Power Electronics

Power Electronics

Major Courses

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School of Engineering

3Year

HETBK3MCA1

2.00Credits

講義 (Lecture)

Spring semester 2026

Yusuke Kikuchi

工学研究科

Japanese

7／9

随時・B棟207室

ykikuchi@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4◎／5◎

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N/a

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【講義目的】電力変換とは電源から供給される電力の特性を負荷に合わせて変換することで、このときできるだけ電力損失を抑えることが求められる。本講義では、このような変換を実現するために、電力工学、電子工学、制御工学の３つの分野が融合して生まれたパワーエレクトロニクスと呼ばれる分野の学習を通して、電力変換の基本となる直流—直流変換（チョッパ）、直流—交流変換（インバータ）、交流—直流変換（整流）、交流—交流変換（コンバータ）の各変換方式の原理および回路を理解する。さらに、パワーエレクトロニクス分野で重要となる半導体電力変換素子（パワー半導体デバイス）の種類、デバイス構造、基本動作原理、適用範囲の理解と、パワー半導体デバイスを用いた電力変換回路と制御方法の考え方を習得する。また、SiC、GaNといった新しい材料を用いたデバイスについての知識を身につけ、パワーエレクトロニクスの最前線で活躍できる素養を養う。
【達成目標】パワーエレクトロニクスの歴史的な成り立ちを説明できる。電力変換の基本となる直流—直流変換（チョッパ）、直流—交流変換（インバータ）、交流—直流変換（整流）、交流—交流変換（コンバータ）の各変換方式の原理および回路を説明できる。パワー半導体デバイスの種類、デバイス構造、基本動作原理、適用範囲を説明できる。パワー半導体デバイスを用いた電力変換回路や制御方法の説明ができる。パワー半導体デバイス材料の種類やそれらの特性の違いを説明できる。パワーエレクトロニクス分野の将来展望について、論理的に自分なりの意見を述べることができる。

【サブタイトル】脱炭素社会を支えるパワーエレクトロニクス技術
【キーワード】パワーエレクトロニクス、電力変換回路、省エネルギー

【講義内容】本講義では最初にパワーエレクトロニクスの概要と基礎的な回路理論を紹介、次いで電力変換回路で使われる半導体スイッチの概要を述べ、各電力変換回路の詳細について講義する。
【授業計画】
１．パワーエレクトロニクスの概要
２．パワーエレクトロニクスの電気回路理論
３．電力変換の基礎とスイッチ
４．電力変換と半導体デバイス
５．パワーエレクトロニクス用半導体デバイス
６．直流−直流変換（チョッパ回路）
７．高度な直流−直流変換、中間試験
８．直流−交流変換（インバータ）
８．直流−交流変換（インバータ）２
９．波形制御によるインバータの高調波出力改善
１０．交流−直流変換（整流回路）
１１．交流−交流変換
１２．身近なパワーエレクトロニクス機器
１３．パワーエレクトロニクスによる電動機制御
１４．将来のパワーエレクトロニクス技術
１５．まとめ
定期試験

In-person

・対面授業のみ
・遠隔授業単位上限の適用を受けない

Completely forbidden

この授業においては、生成ＡＩの利用を禁止している。授業内での利用は厳禁であり、違反したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。
生成ＡＩの利用にかかわらず『本学の教育における生成ＡＩの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。

高木浩一編著：パワーエレクトロニクス−基礎から応用−　理工図書

【予習】授業に際して指示するテキストを事前読み込み（15ｈ）
【復習】レポート課題（15ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるためにテキストと授業資料を読み直し（30ｈ）

該当しない。

【成績評価の基準】各電力変換回路の原理の説明、回路計算ができる者については、講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に基づき、S（90点以上）、A（80点以上）、B（70点以上）、C（60点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】演習（20％）、中間試験・期末試験（80%）の合計にて評価する。

演習課題については講義中に模範解答を示す。定期試験は授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントも合わせて記載する。

電磁変換工学と併せて履修するのが望ましい。
電気主任技術者資格の取得を目指すものは履修すること。

該当しない。