デルタ-シグマ変調を用いた間引き制御型D級零電圧/零電流スイッチングインバータ

本研究の成果,および得られた知見は次の通りである。1.デルタ-シグマ変調を用いた間引き制御型D級零電流スイッチングインバータを提案し,設計,シミュレーション,回路実験を行った。理論動作を確認し,動作周波数200kHz,出力50Hz,5V(実効値),2.6Wにて,電力変換効率70%を実現した。2.出力波形のシミュレーション結果は,Q=65においてTHD2%,Q=10においてTHD5%程度であった。3.半波整流回路は等価抵抗が全波整流回路の1/4であり,同じQ値を得るのにインダクタを1/4にできる。但し回路実験に於ける実測効率は全波整流回路の方が高かった。4.E級整流器の適用を検討したが,入力波形の振幅により電圧変換比が変わり良好な出力包絡線を得ることは出来なかった。5.誘導性・容量性負荷について検討を行った。誘導性負荷の動作は理論,シミュレーション,実験にて確認された。容量性負荷の場合は,出力端子に予めインダクタを与え,誘導性を保つ必要がある。(IEEE IECON'07投稿)6.誘導性負荷の場合,負荷電流が還流し,フィルタコンデンサを充電するため,容量が小さいと電圧波形の一部に凸部が生じる。7.電流スイッチング型D級インバータの検討を行った。理想電流源を用いたシミュレーションでは電圧スイッチング型と同様に良好な正弦波出力が確認された。8.電圧源とチョークコイルにて構成される擬似電流源回路では,一方のスイッチがオン/オフ状態を持続すると,チョークコイルに蓄積されたエネルギーにより昇圧作用が生じ,意図した正弦波包絡線は出力できなかった。8に見られた昇圧作用を利用または抑制し,電流スイッチング型D級インバータを基にした新回路方式/駆動方式の研究を新たな研究課題とする予定である。以上

本研究の成果,および得られた知見は次の通りである。1.デルタ-シグマ変調を用いた間引き制御型D級零電流スイッチングインバータを提案し,設計,シミュレーション,回路実験を行った。理論動作を確認し,動作周波数200kHz,出力50Hz,5V(実効値),2.6Wにて,電力変換効率70%を実現した。2.出力波形のシミュレーション結果は,Q=65においてTHD2%,Q=10においてTHD5%程度であった。3.半波整流回路は等価抵抗が全波整流回路の1/4であり,同じQ値を得るのにインダクタを1/4にできる。但し回路実験に於ける実測効率は全波整流回路の方が高かった。4.E級整流器の適用を検討したが,入力波形の振幅により電圧変換比が変わり良好な出力包絡線を得ることは出来なかった。5.誘導性・容量性負荷について検討を行った。誘導性負荷の動作は理論,シミュレーション,実験にて確認された。容量性負荷の場合は,出力端子に予めインダクタを与え,誘導性を保つ必要がある。(IEEE IECON'07投稿)6.誘導性負荷の場合,負荷電流が還流し,フィルタコンデンサを充電するため,容量が小さいと電圧波形の一部に凸部が生じる。7.電流スイッチング型D級インバータの検討を行った。理想電流源を用いたシミュレーションでは電圧スイッチング型と同様に良好な正弦波出力が確認された。8.電圧源とチョークコイルにて構成される擬似電流源回路では,一方のスイッチがオン/オフ状態を持続すると,チョークコイルに蓄積されたエネルギーにより昇圧作用が生じ,意図した正弦波包絡線は出力できなかった。8に見られた昇圧作用を利用または抑制し,電流スイッチング型D級インバータを基にした新回路方式/駆動方式の研究を新たな研究課題とする予定である。以上