磁性 エレクトロニクス 書籍
 
No.1942
車載センシング技術の開発とADAS、自動運転システムへの応用
生体情報センシングとヘルスケアへの最新応用

★パワエレ・EV、HEVに向け、さらなる省電力を実現させるために!

★「希土類フリー、性能両立に向けた組成制御」、「用途に応じたコア材の選定法」、 「小型・高密度対応インダクタ、トランスの設計」などを解説

磁性材料・部品

最新開発事例と応用技術

〜HV・産業用モータ、磁気センサ、アクチュエータ、ワイヤレス給電、電磁波吸収・遮蔽材〜〜

発 刊:2018年3月30日  体 裁:A4判 563頁  定 価:80,000円(税抜)  ISBN:978-4-86104-705-3


 
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■ 執筆者(敬称略)

(株)東北マグネットインスティチュート 尾藤 三津雄 長崎大学 横井 裕一
日立金属(株) 中島 晋 サイエンスソリューションズ(株) 貝森 弘行
新日鐵住金(株) 脇坂 岳顕 愛知製鋼(株)  度會 亜起
長崎大学 柳井 武志 大同特殊鋼(株) 日置 敬子
東京大学 大越 慎一 (株)本田技術研究所 貝塚 正明
東北大学 高梨 弘毅 東京大学 関 宗俊
山形大学 小池 邦博 物質・材料研究機構 三谷 誠司
千葉工業大学 齋藤 哲治 北海道大学 長浜 太郎
信越化学工業(株) 大橋 健 福岡大学 中山 和之
九州工業大学 竹澤 昌晃 東京大学 小山 知弘
JFEスチール(株) 高下 拓也 千葉大学 関屋 大雄
(株)神戸製鋼所 北条 啓文 小山工業高等専門学校 小堀 康功
産業技術総合研究所 高木 健太 キーサイト・テクノロジー(同) 佐々木 広明
日本ボンド磁性材料協会 芳賀 美次 相原電機(株) 下條 義昭
九州大学 三浦 秀士 信州大学 曽根原 誠
(株)KRI 山本 日登志 アルプス電気(株) 仲野 陽
アイダエンジニアリング(株) 森永 茂樹 九州大学 今岡 淳
東京農工大学 有馬 卓司 パナソニック(株) 西本 太樹
日本大学 大貫 進一郎 三菱電機(株) 原 貴昭
東京工業大学 平野 拓一 信州大学 水野 勉
電磁材料研究所 小林 伸聖 田淵電機(株) 加藤 久嗣
東北学院大学 薮上 信 北川電機(株) 瀬川 佳乃
(株)NTN 福島 靖之 浦谷エンジニアリング(株) 浦谷 達昭
岩手大学 菊池 弘昭 電力中央研究所 名雪 琢弥
マグネデザイン(株) 本蔵 義信 芝浦工業大学 岩崎 久雄
東北大学 大兼 幹彦 古河電気工業(株) 増田 満
九州大学 圓福 敬二 静岡大学 桑原 義彦
大阪大学 平田 勝弘 三菱電機エンジニアリング(株) 酒井 清秀
大阪工業大学 谷口 浩成 兵庫県立大学 畠山 賢一
新潟大学 三俣 哲 戸田工業(株) 山本 一美
龍谷大学 左近 拓男 防衛大学校 山本 孝
東京工業大学 吉岡 勇人 藤倉化成(株)  菅 武
産業技術総合研究所 尾崎 公洋 岡山大学 中西 真
ベクトル磁気特性技術研究所 榎園 正人    

■ 目  次

第1章 軟磁性材料(ソフト材)の磁気特性と低鉄損、磁束密度向上技術

第2章 硬磁性材料(ハード材)の開発と保磁力向上、レアアース低減

第3章 磁性材料の成形・プロセス技術

第4章 磁性材料へ向けた 電磁界解析・計算手法と適用のポイント

第5章 磁気計測、磁気センサへ向けた磁性材料開発と高感度化

第6章 電磁アクチュエータへ向けた磁性材料の開発と応用技術

第7章 高出力・信頼性モータ(電動機)へ向けた磁性材料の開発と設計技術

第8章 新規スピントロニクスデバイスへ向けた磁性材料の開発と応用

第9章 低損失・低ノイズなスイッチング電源に向けた磁性部品の開発と電源設計

第10章 高効率コンバータに向けた磁性部品の開発とコンバータ設計

第11章 インバータ向け磁性部品の開発と高周波ノイズ対応

第12章 ワイヤレス給電の伝送効率向上に向けた磁性材料の適用事例

第13章 各周波帯に対応した電磁波吸収体、シールド材の開発


◇第1章 軟磁性材料(ソフト材)の磁気特性と低鉄損、磁束密度向上技術◇

第1節 高い飽和磁束密度を有する超低損失ナノ結晶材料の開発

1.新しいナノ結晶合金材料NANOMET®開発の背景
 1.1 軟磁性材料の現状
 1.2 エネルギー消費量削減と軟磁性材料

2.高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を兼備した新ナノ結晶合金NANOMET®
 2.1 自己組織化ナノヘテロアモルファス組織の創製
 2.2 ヘテロアモルファス組織のナノ結晶化
 2.3 高Fe濃度ナノ結晶FeSiBPCu合金薄帯の磁気特性と諸特性

