授業科目名	パワーエレクトロニクス
分類・系統
時間割番号	TEEK01
担当教員名	矢野　浩司
開講学期・曜日・時限	前期・金・II	単位数	2
＜対象学生＞
E以外 基礎電気理論（複素数、フーリエ変換）、多相交流回路、高調波、過渡現象、電子回路、半導体素子の動作の知識を要していること
＜授業の目的＞
現代社会におけるエネルギーの流れを制御しているパワーエレクトロニクスの基礎を学ぶ。パワーエレクトロニクスの範囲は余りにも広い。本科目では、電力変換システムに用いられる各種電子デバイス、交流、交流直流間の変換、電力の調整、モーター制御などパワーエレクトロニクスの応用について学ぶ。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
全学共通教育科目向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   A 共通 教養 多様な知識の獲得 単位を取得した教養教育科目の概要と、重要な基礎的事項を説明できる。 ◎ B 汎用能力 ４・論理的思考力 情報を多面的・客観的にとらえ、筋道を立てて根拠を示しながら説明できる。 ○ C ５・問題解決力 課題設定力 課題を明らかにし、解決すべき「問い」を立てることができる。 ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 共通 1 ・パワーデバイスの構造および動作を記述できる B 2 ・電力変換器の動作原理を説明できる C 3 ・パワーエレクトロニクス技術の概要を理解できる A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 20% パワー半導体の動作と機能 2 70% 電力変換器の動作原理を説明できる 3 10% パワーエレクトロニクス技術の概要を理解できる 合計 100%
＜授業の方法＞
教科書に沿って説明する。必要に応じて実際に社会で用いられているパワーデバイスの実物をみせて、パワーエレクトロニクスを感じとってもらう。定性的定量的両面から理解が深まるように配慮する。 　基礎電気理論（複素数、フーリエ変換）、多相交流回路、高調波、過渡現象、電子回路、半導体素子の動作の知識を要していること。 授業の実施形態はCOVID-19の感染状況によるが、面接授業の場合は検温、物理距離、などに注意し実施するものとする。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
電力、エネルギーの流れ、量などを制御する技術（パワーエレクトロニクス）は、あらゆる分野において重要な役割を担っています。家電製品、自動車は無論のこと、ロボット、レーザ装置、新幹線、また製鉄、製紙等の重工業、電力送配電は当然として、コンピュータ、医療現場の無停電化にも大きく貢献しています。我々が日々つつがなく生活できるのは、パワーエレクトロニクスのお陰と言っても言い過ぎではありません。パワーエレクトロニクスを理解するためには電気回路、電子デバイスの知識や交流を記述するための数学も必要です。少々歯ごたえがありますが、頑張って勉強してください。現代文明を支えているものが見えてきます。
＜テキスト＞
小山純 [ほか] 著, パワーエレクトロニクス入門 第3版, 朝倉書店, ISBN:9784254220636, (2018年出版)
＜参考書＞
(未登録)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル パワーエレクトロニクスとは 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 　パワーエレクトロニクスの歴史、技術の概要 2 タイトル 電力用ダイオードとパワートランジスタ 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 pinダイオードの動作原理、機能 3 タイトル パワーMOSFETとIGBT 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 パワーMOSFETとIGBTの動作原理、機能 4 タイトル サイリスタとGTO 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 サイリスタとGTOの動作原理、機能 5 タイトル パワーエレクトロニクスの周辺技術 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 パワー半導体の放熱、インテリジェントモジュール、スナバ回路 6 タイトル 交流波形と高調波 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 フーリエ級数による高調波解析 7 タイトル 整流回路（１） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 全波整流、半波整流回路と平滑素子 8 タイトル 整流回路（２） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 位相制御 9 タイトル インバータ（１） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 動作原理 10 タイトル インバータ（２） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 PWMなど制御方法 11 タイトル 電源回路（１） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 昇圧型(ブースト）コンバータ 12 タイトル 電源回路（２） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 降圧型(バック）コンバータ 13 タイトル 電源回路（３） 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 絶縁型、非絶縁型コンバータ 14 タイトル パワエレクトロニクスの応用技術 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 （モータ制御、電源、電力）山梨の発電・送電に関する内容を含む 15 タイトル 総合評価 事前学習 事後学習 事前の配付資料等で予習する 授業内容 筆記試験他 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜JABEEプログラムの学習・教育目標との対応＞
《土木環境工学科》 (A) 技術者の責務の自覚 　様々な知識を修得し、技術が社会や自然に及ぼす影響や効果、および技術者の社会に対する責任を理解して、これを説明することができる。 ○
＜備考＞
(未登録)