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三菱マテリアル、省エネ家電用インバータを静音・高効率化するリアクトルコアを開発

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三菱マテリアル、省エネ家電用インバータを静音・高効率化するリアクトルコアを開発

三菱マテリアルは、ハイブリッド車電気自動車のDC/DCコンバータ、太陽光発電風力発電パワーコンディショナおよびエアコンなど省エネ家電用インバータの静音化、高効率化を実現するリアクトル用圧粉成形コアを開発したと発表した。

リアクトルは、DC/DCコンバータなどに搭載されている装置で、エネルギーの蓄積・放出を交互に行うことで電圧を変換する役割を担う。従来、これらに使用されるリアクトルコアには0.1mm厚の高級電磁鋼板が使用されてきた。

しかし、高級電磁鋼板は高額である上に多数枚の積層が必要となるため製造コストが高くなること、製品形状に制約が大きく小型化が困難であることなどから、現在は圧粉成形コアの採用が進んできている。

一方、現状の圧粉成形コアは、DC/DCコンバータ等においてリアクトルコアとして使用したときに、電気の流れを制御するIGBTやMOSFETのスイッチング動作に伴い騒音が発生し、自動車や住宅などの居住空間の快適性を損なうといった問題があった。

同社では、こうした問題を解消するため、人と環境に優しい材料を目指し、騒音が小さくかつ鉄損(動作時にコアの発熱として失われるエネルギー)が小さいリアクトル用圧粉成形コアを開発した。

開発過程では、鉄損が小さいことを特長とする独自の高耐熱MgO(酸化マグネシウム)系絶縁皮膜を施した純鉄粉末をベース材料に、騒音の原因となる圧粉成形コアの磁歪(リアクトルに電流を流したときにコアが伸び縮みする現象)を低減するために配合する合金粉末の組成、粒度を最適設計するとともに、バインダ添加プロセス、成形・熱処理プロセスの見直しを行うことで、低騒音と低鉄損を実現した。

この圧粉成形コアをDC/DCコンバータのリアクトルに搭載することにより、従来の同社製品と比較してリアクトルから発生する騒音が最大約13dB程度低減されるとともに、従来以上の高い電源効率が得られることが実証された。今後、この圧粉成形コアを用いることにより、これまで以上にさまざまなパワーエレクトロニクス分野への応用が期待される。

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