3.新ナノ結晶合金NANOMET®の製品形態と製造技術
 3.1 NANOMET®薄帯とその製造技術
 3.2 NANOMET®薄帯の製造技術の課題と対応策
 3.3 NANOMET®ナノ結晶粉末の開発

4.新ナノ結晶合金NANOMET®の応用と今後の展開
 4.1 モーターでの省エネルギー実証
 4.2 今後の展開

第2節 アモルファスおよびナノ結晶軟磁性合金の特徴とその応用

1.アモルファス軟磁性合金
 1.1 アモルファス軟磁性合金の製造方法
 1.2 アモルファス軟磁性合金の特徴
 1.3 アモルファス軟磁性合金の配電用変圧器への応用
 1.4 アモルファス軟磁性合金のモータへの応用

2.ナノ結晶軟磁性材料の特性
 2.1 Fe-Si-B-Nb-Cu系ナノ結晶軟磁性合金の製造方法
 2.2 Fe-Si-B-Nb-Cu系ナノ結晶軟磁性合金の特徴
 2.3 Fe-Si-B-Nb-Cu系ナノ結晶軟磁性合金のEMCフィルタへの応用
 2.4 Fe-Si-B-Nb-Cu系ナノ結晶軟磁性合金の高周波変圧器への応用
 2.5 高飽和磁束密度ナノ結晶軟磁性合金

第3節 電磁鋼板の磁気特性とモータ使用時の鉄損変化

1.高効率モータ性能と電磁鋼板への要求特性

2.電磁鋼板磁化過程と主要材質因子

3.無方向性電磁鋼板磁区構造と磁壁移動阻害因子

4.モータ製造時の歪み・応力影響

5.歪み,応力,磁気異方性を考慮した電磁界解析

6.無方向性電磁鋼板用絶縁被膜

第4節 電解めっき法を用いて作製した軟磁性薄帯

1.軟磁性材料の基礎

2.軟磁性薄帯
 2.1 液体急冷法
 2.2 電解めっき法を用いた薄帯作製法

3.低損失化

4.透磁率の制御

5.高周波特性

 


◇第2章 硬磁性材料(ハード材)の開発と保磁力向上、レアアース低減◇

(4/2)案内と実際の書籍が異なる節設定となっておりました、訂正し、深くお詫び申し上げます

第1節 高周波ミリ波を吸収する新型ハードフェライトの開発

1.イプシロン酸化鉄とは
 1.1 結晶構造と合成法
 1.2 磁気特性
 1.3 電磁波吸収特性

第2節 完全非希土類磁石を目指したL10-FeNi規則合金の研究・開発

1.薄膜単結晶を用いた基礎研究
 1.1 単原子交互積層法によるL10-FeNi薄膜の作製
  1.1.1 L10-FeNiの結晶構造および磁気特性
  1.1.2 L10-FeNiのFe-Ni組成依存性
 1.2 スパッタリング法によるL10-FeNi薄膜の作製

2.永久磁石応用に向けたバルク材料開発
 2.1 NITE法によるL10-FeNi規則合金の作製
 2.2 NITE法で作製された粉末試料の結晶構造
 2.3 L10-FeNiの磁気特性

第3節 界面制御とネオジム永久磁石の保磁力
〜ナノ磁石製膜技術によるモデル界面の形成の試み〜

1.Nd-Fe-B焼結磁石における保磁力とマイクロマグネティックスパラメータ

2.薄膜プロセスで形成されたNd2Fe14B/Ndモデル界面を持つナノ磁石と保磁力

3. Nd2Fe14B/Ndモデル界面を持つナノ磁石の保磁力機構

第4節 希土類金属を使用しない鉄(Fe)やマンガン(Mn)をベースとした永久磁石の開発

1.鉄(Fe)をベースとした永久磁石の開発
 1.1 FeNi金属間化合物相をベースとした永久磁石材料
 1.2 その他の鉄(Fe)をベースとした永久磁石材料の開発

2.マンガン(Mn)をベースとした永久磁石の開発
 2.1 Mn3Ga金属間化合物相をベースとした永久磁石の開発
 2.2 MnBi金属間化合物相をベースとした永久磁石の開発

