パワーエレクトロニクス用軟磁性材料の磁気特性向上と応用事例

高周波に対応した低損失で高透磁率な
軟磁性材料を実現するためには？

講師

１．日立金属(株) 機能品部材事業本部 パワーエレクトロニクス統括部
　エンジニアリングフェロー　中島 晋 氏

２．アイダエンジニアリング(株)　参与　開発本部　森永 茂樹 氏

３．(国研)産業技術総合研究所 磁性粉末冶金研究センター
　招聘研究員　工学博士　今岡 伸嘉 氏

４．アルプスアルパイン(株) アルプスカンパニー 技術本部
　電源プロジェクト　第2グループ　主査　仲野 陽 氏

５．岩崎通信機(株) 第二営業部　フィールドサポート担当　成田 芳正 氏

受講料

1名につき60，000円（消費税抜き・昼食・資料付き）
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき55，000円（税抜）〕

プログラム

＜９：４５〜１１：００＞ 
１．アモルファスおよびナノ結晶軟磁性合金のパワーエレクトロニクスへの応用
日立金属(株)　中島 晋 氏 　

【講座概要】
　HEV、PHEVおよびEVなどのxEVの急速な普及、更にはSiCやGaNなどを用いたパワー半導体の実用化の進展によるインバータやDC/DCコンバータなどのパワーエレクトロニクス機器の高周波化の進展に伴い、これに使用する各種軟磁性部品の高周波磁気特性の改善が強く求められている。
　本講座では、この問題解決のための有効な手段の一つであるアモルファスおよびナノ結晶軟磁性合金とその応用例について解説する。

１．各種軟磁性材料とその位置づけ

２．アモルファス軟磁性合金
　2.1 アモルファス軟磁性合金の製造方法
　2.2 アモルファス軟磁性合金の特性

３．ナノ結晶軟磁性合金
　3.1 ナノ結晶軟磁性合金の製造方法
　3.2 ナノ結晶軟磁性合金の特性

４．高周波変圧器への応用

５．高周波リアクトルへの応用

６．ノイズ対策部品への応用

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１１：１０〜１２：２５＞ 
２．軟磁性複合材料の高密度圧縮成形技術と磁気特性向上
アイダエンジニアリング(株)　森永 茂樹 氏 　

【講座概要】
　電磁機器は、小型・軽量化、省エネ化、省資源化などが要求されている。その要求に対応する方法として、３次元形状化がある。特に、モータにおいて、電磁鋼板では困難な３次元形状には軟磁性複合材料による圧粉磁心の適用が最適である。モータ用電磁鋼板と同等の磁気特性を実現するためには軟磁性複合粉末の高密度圧縮成形工法が重要となる。従来の圧縮成形工法では、圧粉磁心の成形密度向上には限界があり、その阻害要因を明確にした。本高密度圧縮成形工法では、それらの阻害要因を低減する工法であり、成形密度の向上を図ることができ、種々の形状サンプルを試作した。形状サンプルを持参する。電磁機器に圧粉磁心の適用を検討するにあたり、開発の一助となれば幸いである。

１．電磁機器を取巻く背景

２．軟磁性複合材料(SMC)と圧粉磁心の特徴
　2.1 SMCの構造
　2.2 圧粉磁心の内部構造と特徴

３．電磁鋼板とSMCの比較
　3.1 直流磁化特性と鉄損特性の比較
　3.2 積層電磁鋼板と圧粉磁心の比較

４．高密度圧縮成形工法の目標

５．SMCの圧縮成形プロセス

６．従来の圧縮成形工法の問題点
　6.1 成形密度向上への阻害要因

７．高密度圧縮成形工法
　7.1 工法の概要と圧縮成形条件
　7.2 摺動摩擦抵抗の低減法
　7.3 磁気特性と機械的特性の比較
　7.4 各種SMC粉末への本工法適用例

８．圧縮成形システム

９．成形事例(実物)

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１３：１０〜１４：２５＞
３．新規Fe基軟磁性材料の開発と特性評価
(国研)産業技術総合研究所　今岡 伸嘉 氏　

【講座概要】
　水素還元が熱力学的に極めて困難であるTiやMnなどのX成分を添加し、湿式合成法により得たフェライトナノ粒子を、水素ガス中で熱処理して、X成分を不均化させ微細構造を形成させる独自なプロセスにより、X成分を微量添加することで2T以上の飽和磁化かつ10 A/mレベルの保磁力を併せ持つ粉体作製に成功しました。現在、この開発粉体を鉄損が低い固形材料に仕上げる検討を進めているところです。また開発材料の保磁力の粒径依存性や磁気曲線の形状から、特異な磁化反転の仕組みを想定しており、詳細な光学解析や微構造観察の結果などと併せてご紹介いたします。その新規軟磁性体の特性と将来展望について紹介いたします。

１．はじめに
　1.1 材料設計のコンセプト
　1.2 材料応用のターゲット

２．試料作製方法

３．磁気特性

４．微構造と組成分布

５．磁化反転のメカニズム

６．まとめ

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１４：３５〜１５：５０＞ 
４．パワーエレクトロニクス向け電力変換器を高効率化するための
　リアクトルのコア材料選定の考え方とその適用事例
アルプスアルパイン(株)　仲野 陽 氏 　

【講座概要】
　電力変換器の高効率化は、小型軽量化とともに、各種アプリケーションからの普遍的ニーズと言ってよい。例えば、電動化が進む自動車のHV/PHV/EV/FCには燃費/電費向上の観点から、普及が進む再生可能エネルギーの太陽光発電/蓄電システムには省エネ観点から、これらアプリケーションに搭載される電力変換器には高効率が求められる。こうした電力変換器の高効率化に向け、Siパワーデバイスの低損失化や、低損失SiC/GaNパワーデバイスの実用化が注目されてきた。一方で、電力変換器の損失の内訳をみると、受動部品であるリアクトルの損失はパワーデバイスに次ぎ大きいことが知られている。
　本技術セミナーでは、電力変換器の中核部品であるリアクトルに焦点を当て、電力変換器を高効率化するためのリアクトルのコア材料選定の考え方とその適用事例を説明する。

１．コア材料
　1.1 磁性材の分類
　1.2 磁性材の技術史
　1.3 損失に係る基本特性
　　1.3.1 透磁率
　　1.3.2 鉄損
　1.4 各種コア材料

２．コア材料選定の考え方とその適用事例

【質疑応答・個別質問・名刺交換】

＜１６：００〜１７：１５＞ 
５．軟磁性材料の磁気特性の測定評価法
岩崎通信機(株)　成田 芳正 氏 　

【講座概要】
　最新の軟磁性材料は、低損失化や高周波化が進み高確度な特性評価が難しい。また、実動作に近い評価をしたいとの研究／開発部門からの要求も強まっている。
　本講座では、軟磁性材料の磁気特性評価の基礎から応用まで幅広く説明する。

１．はじめに
　1.1 軟磁性材料への市場要求
　1.2 軟磁性材料の磁気特性の測定

２．交流B-Hアナライザ
　2.1 交流磁気特性の測定原理
　2.2 材料評価/部品評価

３．高確度なコアロス測定
　3.1 コアロス測定誤差
　3.2 CROSS-POWER方式

４．磁気特性の温度変化

５．主な磁気特性の特長

６．高周波での磁気特性評価時の注意点

７．インダクタンスの測定

８．形状により変化する磁気特性

９．直流バイアスにより変化する磁気特性

【質疑応答・個別質問・名刺交換】