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電力変換回路におけるリアクトル損失および電磁ノイズの低減に関する研究

降低功率变换电路中电抗器损耗和电磁噪声的研究

基本信息

批准号：
14J00585
负责人：
井渕貴章
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00585/
关键词：
電力変換リアクトル電磁ノイズパワー半導体デバイス

项目摘要

当該年度に実施した研究成果について、項目別に示す。1).電力変換回路のさらなる小型・低損失化に向け、回路に用いるリアクトルの損失特性を考慮した最適設計が望まれている。本研究では鉄損や磁気飽和の影響が無視できる空芯リアクトルに着目し、物理構造に基づく銅損のモデル化を検討した。高周波数領域で顕著となる表皮効果や近接効果の影響を考慮に入れた交流抵抗のモデル式について、導出過程の検証およびインピーダンスの周波数特性測定結果との比較を通してその妥当性を評価した。また、同手法に基づく銅損モデルによって、所与のインダクタンスや巻き線径、使用周波数においてリアクトルの銅損を最小化するリアクトル半径および巻き線ピッチ設計が可能であることを示した。2).高速・高周波数のスイッチング動作を行う電力変換回路における電磁ノイズ発生メカニズムの解明に向け、昇圧チョッパ回路を対象とし、SiおよびSiCダイオードのスイッチング特性やその温度依存性の差異に着目して、ダイオード特性が伝導ノイズに与える影響について検討した。また、信号の特徴抽出・システム同定に応用されているProny法を用いたダイオードのターンオフ電流の動特性評価により応答のモデル化を行った。伝導ノイズの時間・周波数領域解析により、ダイオード電流のターンオフ特性の差異がコンバータの伝導ノイズレベルやスペクトル分布に影響を与えていることを確認した。旅費の活用により、得られた研究成果の内容を国内研究会・国際学会等で発表し、有識者との有益な議論を行うことが出来た。また英文校閲の利用により、雑誌論文1件の掲載を果たした。以上のように、本研究は高速・高周波数スイッチング動作による高レベルでの省エネルギー・電磁環境の改善を図る電力変換回路設計に適用可能なリアクトル損失や電磁ノイズのモデル化に関して、重要な知見が得られた。

In that year, に implemented た research achievements にててて and project identification に indicated す. 1). Power variations in loop のさらなる small size, low loss to けに, loop に with いるリアクトルの loss characteristics を consider したが at optimum design まれている. Objects of this study では iron loss や magnetic 気 saturated の influence が ignore できる tubular リアクトルに with mesh し, physical structure にづく copper loss のモデル change を beg し検た. Number of high frequency field で顕 the となる epidermis unseen fruit や nearly meet unseen fruit の influence を consider に into れた ac resistance のモデル type について, export process の検 card およびインピーダンスの cycle for measuring results との is を tong してその justice を review 価した. また, with technique にづく copper loss モデルによって, and by のインダクタンスや巻き wire diameter, use cycle for においてリアクトルの copper loss を minimize するリアクトル radius および巻き line ピッチ design が may であることを shown した. Number 2). High speed, high frequency のスイッチング action line をう power variations in loop における electromagnetic ノイズ発 raw メカニズムの interpret に to け, 圧チョッパ loop を like と seaborne し, Si および SiC ダイオードのスイッチング features やその temperature dependency にの difference mesh して, ダイオード features が伝 guide ノイズにえ Youdaoplaceholder0 affects にて検て検 for た. また, signal の徴 spare · システム with fixed に応 with されているを Prony method with いたダイオードのターンオフ current の dynamic characteristic evaluation 価により応 answer のモデル change line をった. 伝 guide ノイズの time, cycle for field analytical により, ダイオード current のターンオフ features の differences がコンバータの伝 guide ノイズレベルやスペクトル distribution にを and えていることを confirm した. Travel の use により, られた research の content を domestic research association, international society で発 table し, learning との beneficial な comment line をうことがた. Youdaoplaceholder0 English proofreading また utilized によによ and 雑 journal paper, which revealed を results たたた. Above のように, this study は high speed, high frequency スイッチング action による high レベルでの province エネルギー, electromagnetic environment の improve を図る power variations in circuit design に may apply なリアクトル loss や electromagnetic ノイズのモデル change に masato して, important な know see がられた.