3.その他の希土類金属を使用しない永久磁石材料の開発

第5節 Sm2Co17系磁石の現状と開発

1.R-Co系金属間化合物の結晶構造と磁性及びSm-Co2元系相図

2.2-17SmCo希土類磁石の特性と可能性
 2.1 2-17SmCo希土類磁石の磁気特性と推移
 2.2 高温TbCu7相の考察

3.2-17 SmCo希土類磁石の保磁力機構

4.Sm(CoCu)5磁石の保磁力

5.完全結晶でのピンニング型保磁力機構

6.Sm-Co系希土類磁石の応用展開


第6節 Kerr効果顕微鏡を用いた磁区観察〜ネオジム磁石の磁化反転機構を例に〜

1.Kerr効果を用いたネオジム磁石の磁区観察

2.磁石材料観察のためのKerr効果顕微鏡と磁化反転機構観察のための画像処理

3.Nd-Fe-B系焼結磁石の磁化反転機構の観察例



◇第3章 磁性材料の成形・プロセス技術◇

第1節 圧粉磁芯のヒステリシス損に及ぼす原料鉄粉の粉体特性の影響

1.試験片作製
 1.1 原料鉄粉
 1.2 圧粉磁芯
 1.3 評価

2.圧粉磁芯の微視組織に及ぼす原料鉄粉粉体特性の影響
 2.1 原料鉄粉見掛密度の影響
 2.2 原料鉄粉粒子径および結晶粒径の影響
 2.3 圧粉磁芯の微細組織に及ぼす純度の影響

3.圧粉磁芯と電磁鋼板の鉄損比較

第2節 圧粉磁心用鉄粉の特徴と、磁心の低鉄損化

1.圧粉磁心とは
 1.1 圧粉磁心のメリット
 1.2 圧粉磁心の適用例

2.圧粉磁心用鉄粉の特徴

3.圧粉磁心の低鉄損化
 3.1 鉄損の支配因子
 3.2 鉄損の低減
  3.2.1 不純物・介在物の影響
  3.2.2 結晶粒界の影響
  3.2.3 歪みの影響
  3.2.4 粒子径の影響
 3.3 製造プロセスの影響

第3節 サマリウム−鉄−窒素(Sm-Fe-N)系粉末の焼結磁石製造技術

1.Sm-Fe-N磁粉の既往の固化成形技術

2.焼結による磁気特性低下のメカニズム

3.低酸素環境プロセスによるSm-Fe-N焼結磁石作製技術

第4節 磁性コンパウンドの製法とボンド磁石の成形加工技術

1.磁性コンパウンド
 1.1 磁石粉末(磁粉)
 1.2 バインダー(樹脂)  
 1.3 フェライトの表面処理剤・添加剤と高充填化
 1.4 フェライトの充填量と磁気特性
 1.5 混練装置と分散
 1.6 各種ボンド磁石の磁気特性

2.ボンド磁石の成形加工技術
 2.1 ボンド磁石の射出成形工程
 2.2 磁場射出成形機の開発
 2.3 異方性ボンド磁石用金型
 2.4 磁場成形条件

3.応用製品例と生産出荷統計

第5節 金属粉末射出成形法によるパーメンジュール焼結体の磁気特性

1.諸言

2.実験方法
 2.1 原料粉末
 2.2 試料作製
 2.3 直流磁気特性の測定方法

3.実験結果および考察
 3.1 相対密度が直流磁気特性に及ぼす影響
 3.2 V量が直流磁気特性に及ぼす影響
 3.3 結言

第6節 粒界拡散ネオジム磁石とMFM、FORC法による磁石微細組織の最新評価方法

1.最新粒界拡散磁石
 1.1 粒界拡散磁石の評価

2.磁石角形性
 2.1 磁石角形性と着磁

3.微粒子型磁石とその着磁特性

4.EV、HV用磁石の局部熱減磁

5.微細組織の評価
 5.1 焼結Nd磁石のMFMによる磁区観察
 5.2 Nd磁石、SmCo磁石のFORC測定

第7節 軟磁性複合材料の高密度圧縮成形技術と磁気特性向上

1.軟磁性複合材料(SMC)と圧粉磁心

2.従来の圧縮成形プロセスの問題点と高密度化の阻害要因

3.高密度圧縮成形技術
 3.1 技術の目標
 3.2 技法の概要

4.高密度圧縮成形技法の詳細
 4.1 評価のための圧縮成形条件
 4.2 摺動摩擦抵抗の低減と成形密度
 4.3 潤滑剤の添加量

5.評価結果



◇ 第4章 磁性材料へ向けた電磁界解析・計算手法と適用のポイント◇

第1節 FDTD法を用いた電磁界解析の注意点

1.FDTD法の概要
 1.1 微分形のマクスウェルの方程式と差分近似
 1.2 電磁界の空間的,時間的離散化および1次元FDTD法
 1.3 安定条件
 1.4 吸収境界条件
 1.5 計算の流れ

