電気自動車用インバータのソフトスイッチング化に関する研究

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本研究は、電気自動車への適用を念頭に置き、ソフトスイッチング技術(回路構成及び、その制御法)を開発することを目的とする。昨年度の研究成果の一つである、三相共振スナバインバータに適したキャリア比較PWM方式に関して以下の発表を行った。1."A Novel Control Strategy for Three-Phase Resonant Snubber Based Soft-Switching Inverters", The 2000 International Power Electronics Conference, pp.536-541, Apr.2000.2.「キャリアPWM方式共振スナバインバータの効率に関する一考察」,電気学会産業応用部門大会,pp.1089-1090,平成12年8月また、今年度は、インバータの主スイッチでゼロ電圧スイッチング実現のために使用する補助回路で発生する導通損失を低く抑えるための共振電流指令値生成法について検討を行った。共振電流は、小さすぎると主デバイスでのゼロ電圧スイッチングが実現不可能となり、逆に大きすぎると導通損失の増加により電力効率が悪化する。したがって、適切な共振電流を流すように補助スイッチの導通期間を決定する必要がある。ところで、共振スナバインバータは電圧源を補助回路で短絡し共振電流を流すため、センサを用いずに共振電流を予測することが可能である。これはゼロ電圧スイッチングを行うために必要な共振電流の大きさが分かれば、補助スイッチの導通期間を決定することが出来ることを意味する。ゼロ電圧スイッチングを行うために必要な共振電流は、負荷に流れる電流により変化する。本研究では大別して2種類(固定タイミング方式と可変タイミング方式)の補助スイッチの導通期間決定法を提案し、シミュレーションにより検証を行った。シミュレーション結果では、補助スイッチの導通期間を適切に決定することで、負荷電流が小さな領域を除き、ハードスイッチングインバータより高い電力効率が得られた。これらの結果は、「三相共振スナバインバータの制御法と効率に関する一考察」として、電気学会研究会にて発表を行った(電気学会研究会資料,SPC-00-88,IEA-00-63,平成12年11月)。