直列補償方式を用いた高効率絶縁形DC/DCコンバータの開発

采用串联补偿方式开发高效隔离式DC/DC转换器

基本信息

批准号：
11J11026
负责人：
宮脇慧
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,トランスを用いた絶縁形DC-DCコンバータは基幹系通信基地局に用いられる通信機器用の電源システムや再生可能エネルギーによるスマートグリッドシステムなどに用いられ,その需要が増加している。これらに用いられるDC/DCコンバータの高効率化や小型化を実現することは高いレベルで省エネルギー化を実現でき,産業界に与える影響も大きい。提案する直列補償方式の実用性を高めるため,上記の課題を解決し,さらなる高性能化手法の確立を目指す。具体的な研究のステップを以下に示す。I.直列補償方式の双方向コンバータへの適用技術の確立II.メインとなる共振形コンバータの効率特性による最適設計法の確立III.直列補償方式を用いた絶縁形DC-DCコンバータの熱解析を含む設計法の確立1平成24年度の研究においては直列補償方式を用いた双方向コンバータにおける回路の設計法を確立して研究成果を学会にて発表した。平成21年度の研究としては,提案回路の効率を改善する上で重要なメイン回路となる共振形コンバータの最適設計法を確立した。設計法は損失解析をベースとし,回路で発生する損失を正確に算出することで,仕様効率を満たす設計法を確立できる。研究成果は学術雑誌において2013年3月に掲載された。また,海外渡航先であるスイス連邦工科大学(ETH Zurieh)ではコンバータの熱解析をメインにコンバータのシステムインテグレーションについて研究を進め,直列補償方式を用いた絶縁形DC-DCコンバータの統括的な設計法を実現することができた。なお,これらの研究成果は現在も学術論文誌へ投案高中である。

近年来，使用变压器的绝缘DC-DC转换器已用于用于核心通信基站中使用的通信设备，可再生能源制造的智能电网系统，对这些系统的需求一直在增加。实现在这些情况下使用的DC/DC转换器的高效率和小型化可以实现高水平的节能，并对该行业产生很大的影响。为了改善提议的系列补偿方法的实用性，我们旨在解决上述问题并建立进一步提高性能的方法。具体的研究步骤如下所示。 I.建立用于将串联补偿方法应用于双向转换器II的技术。基于主要谐振转换器III的效率特征的最佳设计方法。建立设计方法的建立，包括使用串联补偿方法1对隔离的DC-DC转换器进行热分析。在2012年的研究中，建立了使用串联补偿方法的双向转换器中电路的设计方法，并在社会上介绍了研究结果。作为2009年进行的研究，我们为共振转换器建立了一种最佳设计方法，这是提高拟议电路效率的重要主回路。该设计方法基于损失分析，并准确计算电路中产生的损耗，从而建立了符合规范效率的设计方法。该研究结果于2013年3月发表在一本学术期刊上。此外，他在瑞士联邦技术研究所（Eth Zurieh）在海外旅行，他正在对转换器系统进行研究，主要是对转换器的热分析进行研究，并且能够实现使用系列补偿方法的隔离DC-DC转换器的全面设计方法。此外，这些研究结果在学术期刊的提案中仍然充满活力。