2.3次元FDTD法

3.注意点といくつかの解析例
 3.1 磁性体のモデル化
 3.2 セルサイズと解析精度
 3.3 周波数分散性を持つ媒質のモデル化
 3.4 吸収境界からの反射

第2節 FDFD法(周波数領域差分法)による電磁界解析とその応用

1.FDFD法の基本原理と高精度化に向けた取り組み

2.複素周波数領域のFDFD法と周波数-時間応答解析

第3節 有限要素法(FEM)を用いた電磁界解析技術 

1.有限要素法の歴史と発展

2.電磁界解析における有限要素法
 2.1 発展の歴史
 2.2 支配方程式(マクスウェル方程式)
 2.3 波動方程式
 2.4 電磁界解析の問題の分類
 2.5 エッジベース基底関数
 2.6 スプリアス解の発生要因
 2.7 有限要素法による電磁界解析の定式化

3.磁性体解析のための知識
 3.1 静電界/静磁界/準静電界/準静磁界
 3.2 異方性媒質と磁化フェライトのモデル化
 3.3 非線形媒質の解析


◇第5章  磁気計測、磁気センサへ向けた磁性材料開発と高感度化◇

第1節 ナノグラニュラー膜を用いた高感度・小型磁気センサの開発

1.金属-絶縁体ナノグラニュラー膜の作製とTMR
 1.1 作製方法
 1.2 ナノグラニュラータイプTMR

2 GIGS®の構造と特長
 2.1 GIGS®の原理
 2.2 GIGS®の設計

3. 様々な応用の可能性

第2節 磁性薄膜と誘電薄膜を組み合わせた薄膜磁界センサの開発

1.SrTiO薄膜とCoNbZr薄膜を組み合わせた薄膜磁界センサ素子
 1.1 位相変化型センサの試作
 1.2 位相差の測定方法
 1.3 測定結果
  1.3.1 磁界に対する位相および振幅の変化
  1.3.2 誘電体薄膜の種類
  1.3.3 SrTiO薄膜の膜厚

2.心磁界計測
 2.1 心磁界計測の背景
 2.2 実験方法
  2.2.1 伝送線路型薄膜磁界センサ  
  2.2.2 測定方法  
 2.3 測定結果
  2.3.1 磁界センサ素子の評価
  2.3.2 心磁界の多点計測 
 

第3節 磁気インピーダンス効果を用いた小型高感度磁気センサ素子の開発

1.磁気インピーダンスセンサ
 1.1 磁気異方性の制御と磁気インピーダンス特性
 1.2 反磁界の影響

2.反磁界分布の計算

3.素子長100 ?m以下に小型化した素子

4.低周波で動作可能なセンサ素子

第4節 GSR効果を活用した超高感度マイクロ磁気センサの開発

1.GSRセンサの発見
 1.1 アモルファス磁性材料を使った高感度磁気センサの開発経過
 1.2 MIセンサの周波数依存性の研究からGSRセンサの発見

2.GSRセンサの特徴と基本技術
 2.1 GSR素子の製造法(3次元フォトリソグラフィー技術を開発)
 2.2 GSRセンサの基本特性
  2.2.1 周波数、コイル巻き数、磁性材料特性に対する依存性
  2.2.2 磁気感度と磁界との関係

3.GSR現象のメカニズム

4.GSRセンサの開発の現状
 4.1 GSRセンサの基本性能
 4.2 商品開発の現状
  4.2.1 自動車用GSRセンサの開発
  4.2.2 3次元電子コンパスと磁気ジャイロ
  4.2.3 Medical応用

第5節 トンネル磁気抵抗磁気センサの開発と生体磁場測定への応用

1.トンネル磁気抵抗センサの動作原理

2.トンネル磁気抵抗センサの高感度化

3.トンネル磁気抵抗センサの低ノイズ化

4.トンネル磁気抵抗センサを用いた生体磁場測定

5.今後の展望

第6節 磁気ナノ粒子を用いたバイオセンサの開発

1.磁気マーカーの特性

2.磁気的免疫検査法の原理
 2.1 結合マーカーと未結合マーカーの磁気緩和
 2.2 交流磁化率測定法
 2.3 磁気緩和測定法

3.測定システム

4.測定例

 


◇第6章 電磁アクチュエータへ向けた磁性材料の開発と応用技術◇

第1節 電磁共振・振動アクチュエータの開発と高出力駆動,多自由度化,制御技術

1.リニア振動アクチュエータの特徴

2.リニア振動アクチュエータの高出力駆動

3.リニア振動アクチュエータの多自由度化および制御技術
 3.1 多自由度化に向けた課題
 3.2 二自由度力覚提示デバイス
 3.3 ベクトル制御で駆動する二自由度アクチュエータ
 3.4 三自由度へのベクトル制御の適用
 3.5 三自由度振れ補正アクチュエータ

