アクティブバッファを用いた高効率小型電力変換器の開発

本研究は、アクティブバッファを用いた電力脈動補償技術を応用し、電力変換器の小型化・高効率化・高性能化を目的とする。そのため、現在までの研究成果を基に、さらなる性能向上と、幅広い用途への適用範囲の拡大を目指す。提案する変換器の実用化に向け、まずアクティブバッファを用いた電力変換器の最適制御法の確立を行う。また、適用範囲の拡大方法についても検討を行う。特に、負荷力率が低い場合でも、低損失の波形を整形できる最適制御法を確立する。二つ目は、出力電圧範囲の拡大を目指し、昇圧方式の検討を行う。これにより高効率化や用途拡大を目指す。最後に、アクティブバッファによる単相交流の電力脈動補償をさらに発展させ、単相交流を直流に、または直流を単相交流に変換する電力変換器に拡大し、コンデンサ容量の削減と回路の高効率化を目指す。例として、家庭で太陽電池や燃料電池などの新エネルギーなどに利用できるので、家庭の様々な場所での電力変換器の小型化・高効率化が実現可能となる。以上の具体的な3つの研究課題に取り組み、計算機によるシミュレーションと、実機による実験により有用性の検証を行う。平成24年度はアクティブバッファの応用回路を考案した。提案回路を単相AC-DC回路に応用した新しい回路構成と制御方式を提案した。また提案回路を単相DC-AC回路に応用した新しい回路構成と制御方式を提案した。これらの回路を実験と従来回路との比較により検証し,高い優位性があることがわかった。そして、これらの研究成果を学会にて発表し博士論文を執筆した。

本研究は、アクティブバッファを用いた電力脈動補償技術を応用し、電力変換器の小型化・高効率化・高性能化を目的とする。そのため、現在までの研究成果を基に、さらなる性能向上と、幅広い用途への適用範囲の拡大を目指す。提案する変換器の実用化に向け、まずアクティブバッファを用いた電力変換器の最適制御法の確立を行う。また、適用範囲の拡大方法についても検討を行う。特に、負荷力率が低い場合でも、低損失の波形を整形できる最適制御法を確立する。二つ目は、出力電圧範囲の拡大を目指し、昇圧方式の検討を行う。これにより高効率化や用途拡大を目指す。最後に、アクティブバッファによる単相交流の電力脈動補償をさらに発展させ、単相交流を直流に、または直流を単相交流に変換する電力変換器に拡大し、コンデンサ容量の削減と回路の高効率化を目指す。例として、家庭で太陽電池や燃料電池などの新エネルギーなどに利用できるので、家庭の様々な場所での電力変換器の小型化・高効率化が実現可能となる。以上の具体的な3つの研究課題に取り組み、計算機によるシミュレーションと、実機による実験により有用性の検証を行う。平成24年度はアクティブバッファの応用回路を考案した。提案回路を単相AC-DC回路に応用した新しい回路構成と制御方式を提案した。また提案回路を単相DC-AC回路に応用した新しい回路構成と制御方式を提案した。これらの回路を実験と従来回路との比較により検証し,高い優位性があることがわかった。そして、これらの研究成果を学会にて発表し博士論文を執筆した。