Output Power Control of Unidirectional Isolated AC-DC Converter for High-Power and Medium-Voltage Applications

适用于高功率和中压应用的单向隔离式 AC-DC 转换器的输出功率控制

• 批准号: 22KJ1623
• 负责人: 武道 宏平
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1623/
• 关键词: パワーエレクトロニクス; 絶縁型AC-DCコンバータ; 電力変換器; 急速充電器

脱炭素社会実現に向けて，世界的に電気自動車(EV)が普及している。EVにおいては，充電時間をガソリン車の給油と同程度とするために高出力急速充電器が社会に求められている。高出力急速充電器には，大電力の小型高効率絶縁型AC-DCコンバータの開発が必要となる。本研究では，大電力の小型高効率絶縁型AC-DCコンバータとして，高電圧電源からEVのバッテリへ電力送電できる大電力・高電圧用単方向絶縁型AC-DCコンバータを提案する。提案回路は，一次側は高耐圧電力変換器のMMxC(Modular Matrix Converter)，二次側はキャパシタをダイオードに並列接続したダイオード整流回路でそれぞれ構成される。本研究では，提案回路の電力制御法を理論と実験により確立する。電力制御法は，送電電力を調整する制御であり，急速充電器に必要な機能である。本年度は，提案回路の出力電力制御法を理論，シミュレーション，実験により確立した。出力電力制御法として，高周波電圧周波数変化による方法と高周波電圧実効値変化による方法の2種類が考えられる。高周波電圧実効値変化による方法は，高周波電圧において，波高値を小さくする方法と零電圧区間を発生する方法の2種類がある。高周波電周波数変化による方法においては，理論導出，シミュレーション，実験まで実施し，基本特性を明らかにした。高周波電圧実効値変化による方法の2種類の制御法では，それぞれの方法において，理論導出，シミュレーション，実験を実施し，国際会議で発表した。

为了实现脱碳社会，电动汽车（EV）在世界范围内变得越来越流行。社会需要电动汽车的高输出快速充电器，以使充电时间与汽油动力汽车的加油时间相当。高输出快速充电器需要开发小型、高效、高功率的隔离式AC-DC转换器。在这项研究中，我们提出了一种高功率/高压单向隔离式AC-DC转换器，它可以作为小型、高效、高功率隔离式AC-DC将高压电源的电力传输到电动汽车电池。转换器。所提出的电路由初级侧的高压功率转换器 MMxC（模块化矩阵转换器）和次级侧的二极管整流器电路组成，该电路具有与二极管并联的电容器。在本研究中，我们通过理论和实验为所提出的电路建立了一种功率控制方法。功率控制方法是调整发射功率的控制，是快速充电器的必备功能。今年，我们通过理论、仿真和实验为所提出的电路建立了输出功率控制方法。存在两种可能的输出功率控制方法：利用高频电压频率变化的方法和利用高频电压有效值变化的方法。基于高频电压有效值变化的方法有两种：降低峰值的方法和产生零电压部分的方法。针对利用高频射频变化的方法，我们进行了理论推导、仿真和实验，明确了其基本特性。针对两种基于高频电压有效值变化的控制方法，我们对每种方法进行了理论推导、模拟和实验，并在国际会议上展示了结果。

项目成果

Output Power Control for Isolated Secondary-Resonant AC-DC Modular Matrix Converter Using Pulse Amplitude Modulation

使用脉冲幅度调制的隔离式二次谐振 AC-DC 模块化矩阵转换器的输出功率控制

• 发表时间: 2023
• 作者: Kohei Budo; Takaharu Takeshita
• 通讯作者: Takaharu Takeshita

Capacitor-Voltage-Balancing Control for an Isolated Secondary-Resonant AC-DC Modular Matrix Converter

隔离式二次谐振 AC-DC 模块化矩阵转换器的电容器电压平衡控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Kohei Budo; Takaharu Takeshita
• 通讯作者: Takaharu Takeshita

Output Power Control of Isolated Secondary-Resonant Medium-Voltage AC-DC Converter

隔离式二次谐振中压AC-DC转换器的输出功率控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Kohei Budo; Takaharu Takeshita
• 通讯作者: Takaharu Takeshita

高電圧絶縁型二次共振AC-DCモジュラーマトリックスコンバータの動作原理

高压隔离二次谐振AC-DC模块化矩阵变换器工作原理

• 发表时间: 2022
• 作者: 武道宏平;竹下隆晴
• 通讯作者: 竹下隆晴