第2節 磁気機能性流体を用いたソフトアクチュエータの開発

1.MFSアクチュエータ

2.永久磁石を用いた応答特性評価実験

3.4方向磁場印加装置を用いた応答特性評価実験

第3節 磁性ソフトコンポジットのアクチュエータ応用技術

1.磁性ソフトコンポジットのアクチュエータ

2.磁性ソフトコンポジットの可変粘弾性

第4節 センサー・アクチュエータ応用に向けた磁歪材料の開発

1.磁歪材料の種類
 1.1 強磁性磁歪材料
 1.2 構造相転移ならびに磁気相転移をともなう磁歪材料
  1.2.1 希土類メタ磁性合金・化合物
  1.2.2 形状記憶合金

2. 応用に向けた取り組み

第5節 超磁歪材料を駆動要素として用いた精密位置決め

1.超磁歪材料の特徴

2.加工用主軸先端の駆動への適用
 2.1 回転工具における工具サーボへの応用
 2.2 超磁歪素子の特性評価
 2.3 基本駆動特性

3.自己検知を用いた位置決め
 3.1 自己検知機能
 3.2 検証装置構成
 3.3 基本特性の評価

 


◇第7章 高出力・信頼性モータ(電動機)へ向けた磁性材料の開発と設計技術◇

第1節 高効率モーター用磁性材料技術研究組合の材料開発への取り組み

1.プロジェクトの目的と目標

2.プロジェクトの成果
 2.1 Dyフリーネオジム磁石開発
  2.1.1 ナノ結晶粒ネオジム焼結磁石開発
 2.2 レアアースフリー磁石開発
  2.2.1 窒化鉄ナノ粒子のバルク体化技術開発
  2.2.2 ナノ複相組織制御磁石の研究開発
  2.2.3 FeNi超格子磁石材料の研究開発
 2.3 高Bsナノ結晶軟磁性材料の開発
 2.4 高効率モーター開発/次世代モーター・磁性特性評価技術開発
 2.5 共通基盤調査・技術
  2.5.1 特許調査・技術動向調査
  2.5.2 共通基盤技術の開発

第2節 高速モータの高効率化に向けた課題と電磁鋼板の活用技術

1.極薄電磁鋼板のベクトル磁気特性
 1.1 高速モータのための必要要件
 1.2 極薄電磁鋼板の磁気特性
 1.3 周波数特性

2.極薄電磁鋼板の活用技術

第3節 スリットステータモータの提案とその特性

1.研究背景

2.スリットステータ法の設計概念
 2.1 スリットと巻線の配置
 2.2 等価巻線係数による評価

3.有限要素法解析による数値的検討
 3.1 磁束分布
 3.2 モータ特性

第4節 IPM・SPMモータの電磁界解析

1.コギングトルク解析
 1.1 SPMモータのコギングトルクの形状依存性
 1.2 IPMモータのコギングトルクのヒステリシス解析

2.永久磁石の減磁解析
 2.1 永久磁石一枚の減磁解析
 2.2 IPMモータの減磁解析

第5節 DyフリーNdFeB系異方性ボンド磁石の開発とモータへの応用

1. DyフリーNdFeB系異方性ボンド磁石の開発
 1.1 磁石の性能進歩の歴史と主な磁石の特徴
 1.2 水素処理(HDDR)法による異方化技術の進展
 1.3 微細結晶粒径と粒界拡散法によるDyフリー高保磁力磁石粉末の開発
 1.4 NdFeB系異方性磁石粉末のマイクロカプセル化技術開発によるボンド磁石の信頼性の向上

2. DyフリーNdFeB系異方性ボンド磁石のモータへの応用
 2.1 自動車用小型DCモータの小型・軽量化 
 2.2 アウターロータ型DCBLモータでのNd焼結磁石の代替
 2.3 自動車用電動アクスルへの応用

第6節 熱間加工法による重希土フリーネオジム磁石の開発とHEV用モータへの応用
1.背景と課題

2.ネオジム磁石とその保磁力向上方法について

3.熱間加工磁石について
 3.1 製造方法と配向メカニズム
 3.2 磁石形状
 3.3 組織の特徴
 3.4 成分組成および組織制御による高保磁力化
 3.5 組織と磁気特性の関係
 3.6 特性改善後の磁気特性

第7節 更なる性能向上・小型化を実現したHV用モータの開発
1.Intelligent Dual-Clutch Drive(iDCD)システム用 重希土類完全フリーモータ
 1.1 iDCDシステム概要
 1.2 重希土類フリー磁石(熱間加工磁石)の開発
 1.3 重希土類フリーモータ磁気回路開発

2.Intelligent Multi-Mode Drive(iMMD)システム用モータ
 2.1 iMMDシステム概要
 2.2 iMMD用モータ

3.Super Handling All-Wheel Drive(SH-AWD)用モータ
 3.1 SH-AWDシステム概要
 3.2 TMUモータ
 3.3 TMUモータの振動対策

