일렉트로닉스 실장학회지_2017.11. 특집 (p431, 437, 442)

파워일렉트로닉스 특집
Yoshitaka Nishimura/ 후지전기주식회사 전자디바이스사업본부

IEA는 기존의 석유 원유 생산량이 2040년에는 1/3까지 감소할 것으로 예상한다. 한편, 필요한 전력 수요는 2040년까지 70% 증가할 것으로 예상된다. 재생가능 에너지에 의한 발전 비율은 풍력이 5.6배, 태양광이 11배가 되면서 총 발전량의 34%를 차지할 것으로 전망된다.

정보통신 트래픽의 폭발적인 증가에 따라 정보통신 인프라 분야인 서버, 라우터 및 이것이 설치되는 데이터센터 등의 전력 소비 증대가 우려되고 있다. 때문에 아마존이나 페이스북은 데이터센터용 전력을 충당하기 위해 풍력발전소를 건설한다고 발표하였다.

또한 연비규제 및 대기오염 대책을 위해 프랑스, 영국 정부가 2040년까지 가솔린차, 디젤차의 판매 금지를 표명하였다. 또한 현재 전기자동차 판매 대수의 51%를 차지하는 중국에서도 정부가 가솔린차, 디젤차의 제조∙판매를 금지하는 방침을 표명하고 도입 시기의 검토에 들어갔다.

이러한 배경에서 최신 파워 일렉트로닉스 기술을 구사한 지구 환경 대책, 에너지 절약, 에너지 고효율화가 주목받고 있다. 파워 일렉트로닉스는 기존의 산업기기, 철도 차량 등의 모터 컨트롤 분야에서 적용되고 있다. 최근에는 하이브리드카나 전기자동차에서의 CO₂ 삭감, 또한 태양력, 풍력발전 등의 새로운 에너지의 전력 변환 분야와 새로운 분야(의료, 복지 로봇)에서도 적용되고 있다. 파워 일렉트로닉스 장치에서는 소형, 고효율의 관점에서 만이 아니라 사용하기 쉬우면서도 쉽게 부서지지 않는다는 관점에서 시스템화, 사용 환경의 다양화가 추진될 것으로 예상된다.

이러한 상황에서 파워일렉트로닉스연구회는 파워 일렉트로닉스 실장 기술에 대해 필요 기술을 확실하게 실현하기 위해, 파워 일렉트로닉스 적용 분야의 미래상에서 파워 일렉트로닉스 실장 기술의 로드맵을 분명히 하는 연구의 장을 제공한다. 또한 로드맵 실현에 필요한 최신 기술을 공유하여 관련 연구 및 관련 산업 기술의 활성화에 공헌하는 것을 목적으로 활동하고 있다.

이들 연구회의 활동을 통해 얻은 지식을 바탕으로 이번 파워 일렉트로닉스 특집을 구성하였다. 파워 일렉트로닉스는 여러 개의 산업 구조에 걸쳐서 구성되어 있다. 따라서 우선은 해외를 포함한 파워 일렉트로닉스의 동향에 대해 Ulrike Grossner 씨에게 설명을 듣는다.

또한 파워 일렉트로닉스 기술은 철도용으로 채용된 후에 차량탑재, 산업 용도로 적용되는 경향이 있다. 지바대학의 곤도(近藤) 교수, 고바야시(小林) 씨는 철도 차량 구동에 있어서 파워 일렉트로닉스 기술의 역사적 변천을 고찰하고, 앞으로의 파워 일렉트로닉스의 실용적인 발전 형태에 대해 고찰, 해설한다.

마지막으로 파워 일렉트로닉스를 구성하는 주요 구성품인 파워 디바이스에 대해 지바공업대학의 야마모토(山本) 교수가 해설한다. 파워 일렉트로닉스 산업에 있어서 파워 디바이스의 역할과 동향을 개관하고, 차세대 파워 디바이스로서 기대를 받고 있는 와이드 밴드갭 파워 디바이스에 대한 기대와 과제, 그리고 고온 동작 대응 파워 모듈에 대해 실장 기술에의 요구에 대해 설명을 듣는다.

파워일렉트로닉스연구회에서는 파워 일렉트로닉스에 필요한 실장 기술과의 관계가 앞으로 더욱 중요해질 것으로 생각하고 있다. 얼마 전에 실시된 MES2017에서는 파워 일렉트로닉스에 관한 실장 기술 발표가 25건으로 전체 발표 건수의 약 30%를 차지하였다. 이번 기획이 파워 일렉트로닉스에 있어서 실장 기술의 전망에 대해 고찰하는 기회가 되어 회원 모두가 참고할 수 있었으면 좋겠다.

마지막으로 이번 특집에 있어서 바쁘신 중에서 기꺼이 집필해 주신 필자 여러분, 이번 특집의 기획, 편집에 도움을 주신 관계자 여러분께 진심으로 감사드린다.

철도차량구동에 있어서 파워 일렉트로닉스 기술
Hiroyasu Kobayashi 외 1인 / 지바대학 공학부 전기전자공학과

1. 서론
2. 철도차량구동분야의 파워 일렉트로닉스 응용의 역사
3. 재래선 차량의 파워 일렉트로닉스 기술
4. 신칸센 차량의 파워 일렉트로닉스 기술
5. 최신 철도차량구동의 파워 일렉트로닉스 기술의 동향
6. 향후 과제
7. 결론

파워 일렉트로닉스 산업의 동향과 파워 디바이스 실장에 대한 요구
Hidekazu Yamamoto/ 지바공업대학 전기전자정보공학과

1. 서론
2. 파워 일렉트로닉스 산업의 동향
 1) 파워 디바이스의 역할
 2) 파워 칩의 구조
 3) Si 파워 칩의 개발 동향
3. 차세대 파워 다비이스용 결정으로서의 WGS에 대한 기대와 과제
 1) WGS 파워 디바이스에 대한 기대
 2) 반도체 디바이스의 양산화
 3) WGS 파워 디바이스의 과제
4. 파워 디바이스 실장에 대한 요구
 1) 파워 모듈의 기술 개발
 2) 파워 모듈의 구조
 3) 파워 모듈의 고온화
5. 결론

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