SiC-MOSFETを用いたJ-PARCキッカー用半導体LTD電源

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高柳 智弘   ; 堀野 光喜*; 小野 礼人*; 植野 智晶*; 杉田 萌 ; 不破 康裕   ; 篠崎 信一 ; 徳地 明*; 川瀬 悠太*; 他6名*

Takayanagi, Tomohiro; Horino, Koki*; Ono, Ayato*; Ueno, Tomoaki*; Sugita, Moe; Fuwa, Yasuhiro; Shinozaki, Shinichi; Tokuchi, Akira*; Kawase, Yuta*; 6 of others*

J-PARCでは、次世代パワー半導体の一つであるSiC-MOSFETを用いて、既設のサイラトロンスイッチ電源に代わる半導体スイッチ電源の開発に取り組んできた。そして、定格出力40kV/2kA、パルス幅1.2マイクロ秒のJ-PARCキッカー用半導体電源を開発した。ユニット構造の本電源を4台使用し、2並列2組構成として実機と同様の出力40kV/4kAの双子型電源回路を構築する。構築した本双子型電源回路と実機と同型のキッカー電磁石、さらに、2つを接続する電力伝送用ケーブルに実機と同じ130mの同軸ケーブルを使用した通電試験環境を整備し、励磁波形と磁場波形の各々の性能を評価した。既存のキッカーシステムに要求されるパルスの立上り時間250ns以下を確認した。これにより、既設のサイラトロンスイッチ電源の置換が可能であることを実証した。開発したSiC-MOSFETの半導体電源の回路仕様と評価結果について報告する。

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