 


◇ 第8章 新規スピントロニクスデバイスへ向けた磁性材料の開発と応用◇

第1節 室温光・磁気・電子機能素子応用に向けた酸化鉄単結晶薄膜の磁気制御

1.スピネル型フェライト薄膜を用いたスピンゆらぎ材料と光誘起磁性

2.ガーネット型フェライト薄膜を用いた脳機能模倣素子

第2節 強磁性トンネル接合素子における材料開発とスピントロニクスデバイスへの応用

1.強磁性トンネル接合における材料開発
 1.1 材料に求められる特性
 1.2 高スピン分極材料
 1.3 高磁気異方性材料
 1.4 新規トンネルバリア
 1.5 その他

2.強磁性トンネル接合のスピントロニクスデバイスへの応用
 2.1 強磁性トンネル接合を用いたスピントロニクスデバイス
 2.2 磁気センサ
 2.3 磁気ヘッド
 2.4 磁気ランダムアクセスメモリ
 2.5 スピントルクオシレータ
 2.6 その他

第3節 スピネルフェライト層を用いたトンネル磁気抵抗素子の開発

1.Fe3O4を用いた強磁性トンネル接合
 1.1 TMR効果とハーフメタル
 1.2 スピネル型フェライト
 1.3 スピネルフェライト薄膜
 1.4 Fe3O4トンネル接合のTMR効果

2.スピネル型フェライトを用いたスピンフィルター接合

第4節 準周期磁気構造体を利用したスピン波制御

1.準周期構造
 1.1 概説
 1.2 Harperモデル

2.擬似バンド構造
 2.1 Harperモデル
 2.2 Fibonacci格子
 

3.数値シミュレーション
 3.1 構造
 3.2 数値計算とバンド構造

第5節 電流印加による強磁性/重金属接合膜の磁区構造制御

1.電流による磁区構造の不安定化の抑制
 1.1 素子構造
 1.2 ホール測定による磁区構造状態の観測
 1.3 単磁区構造安定化のメカニズム

2.電流を用いた単一磁区構造の誘起
 2.1 電流誘起磁化過程の観測
 2.2 単磁区⇔多磁区の状態間スイッチング

 


◇第9章 低損失・低ノイズなスイッチング電源に向けた磁性部品の開発と電源設計◇

第1節 高周波数電源におけるコアの選定法と磁性素子設計技術

1.Area Product (Ap)の定義と導出

2.Core Geometry Coefficient (Kg)の定義と導出

3.共振インダクタにおけるA_pの表現

4.Ap法を用いた共振インダクタの設計例

5.Ap法の適用範囲の議論

第2節 ランダム変調によるスイッチグ電源のノイズ拡散、EMIノイズ低減技術

1.DC-DCスイッチング電源の構成と従来ディジタル変調拡散技術
 1.1 降圧形スイッチング電源の構成
 1.2 ディジタル変調方式によるEMIノイズ拡散技術
 1.3 M系列信号発生回路

2. 擬似アナログノイズ利用ランダム変調ノイズ拡散技術
 2.1 擬似アナログノイズと周波数変調
 2.2 クロック変調によるノイズ拡散とEMI低減技術
 2.3 アナログノイズ周期長拡張によるEMI低減の拡大技術
  2.3.1 ビット反転によるアナログノイズ長の拡張
  2.3.2 ビット入替えによるアナログノイズ長の拡張

第3節 スイッチング電源のノイズの可視化を目指したシミュレーション技術

1.スイッチング回路設計を取り巻く環境

2.基板の寄生インダクタンス
 2.1 サージ電圧の発生原因
 2.2 寄生インダクタンスの配線パターンによる違い
 2.3 電磁界解析とは
 2.4 基板の寄生インダクタンスが回路特性に与える影響
 2.5 ゲートドライブ回路の配線の影響

3.電磁界解析適応事例1
 3.1 Transphorm社 GaNデバイス 昇降圧コンバータ3.2 リファレンス基板のレイアウト
 3.2 リファレンス基板のレイアウト
 3.3 ADSを用いた解析
 3.4 インダクタ・ヒステリシスモデル (Jiles-Athertonモデル)

