客觀日本

東京大學成功改良功率半導體電路,將電力損耗降低30%

2025年04月15日 電子電氣

東京大學高宮真教授的研究團隊通過改良用於驅動蓄電池控制等所需的功率半導體元件,成功使電力損失比以往降低了30%。據稱該技術可應用於市售功率半導體產品。研究團隊將與半導體製造商合作推進實用化進程。

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改良了驅動功率元件的半導體(供圖:東京大學)

功率半導體是調節電壓與頻率的元件,是電動汽車等不可或缺的部件,其工作需依賴另外的驅動半導體。

驅動半導體一般通過機械地切換電流強弱這種簡單的動作來操控功率半導體。由於無法進行靈活的控制,所以在切換前後很容易產生電力損耗,從而導致能源浪費。

研究團隊此次製作了用於檢測功率半導體電壓的傳感器電路,並開發出了一種根據檢測值自動調整電流的技術。該技術使功率半導體在切換時的電力損耗最大降低30%。

然而,功率半導體除了在切換時會產生電力損耗外,元件內部的電阻也會產生電力損耗,因此從總損耗來看,僅降低了6%。

以往,此類檢測和控制技術僅適用於一部分功率半導體,但據稱此次開發的技術大概能夠相容市場上流通的功率半導體。

由於採用了將多個電路一體化的結構,因此有望製作出小型且低成本的產品。目前,在運行時感測電路驅動電壓仍需手動調節。今後,計劃改進自動化調整功能並推進實用化進程。

該成果由東京大學與芝浦工業大學共同開發,並在3月16~20日於美國召開的國際會議「APEC」上進行了發表。

原文:《日本經濟新聞》、2025/4/1
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
國際會議:IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC) 2025
論文:Fully Integrated Closed-Loop Active Gate Driver IC With Real-Time Control of Gate Current Change Timing by Gate Current Sensing
URL:https://apec2025.eventscribe.net/fsPopup.asp?PresentationID=1523249&mode=presInfo