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所属 |
大学院理工学研究科 数理・電気電子情報学専攻 電気電子工学コース |
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特記事項 |
高橋 翔太郎 |
髙橋 翔太郎 (タカハシ ショウタロウ)
TAKAHASHI Shotaro
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出身大学院 【 表示 ／ 非表示 】
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2017年04月-2020年03月
北海道大学 情報科学研究科 システム情報科学専攻 博士後期課程 修了
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2015年04月-2017年03月
北海道大学 情報科学研究科 システム情報科学専攻 修士課程 修了
職務経歴（学外） 【 表示 ／ 非表示 】
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2022年04月-2023年03月
成蹊大学 理工学部 理工学科 助教
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2021年04月-継続中
東京都立大学 システムデザイン学部 客員研究員
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2021年04月-2022年04月
成蹊大学 理工学部 システムデザイン学科 助教
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2020年04月-2021年03月
東京都立大学 システムデザイン学部 特任助教
学会（学術団体）・委員会 【 表示 ／ 非表示 】
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2020年08月-継続中
日本国
電子情報通信学会
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2018年-継続中
アメリカ合衆国
IEEE
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2015年05月-継続中
日本国
電気学会
研究等業績 【 表示 ／ 非表示 】
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Shotaro Takahashi
Applied Sciences ( MDPI ) 14 ( 3 ) 2024年01月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌） 単著
This article proposes a simulation model of single-phase common-mode inductors to evaluate the small-signal characteristic of common-mode inductors when the stray capacitance cancellation method is applied. From the estimated stray capacitance of common-mode inductors, the value of the cancellation capacitors is determined and implemented into the model. Thus, the proposed model can simulate the small-signal characteristic of common-mode inductors with the capacitance cancellation method at the design stage. To validate the proposed model, a comparison between measured and simulated attenuation characteristics of fabricated single-phase common-mode inductors is performed. The comparison result clarifies that the high-frequency attenuation improvement of the capacitance cancellation method is limited for manganese–zinc ferrite-based common-mode inductors due to the steep change of the complex permeability.
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Shotaro Takahashi
IEEE Access ( IEEE ) 11 134485 - 134494 2023年12月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌） 単著
This article presents a circuit simulation-based design method for common-mode (CM) transformer-less hybrid EMI filters (HEFs) to obtain the required CM current attenuation. First, a simulation-based design method of the HEF, including the passive filtering components, is presented. The prototype HEF is implemented in a DC-fed three-phase motor drive system to validate the design method and evaluate the HEF’s performance. The measured results validate the presented design method and show that the HEF can increase the CM current attenuation of a passive EMI filter (PEF) up to 8.2 dB in the frequency range from 100 kHz to 1.4 MHz. Furthermore, the measured result clarifies that implementing a voltage-sensing parallel-compensating active feedback circuit can reduce the volume of the CMI used in a PEF designed to achieve the same attenuation of the HEF by about 75 %.
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Experimental Study of Radiated Emission Due to Secondary Common-Mode Current in Buck Converters
Shotaro Takahashi
Applied Sciences ( MDPI AG ) 13 ( 21 ) 11735 - 11735 2023年10月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌） 単著
High switching frequency and fast switching speed of wide bandgap power semiconductor device-based power converters may increase radiated emissions more than conventional silicon-power device-based power converters. Based on the background, this article experimentally investigates radiated emission sources in buck converters. The experimental system constructed in this article has two common-mode noise paths, the primary common-mode and the secondary common-mode. First, this article outlines that a secondary common-mode voltage source is caused by a primary common-mode current and an imbalance of power supply side impedances, and the secondary common-mode current path acts as a monopole antenna. The common-mode currents and the radiated emissions are measured in an anechoic chamber when the common-mode inductor for each mode is connected. The measurement results show that the primary common-mode current generates the secondary common-mode noise, and the secondary common-mode noise is the dominant source of radiated emission in the experimental system.
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Shotaro Takahashi
IEEE Access ( Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ) 10 123068 - 123079 2022年11月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌） 単著
Due to their high permeability and high effective permittivity, manganese zinc (MnZn) ferrites exhibit magnetic resonance depending on the core dimension. Once magnetic resonance occurs, the relative permeability of MnZn ferrites decreases drastically in the high-frequency (HF) range. The decrease in the relative permeability can influence the HF noise reduction performance of common-mode inductors (CMIs). Based on the above, this study experimentally investigates the impact of the dimensional effect of MnZn ferrites on the small-signal characteristics of CMIs. First, the CM small-signal characteristics of CMIs with different core dimensions indicated that the dimensional effect of MnZn ferrites decreases the CM impedances of the CMIs in the HF range. Two types of core division (air gap insertion and core lamination) were applied to the core to mitigate the dimensional effect on the CM impedances of the CMIs. The influence of the core divisions on the complex permeabilities and the small-signal characteristics of the CMIs were evaluated based on the experimental results. The measurement results clarified that core lamination might be the appropriate option in EMI filtering applications because it can mitigate the dimensional effect and increase the CM impedance of CMIs in the HF range without increasing the number of turns.