4.電磁界解析適応事例2
 4.1 車載ECU機器の伝導性ノイズの解析(CISRP25)
 4.2 基板の影響を考慮した解析


◇ 第10章 高効率コンバータに向けた磁性部品の開発とコンバータ設計◇

第1節 コンバータ、インバータ回路に対応した高周波リアクトルとトランスの開発、近接効果の抑制

1.高周波化と鉄心と磁気回路

2.高周波化と導体
 2.1 近接効果
 2.2 表皮効果と導体

3.リアクトルにおけるフリンジング

第2節 LSIパッケージ内蔵を目指したDC-DCコンバータ用プレーナインダクタ

1.インダクタ用磁心の要求と複合材料の特長

2.Fe系アモルファス磁性微粒子を用いた複合材料
 2.1 複合材料磁心の作製方法
 2.2 複合材料磁心の諸特性

3.複合材料インダクタの構造と作製方法

4.複合材料インダクタの特性評価
 4.1 測定方法
 4.2 インダクタンスとQ値の周波数特性の評価
 4.3 直流重畳特性の評価

5.複合材料インダクタの磁束密度分布解析
 5.1 解析方法
 5.2 磁束密度分布の解析結果

第3節 パワーエレクトロニクス向け電力変換器を高効率化するためのリアクトルのコア材料選定の考え方とその適用事例
1.コア材料
 1.1 磁性材の分類
 1.2 磁性材の技術史
 1.3 損失に係る基本特性
  1.3.1 透磁率
  1.3.2 鉄損
 1.4 各種コア材料

2.コア材料選定の考え方とその適用事例

第4節 車載応用へ向けた電力変換回路用トランス・インダクタの設計技術

1.車載用電力変換回路の技術動向

2.統合磁気デバイス設計とその設計理論
 2.1 磁気回路法の基本
 2.2 磁気回路を用いたマルチフェーズ昇圧チョッパ回路の結合インダクタ応用設計
 2.3 直流偏磁の影響低減と最適化設計
 2.4 設計仕様と試作結果
 2.5 シミュレーション評価と実験評価

第5節 昇圧コンバータの伝導ノイズ低減を実現する磁気結合を用いたバイパス回路の検討

1.バイパス回路によるノイズ低減の原理
 1.1 昇圧コンバータのスイッチング電流
 1.2 バイパス回路によるノイズ低減の原理

2.バイパス回路の設計方法
 2.1 外付けインダクタを用いた結合係数の調整
 2.2 外付けインダクタを用いたバイパス回路の設計方法

3.実験による検証
 3.1 実験方法
 3.2 実験結果

第6節 多巻線トランスを用いた絶縁型マルチポートコンバータの開発

1.マルチポートコンバータの構成
 1.1 システム構成
 1.2 電力フロー
  1.2.1 モードI
  1.2.2 モードII
  1.2.3 モードIII
  1.2.4 モードIV
  1.2.5 モードV
 1.3 回路構成

2.動作原理
(i) モードI
(ii) モードII
(iii) モードIII
(iv) モードIV

3.実機検証
 3.1 多巻線トランスの設計
 3.2 制御システム
  3.2.1 モードI
  3.2.2 モードII
  3.2.3 モードIII
  3.2.4 モードIV
 3.3 実験結果
  3.3.1 モードI
  3.3.2 モードII
  3.3.3 モードIII
  3.3.4 モードIV

  3.3.5 モード遷移

第7節 トランス巻線の銅損低減技術

1.磁性コンポジット材を用いた鉄損の低減および磁性塗布線を用いた銅損の低減

2.プレーナートランスにおける交流抵抗の低減

第8節 LLC共振回路の課題と対策

1.LLC共振型DC-DCコンバータ回路

2.LLC共振回路の課題1
 2.1 LLC共振回路の回路解析 
 2.2 LLC共振回路のFHAによる回路解析結果 
 2.3 LLC共振回路の課題1
 2.4 LLC共振回路の制御範囲の拡大対策

3.LLC共振回路の課題2
 3.1 LLC共振回の課題2
 3.2 LLC共振回路トランスの磁界解析
 3.3 LLC共振回路用トランスの磁界解析結果
 3.4 渦電流損の理論解析結果
 3.5 渦電流損低減対策

4.LLC共振回路の課題3
 4.1 LLC共振回路の課題3
 4.2 LLC共振回路の起動時の共振外れ対策

 


◇ 第11章 インバータ向け磁性部品の開発と高周波ノイズ対応 ◇

第1節 パワエレ機器向けヒートシンク冷却型リアクトルの開発

1.リアクトルの小型化
 1.1 リアクトルの仕様と外形寸法の相関関係
 1.2 電力損失と温度上昇
  1.2.1 コア損
  1.2.2 コイル損
 1.3 リアクトルの冷却

2.小型化検討のためのリアクトル性能評価システム

3.開発したヒートシンク冷却型リアクトル
 3.1 開発品の特長および仕様
 3.2 性能
  3.2.1 電力損失および温度上昇

第2節 インバータの小型化に向けた平角線を用いたリアクトル昇圧コイルの開発

1.エッジワイズコイル利用の経緯
 1.1 EWコイルの使用事例

2.EWコイルの特徴ついて
 2.1 円形が有利
 2.2 線材の延びについて
 2.3 レア−ショ−トについて
 2.4 発熱性
 2.5 矩形コイルについて

3.リアクトルに求められるEWコイル形状

4.リアクトルコイルに求められる線材性能

 


