認しトポロジー回路の動作原理を理解できる。	アプリケーションソフトを用いて動作波形を確認しトポロジー回路の動作原理を理解できない。

教育方法等

概要:

半導体スイッチング素子とR,L,C素子で構成される電子回路において，素子のスイッチング状態が定まるとその動作モードから状態方程式が導出される．これを基に，回路の種々の動作モードにおける各状態方程式を平均化した方程式を用いた解析手法を学び，非線形電子回路の解析について習熟する．

授業の進め方・方法:

２つの動作モードを持つスイッチングモード非線形電子回路において各々の動作モードを平均化合成することで線形化して解析する方法を学ぶ。アプリケーションソフトでシミュレーションし、必要な波形を描画して動作を確認しながら授業をおこなう。

注意点:

電子回路のモデリングとスイッチング特性を理解し，修得するためには，多くの回路解析を行うことが大事である．このため課せられたレポートは必ず理解して提出すること．また，解らない点があればその都度質問をし，積極的に理解を深めるようにすること．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	１．半導体スイッチの基礎	□半導体デバイスのスイッチング損失，スイッチング特性が説明できる．
		2週	２．スイッチング回路と動作状態	□簡単なスイッチング回路（PWM回路）の動作状態を説明できる．
		3週	３．状態方程式	□電子回路の動作状態の方程式を説明できる。
		4週	３．状態方程式	□電子回路の動作状態の方程式を説明できる。
		5週	４．状態平均化法	□状態平均化方程式による非線形回路の線形的な取り扱いができる．
		6週	４．状態平均化法	□状態平均化方程式による非線形回路の線形的な取り扱いができる．
		7週	５．状態方程式に基づく回路解析	□状態変数，状態方程式，出力方程式によるR,L,C素子の回路解析ができる．
		8週	５．状態方程式に基づく回路解析	□状態変数，状態方程式，出力方程式によるR,L,C素子の回路解析ができる．
	4thQ
		9週	６．状態平均化法による電子回路解析	□状態平均化法を用いた静特性解析，動特性の解析ができる．
		10週	６．状態平均化法による電子回路解析	□状態平均化法を用いた静特性解析，動特性の解析ができる．
		11週	７．数値計算による電子回路解析	□アプリケーションソフトによる電子回路の数値計算と動作解析ができる．
		12週	７．数値計算による電子回路解析	□アプリケーションソフトによる電子回路の数値計算と動作解析ができる．
		13週	７．数値計算による電子回路解析	□アプリケーションソフトによる電子回路の数値計算と動作解析ができる．
		14週	７．数値計算による電子回路解析	□アプリケーションソフトによる電子回路の数値計算と動作解析ができる．
		15週	試験答案の返却・解説	試験において間違った部分を自分の課題として把握する．（非評価項目）
		16週

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	70	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	0	0	0	30	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0