Circuit Topology and Output Power Control of Unidirectional High-Frequency-Isolated DC-DC Converter

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持続可能な開発目標 (SDGs) に向けて，直流電力供給システムや電気自動車などの新たな開発が進められる。直流配電における電力変換器やガソリン車の給油時間と同程度の充電時間とする急速充電器などにおいては，安全性を確保した高周波絶縁型の大容量高効率DC-DCコンバータの開発が必要になってくる。本研究では，高周波絶縁型単方向SR-SABコンバータ(Secondary-Resonant Single-Active-Bridge DC-DC Converter)を提案する。SR-SABコンバータは，一次側回路はアクティブなHブリッジ回路で，二次側は小容量キャパシタを並列接続したパッシブなダイオード整流回路でそれぞれ構成され，さらに損失を低減するソフトスイッチングを実現できる点に大きな特徴がある。SR-SABコンバータの出力電力制御および応用回路として，具体的に以下の3項目を実施している。１．高周波トランスの周波数制御による出力電力制御の確立では，SR-SABコンバータの高周波トランスの周波数を変化させる出力電力制御法において，出力電力範囲に応じた入出力電圧，周波数制御範囲，トランス巻数比，インダクタンスなどの設計を明かにした。実験により電力特性を確認した。２．一次電圧波形制御による出力電力制御法の確立では，SR-SUBコンバータの一次電圧波形の零電圧期間を変化させる出力電力制御において，零期間と出力電力の関係を導出した。さらに，高速な出力電力制御を実現するための零期間の制御法を提案し，実験により基本特性を確認した。３．大電力のための三相SR-SABコンバータ回路と制御法の確立では，三相回路構成について検討した。三相トランスのΔ-Y結線で三相SR-SABコンバータの理論解析をし，高周波電圧の周波数制御による電力制御法を提案した。周波数による電力制御特性を実験で確認した。