髙橋 翔太郎 (タカハシ ショウタロウ)

TAKAHASHI Shotaro

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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

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • パワーエレクトロニクス

  • EMI

  • EMC

  • 磁気部品

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 2011年04月
    -
    2015年03月

    北海道大学   工学部   情報エレクトロニクス学科   卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 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

  • 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

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 北海道大学 -  博士(工学)

  • 北海道大学 -  修士(情報科学)

職務経歴(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2023年04月
    -
    継続中

    秋田大学   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   講師  

職務経歴(学外) 【 表示 / 非表示

  • 2022年04月
    -
    2023年03月

      成蹊大学   理工学部 理工学科   助教

  • 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

  • 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

  • 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

  • 2020年08月
    -
    継続中
     

    日本国

     

    電子情報通信学会

  • 2018年
    -
    継続中
     

    日本国

     

    IEEE

  • 2015年05月
    -
    継続中
     

    日本国

     

    電気学会

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電力工学  / パワーエレクトロニクス

 

研究等業績 【 表示 / 非表示

    ◆原著論文【 表示 / 非表示

  • Simulation Study of the Small-Signal Characteristics of Single-Phase Common-Mode Inductors with Capacitance Cancellation

    Shotaro Takahashi

    Applied Sciences ( MDPI )  14 ( 3 )   2024年01月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)  

    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.

    DOI

  • Simulation-Based Design of the Common-Mode Transformer-Less Hybrid EMI Filter in DC-Fed Motor Drive Systems

    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 %.

    DOI

  • 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.

    DOI

  • Experimental Investigation of the Dimensional Effect on Small-Signal Characteristics of Common-Mode Inductors

    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.

    DOI

  • 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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    ◆国際会議プロシーディングス【 表示 / 非表示

  • 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

    DOI

  • 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

    DOI

  • 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

    DOI

  • 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

    DOI

  • 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

    DOI

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    ◆その他【 表示 / 非表示

  • 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

    J-GLOBAL

  • 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

    J-GLOBAL

  • 直流給電電力変換システムにおけるディファレンシャルモードフィルタの体積最小化

    高橋翔太郎, 小笠原悟司

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)   2020   2020年

    J-GLOBAL

  • 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)  

  • 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

    J-GLOBAL

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 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

  • 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

  • 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

  • 優秀論文発表賞 (産業応用部門表彰)

    2021年09月   電気学会   巻線とコア間の絶縁体を考慮したトロイダルインダクタに生じる浮遊容量の推定法

    受賞者:  高橋 翔太郎

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

共同研究実施実績 【 表示 / 非表示

  • 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

  • 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

  • 研究助成2023

    寄附者名称:公益財団法人永守財団 2023年10月

  • 研究助成2022

    寄附者名称:公益財団法人永守財団 2022年10月

  • 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

  • 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

  • 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   

  • 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

  • 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

  • 2023年10月
    -
    継続中

    パワーエレクトロニクス特論Ⅱ

  • 2023年10月
    -
    継続中

    計算機プログラミングⅡ

  • 2023年10月
    -
    継続中

    パワーエレクトロニクス特論Ⅰ

  • 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

  • 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

  • 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

  • IEEE EMC Society Sendai Chapter

    2024年01月
    -
    継続中

    Treasurer

  • 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

  • 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

  • 電気学会論文委員会(D1グループ)

    2023年06月
    -
    継続中

    委員

  • 電気学会論文委員会(D6グループ)

    2021年07月
    -
    継続中

    委員

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