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Attenuation Characteristics of the Input/Output Coupling Passive EMI Filter on Conducted Emission in Motor Drive Systems
Shotaro Takahashi, Sari Maekawa
IEEJ Journal of Industry Applications ( IEEJ ) 11 ( 5 ) 2022年05月 [査読有り]
研究論文（学術雑誌）
The authors propose an input/output coupling passive electromagnetic interference filter (PEF) for motor drive systems. The input/output coupling PEF uses magnetic coupling and integrates the common-mode inductors connected to the input and output sides of an inverter into a single magnetic component. Hence, this study investigates the attenuation characteristics of the input/output coupling PEF on conducted emission in motor drive systems. The measured results show that the input/output coupling PEF increases the attenuation of conducted emission compared to conventional PEFs over a broad range of frequencies.
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Permeance-Capacitance Analogy-Based Wideband Small-Signal Model of Three-Phase Common-Mode Inductors
Shotaro Takahashi, Keiji Wada
IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference) ( IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference) ) 2023年10月 [査読有り]
研究論文（国際会議プロシーディングス） 国内共著
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Impact of the Capacitance Cancellation on Attenuation Characteristic of Common-Mode Inductors Based on MnZn Ferrites
Shotaro Takahashi, Keiji Wada
2023 IEEE International Magnetic Conference - Short Papers (INTERMAG Short Papers) 2023年05月 [査読有り]
研究論文（国際会議プロシーディングス） 国内共著
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Reduction of Input- and Output-Side Common-Mode Currents Based on a Coupled Common-Mode Inductor in DC-Fed Three-Phase Motor Drive Systems
Shotaro Takahashi, Sari Maekawa
2022 International Power Electronics Conference (IPEC-Himeji 2022- ECCE Asia) ( IEEE ) 2529 - 2534 2022年05月 [査読有り]
研究論文（国際会議プロシーディングス） 国内共著
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Measurement of DC-side Electromagnetic Noise inside Photovoltaic Power Converters
Yuki Sugiura, Keiji Wada, Shotaro Takahashi
2021 IEEE International Future Energy Electronics Conference (IFEEC) ( IEEE ) 1 - 5 2021年11月 [査読有り]
研究論文（国際会議プロシーディングス） 国内共著
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Suppression of High-Frequency DC- and AC-Side Common-Mode Currents in DC-Fed Motor Drive Systems
Shotaro Takahashi, Satoshi Ogasawara, Masatsugu Takemoto
2020 23rd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS) ( IEEE ) 783 - 788 2020年11月 [査読有り]
研究論文（国際会議プロシーディングス） 国内共著
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EMIシミュレーションを目的とした絶縁型コンバータ用トランスのモデリング
鈴木陸矢, 高橋翔太郎, 前川佐理, 高田康平, 小林孝次, 吉田浩, 柏原辰樹
電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM) 2023 2023年
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コモンモードインダクタの体積最小化に関する一検討
安原崇志, 高橋翔太郎, 小笠原悟司, 竹本真紹, 折川幸司, 小林孝次, 吉田浩, 柏原辰樹
電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM) 2020 2020年
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磁性材料の複素透磁率を考慮した単相コモンモードインダクタの回路シミュレーションモデル (半導体電力変換研究会・パワーエレクトロニクスに関するEMC)
高橋 翔太郎, 小笠原 悟司, 竹本 真紹, 折川 幸司
電気学会研究会資料. SPC = The papers of technical meeting on semiconductor power converter, IEE Japan ( 電気学会 ) 2019 ( 142 ) 1 - 6 2019年11月
研究発表要旨（全国大会，その他学術会議）
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パワーエレクトロニクス機器におけるノイズ電流ループについての基礎検討
高橋翔太郎, 小笠原悟司, 竹本真紹, 折川幸司, 玉手道雄
電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM) 2019 2019年
◆原著論文【 表示 ／ 非表示 】
◆国際会議プロシーディングス【 表示 ／ 非表示 】
◆その他【 表示 ／ 非表示 】
産業財産権 【 表示 ／ 非表示 】
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三相インバータ装置
特許
特願 特願2024-038296
出願日： 2024年03月12日
高橋 翔太郎
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インバータ装置及びそれを備えた電動圧縮機
特許
特願 特願2022-084677 特開 特開2023-172700
出願日： 2022年05月24日
公開日： 2023年12月06日
高田 康平, 吉田 浩, 小林 孝次, 高橋 翔太郎
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アクティブノイズ抑制装置
特許
