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超高密度高効率電力変換器の研究

超高密度、高效率功率变换器研究

基本信息

批准号：
06F06707
负责人：
河村篤男
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

研究開始以降、1号試作機と2号試作機を完成させ、各種測定を行った。1号機では、スイッチング周波数200kHz,効率93.8%、パワーデンシティ(電力密度)10.5kw/lを実現した。この値は、記録的な値であるが、さらに、2号機を試作して以下のようなデータを取った。特に、1号機からの修正点は、以下である。(1)スイッチングデバイスを再選定して4並列から2並列に修正した。(2)補助スイッチにオン抵抗の小さいデバイス(CoolMOS)を選定した。(3)集積インダクタンスの値をやや下げて、構造を再設計した。(4)PCB基盤上でのbus-barを再設計した。(5)gate回路のPCB基盤上でり配置の再検討を行い、集積密度を向上させた。(6)全体の空きスペースの検討による密度の向上を図った。また、これらの試作機の特徴は、(1)熱設計をデバイスからの発熱をインダクターからの発熱に分け、その熱フローの計算を行い、ヒートシンクへ達するまでの経路での温度設計を行ったこと.その結果、ヒートシンクに対して、デバイスを垂直に配置し、インダクタンスの熱を排除しやすい構造を提案した点。(2)既存のスイッチングデバイスのパッケージを使い、電力密度の向上を目指した点である。この結果、2号機では、3.7kw出力時に最大効率95.4%が実測された。これを連続定格で計算すると、電力密度が15kw/lとなる。最大定格に関して実験をした結果、空冷では18.2kw/l、水冷では27.7kw/lの電力密度が得られた。なお、スイッチング周波数は200KHz,回路は横国大が特許申請中であるSAZZ方式を採用している。これらの成果は各種会議で報告した。

The study was started with test machine No. 1 and test machine No. 2. All kinds of tests were carried out. No. 1 machine frequency 200kHz, efficiency 93.8%, power density 10.5kw/l to achieve This is the first time I've ever been to a place like this. Special, No. 1 machine (1)4 - 2 - 3 - 4- (2)Support for the selection of small resistance (CoolMOS) (3)The value of the integrated system is to be reduced and the structure is to be redesigned (4) The bus-bar on PCB substrate is redesigned. (5) On the PCB substrate of the gate loop, the configuration and re-examination are carried out, and the accumulation density is increased. (6)All the space and space The characteristics of the test machine are as follows: (1) Thermal design, heat generation, calculation of heat generation, temperature design of circuit. As a result, the structure of the structure is proposed. (2)The existing power density is pointed upward. As a result, the maximum efficiency of No. 2 turbine is 95.4% when the output is 3.7kw. The power density is 15kw/l. The maximum power density was 18.2kw/l for air cooling and 27.7kw/l for water cooling. The number of cycles is 200KHz, and the loop is used in the SAZZ method. The results of various meetings were reported.