業界初!JET認証相当レベルまで対応し、体積1/2・電力損失1/2を実現 「次世代型ALL-SiCパワーコンディショナ」の開発について

PR TIMES / 2014年2月20日 16時5分

オムロン株式会社(本社:京都市下京区、代表取締役社長:山田 義仁)は、次世代パワー半導体素子のSiC(シリコンカーバイト)を用いた次世代パワーコンディショナ(以下パワコン)を開発し、当社従来機種(屋外タイプ)に比べ体積・電力損失ともに1/2を達成しました。
製品化時に求められる熱・ノイズ試験をクリアし、かつJET認証(※1)相当レベルまで検証済で、実製品に近い形での開発完了は業界で初めて(※2)となります。




このたび開発した次世代パワコンは出力容量5.5kWで「小型・軽量・高効率化」をコンセプトとし、新デバイス・新部品・新主回路方式・新放熱構造という4つの切り口で開発しました。
最大の特徴はパワコンのダイオード部(※3)だけでなく、スイッチング部にもSiCを採用したALL-SiC型である点です。また、研究開発や試作機レベルではなく、製品化を見据え原価コストを抑えて開発。半導体素子SiCが適正価格になればすぐに市場投入が可能です。
これらの開発成果を用いれば、当社従来品の屋外パワコンKP55Mの筐体そのままで出力容量を約2倍の9.9kWに変更することも可能。また放熱構造の改善による密閉式のため、これまで屋内で制限されていた湿度の高い場所等にも導入可能で、設置場所を選びません。屋内外の住宅向け、低圧ミドル市場向け、さらには沿岸部などの塩害地域向けといった市場動向に応じ、2015年度中の販売を目指します。

<ALL-SiCパワコンの特徴>
1. JET認証相当レベルまで対応し、体積1/2、電力損失1/2を実現
製品として市場投入時に必要とされるJET認証相当レベルまで検証済みで、熱/ノイズ性能をクリアし、系統連系運転状態という条件下では業界で初めて以下の内容を達成しました。

  効率: 97.3% ※5.5kW出力時の効率(DC330V入力時)
     従来比 電力損失1/2 (現行機種KP55K 95.0%)
  サイズ: 550x280x195mm(密閉筐体)
      従来比 体積1/2 (現行機種KP55M 720x400x220)

2. 新デバイス:ディスクリート(※4)設計でコストを抑えかつ静音設計
パワコンの昇圧回路とインバータ回路のダイオード部だけでなく、インバータ回路のスイッチング部にもSiCを採用。従来のパワコンのスイッチング部は、スイッチング素子を内蔵したパワーモジュール(組立品)を搭載する場合が多いが、本開発機ではディスクリート品(部品レベル)を使用することで原価コストを抑え、高効率化との両立を実現しています。
また、スイッチング周波数の高周波化を行い、リアクトル(※5)などの周辺部品の小型化を実現。この高周波化により「キーン」という不快な動作音も可聴域をはるかに超え、人間の耳には全く聞こえない静音設計も実現しました。

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