特願 特願2016-162368 特開 特開2017-051085
出願日： 2016年08月23日
公開日： 2017年03月09日
玉手道雄, 小笠原悟司, 高橋翔太郎, 竹本真紹
学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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電気学会 産業応用部門 論文査読促進賞
2024年08月 電気学会 電気学会 産業応用部門 論文査読促進賞
受賞者： 高橋 翔太郎 -
電気学会 産業応用部門 若手論文発表奨励賞
2024年03月 電気学会 パーミアンス-キャパシタンスアナロジに基づく三相コモンモードインダクタのシミュレーションモデル
受賞者： 高橋 翔太郎 -
優秀論文発表賞 (産業応用部門表彰)
2023年09月 電気学会 非零相インダクタを用いた入出力結合パッシブEMIフィルタ
受賞者： 高橋 翔太郎 -
電気学会 産業応用部門 論文査読促進賞
2023年08月 電気学会 電気学会 産業応用部門 論文査読促進賞
受賞者： 高橋 翔太郎 -
優秀論文発表賞 (本部表彰)
2022年03月 電気学会 コモンモードトランスレスハイブリッドEMIフィルタ
受賞者： 高橋 翔太郎
科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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アクティブフィードバックの適用による磁性材料の限界を超えたノイズフィルタの小型化
若手研究
研究期間: 2023年04月 - 2025年03月 代表者: 高橋 翔太郎
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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超軽量超広帯域電波吸収体を用いた次世代エアモビリティと次世代通信の共生技術
提供機関: 総務省 持続可能な電波有効利用のための基盤技術研究開発事業(FORWARD) 電波有効利用基盤技術部門
研究期間： 2024年08月 - 2028年03月 代表者: 室賀 翔
資金支給機関区分：総務省
次世代エアモビリティには小型・軽量・高効率な次世代パワエレ回路の活用が重要である。ただし、高周波化が伴うため、通信帯域に混入する電磁ノイズ対策が必須となる。しかし、対策部材による重量増加は受け入れ難い。本研究開発では、超軽量かつ超広帯域で電磁波吸収効果を制御可能な電磁波吸収体を利用して、エアモビリティと次世代通信を共生する技術の創成を目指す。吸収体を適材適所で活用し、通信品質を確保するための設計指針を提案する。指針に基づいて吸収体を試作し、試作無人機に実装することにより、提案技術の有効性を示す。
共同研究実施実績 【 表示 ／ 非表示 】
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車載空調用電動コンプレッサが発生する伝導ノイズ低減を目的としたスイッチングトランスのモデリングに関する研究
提供機関: 国内企業 民間企業 国内共同研究
研究期間： 2023年05月 - 2024年03月
寄附金・講座・研究部門 【 表示 ／ 非表示 】
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科学技術研究助成（若手）
寄附者名称：公益財団法人スズキ財団 2024年04月
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研究助成2023
寄附者名称：公益財団法人永守財団 2023年10月
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研究助成2022
寄附者名称：公益財団法人永守財団 2022年10月
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2021年度 パワーアカデミー研究助成 萌芽研究 個人型
寄附者名称：パワーアカデミー 2022年02月
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研究助成2021
寄附者名称：公益財団法人永守財団 2021年10月
学会等発表 【 表示 ／ 非表示 】
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PWMインバータ給電モータ駆動システムのコモンモードノイズ抑制技術における磁性材料の活用事例と要求特性
高橋 翔太郎 [招待有り]
電気学会 基礎・材料・共通部門 ナノスケールソフト磁性体の創製とデバイス応用調査専門委員会 2024年03月 - 2024年03月
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モータ駆動システムのコモンモードノイズ抑制技術における磁性材料の活用事例と要求特性
高橋 翔太郎 [招待有り]
令和6年電気学会全国大会 2024年03月 - 2024年03月
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博士課程の過ごし方
高橋翔太郎 [招待有り]
2022年電気学会産業応用部門大会 (上智⼤学 四⾕キャンパス) 2022年08月 - 2022年08月 若手エンジニアの会
共同研究希望テーマ 【 表示 ／ 非表示 】
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パワーエレクトロニクス機器が発生する電磁ノイズの解析・抑制
共同研究実施形態 : 産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する
産学連携協力可能形態 : 共同研究
担当授業科目（学内） 【 表示 ／ 非表示 】
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2024年04月-継続中
パワーエレクトロニクス
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2023年10月-継続中
パワーエレクトロニクス特論Ⅱ
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2023年10月-継続中
計算機プログラミングⅡ
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2023年10月-継続中
パワーエレクトロニクス特論Ⅰ
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2023年04月-継続中
創造工房実習
教育活動に関する受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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令和5年度秋田大学理工学部電気電子工学コース 卒業課題研究発表会優秀発表賞
2024年03月 秋田大学理工学部電気電子工学コース
受賞者： 小野まとい モータドライブシステムにおけるパッシブコモンノイズキャンセラの高性能化に関する研究
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令和5年度秋田大学理工学部電気電子工学コース 卒業課題研究発表会優秀発表賞
2024年03月 秋田大学理工学部電気電子工学コース
受賞者： 髙田洋平 非絶縁型コンバータにおける磁気結合を活用した入出力コモンモードノイズ抑制法の検討
学会・委員会等活動 【 表示 ／ 非表示 】
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電気学会 東北支部
2024年04月-継続中秋田支所長
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電気学会 産業応用部門 半導体電力変換技術委員会
2024年04月-継続中1号委員
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IEEE EMC Society Sendai Chapter
2024年01月-継続中Treasurer
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日本磁気学会
2023年12月-継続中第48回 日本磁気学会学術講演会 現地実行委員
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電力変換装置におけるEMC対策・設計の技術動向調査専門委員会
2023年11月-継続中委員