◇第12章 ワイヤレス給電の伝送効率向上に向けた磁性材料の適用事例◇

第1節 フェライト材を用いたkHz帯給電コイルの試作と損失分析

1.フェライトコアの材質

2.試作装置
 2.1 ワイヤレス給電装置
 2.2 電力伝送コイル

3.伝送効率の周波数特性

4.伝送効率の充電電圧特性

5.電力伝送コイルの損失評価

第2節 磁界共鳴型ワイヤレス給電の高効率化の取り組み

1.円形スパイラルコイルの検討

2.長円形2層ダブルスパイラルコイルの検討

3.長円形2層ダブルスパイラルコイルの検討
 3.1 角度の傾きの検討
 3.2 コイルオフセットの検討

4.磁界ベクトル分布の解析

5.測定モデル

6.解析・測定結果

第3節 電界を用いたワイヤレス電力伝送の取り組み

1.ワイヤレス電力伝送における表皮効果への対策

2.電界結合を用いたワイヤレス電力伝送方式
 2.1 平面電極電界結合方式
 2.2 垂直設置型電界共振結合方式
 2.3 メアンダライン電界共振結合方式
 2.4 水平設置電界共振結合方式

3.法制化動向

4.電界結合方式応用例
 4.1 タイヤのスチールベルトへの電界結合方式給電 

5.水平設置型電界共振結合型の特性紹介
 5.1 カプラの電力伝送状態
 5.2 送受電距離変化と特性変化
 5.3 直列共振電界結合ワイヤレス給電の各パラメータ

第4節 磁気共鳴方式による走行中ワイヤレス給電技術の開発とフラクタルループの設計

1.磁気共鳴方式ワイヤレス送電システムの動作原理

2.フラクタルループとワイヤレス送電への適用
 2.1 フラクタルとワイヤレス送電システム
 2.2 フラクタル形状の最適化
  2.2.1 最適化パラメータと評価関数
  2.2.2 最適化前の形状と性能
  2.2.3 最適化後の形状と性能
 2.3 試作評価

3.セニアカーへのワイヤレス送電システム
 3.1 セニアカー
 3.2 システム系統
 3.3 評価

第5節 磁界共鳴型ワイヤレス給電の高効率化と妨害波対策

1.磁界共鳴型ワイヤレス給電の高効率化技術
 1.1 高周波化の利点と課題
 1.2 システムの構成と特長
 1.3 E級インバータの高出力化
 1.4 インピーダンス整合

2.磁界共鳴型ワイヤレス給電システムの妨害波対策
 2.1 妨害波規則
 2.2 妨害波対策の一例
 2.3 人体防護指針、他

 


◇第13章 各周波帯に対応した電磁波吸収体、シールド材の開発◇

第1節 磁性材料の電磁波ノイズ対策材としての応用,設計例

1.磁性材の伝送線路的等価回路と電磁波ノイズ対策材

2.磁性材の電磁波ノイズ対策材への応用
 2.1 磁性材を用いる電磁波ノイズ対策材の種類と使用周波数帯
 2.2 磁性材を用いる各種電磁波ノイズ対策材
  2.2.1 ノイズ抑制デバイス 
  2.2.2 遮へい材 
  2.2.3 電波吸収体 

3.磁性材を利用する電磁ノイズ対策材設計例
 3.1 放熱開口付き金属筐体の遮へい量
 3.2 金属磁性材混合材を用いる電波吸収体

第2節 磁性材料と導電誘電率材料を複合した、電磁干渉抑制材の適用技術
1.伝導モード用と輻射モード用シート
 1.1 伝導モード用シートの概要
  1.1.1 積層型ノイズ抑制シートの構造
  1.1.2 構造と特性
  1.1.3 伝送特性の測定
 1.2 輻射モード用シートの概要
  1.2.1単層NSSの構造
 1.3 適用例
  1.3.1 積層NSSをスマートフォン回路基板に貼り付けた時のノイズ抑制効果
  1.3.2 光トランシーバ(SFP型)用コネクタCageと実装基板の間隙に単層NSS装着による遮蔽効果

第3節 近傍界と遠方界における電磁波抑制(シールド)の設計法

1.はじめに

2.測定原理

3.測定方法
(1)KEC法
(2)導波管法
(3)自由空間法
(4)ストリップライン法
(5)近傍磁界プローブ法

第4節 電磁波シールド塗料の特性とEMI/EMC対策

1.シールド塗料の構成

2.シールドのメカニズム

3.電磁波とシールド塗料の相互作用の概念

4.電磁波シールド塗料について

5.磁気シールド塗料について

6.部品シールド用導電性ペーストについて

7.磁気シールド塗料の特性

第5節 フェライト系電波吸収材料の開発と吸収特性の制御

1.スピネル系フェライト

2.六方晶系フェライト

3.ε-Fe2O3

4.複合材料

 

 

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