新構造オープン形トランスを用いたスイッチング電源の開発

采用新型结构开放式变压器的开关电源的研制

• 批准号: 17J01977
• 负责人: 山本 達也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J01977/
• 关键词: DC-DCコンバータ; 銅損; 高周波トランス; オープン形トランス; 平面トランス; 磁束経路制御; 磁性塗布線

本研究の目的はスイッチング電源の駆動周波数の高周波化による小型化と、数MHz 以上の周波数での銅損低減に適したトランスの開発による高効率化を両立させることである。本研究において提案していたオープン形トランスは平成29年度の報告のとおり、共振現象により伝送効率が減少する問題があった。また、オープン形トランスで用いるコイルは体積が大きく電力密度が低下する。そこで、本年度は「平面トランスの小型化による電力密度の改善」と、「小型平面トランスの銅損低減のためのコア構造の検討」を行った。「平面トランスの小型化による電力密度の改善」について、回路の電力密度の向上を目的としてトランスの小型化を検討した。本年度に試作したトランスのコアの体積は0.65 ccであり、前年度の1/4程度に小型化した。また、出力電力50 W時の電力密度は4.4 W/ccとなった。目標達成には至らなかったが、回路の小型化により目標値5 W/ccを達成できる。「小型平面トランスの銅損低減のためのコア構造の検討」について、小形平面トランスの銅損低減技術として巻線に近接するコアの一部に空隙を設けることで、銅線に鎖交する磁束を低減し、銅損を低減する磁束経路制御技術を検討した。解析にて銅損が低減する空隙の寸法を決定しトランスを試作したところ、抵抗は4.7%低減した。これは磁束経路制御による銅損の抑制に起因している。試作したトランスをコンバータに実装して効率の測定を行ったところ、1.7%低下した。磁束経路制御技術の適用により銅損は低減したが、励磁電流が増加したことが効率低下の要因と考えられる。本研究ではオープン形トランスによる銅損低減の目標を達成できなかったが、オープン形構造を実装する回路、磁束経路制御を適用するトランスの構造の課題を明確にした。これらの課題を解決することで、更なるトランスの銅損低減が可能であると考えられる。

The purpose of this study is to determine the number of high-cycle waves, high-cycle waves, miniaturization, high-cycle waves, high-cycle waves, high-cycle waves, The purpose of this study is to introduce a proposal to improve the quality of the annual report in Pingcheng for the year 29, and the resonance response rate is very high. The electric power density is low when the electric power density is high and low. This year, we are talking about the improvement of electric power density in the field of miniaturization and miniaturization, and the production of electrical power density in low-temperature industrial enterprises. The electric power density of the circuit is improved, and the electric power density of the loop is improved. For the current year, there will be an active 0.65 cc miniaturization of the current year, and a 4-degree miniaturization of the previous year. The power density is 4.4 W/cc when the output power is 50 W. The goal is to be miniaturized, and the loop is miniaturized. The target header is 5 W/cc. The small plane equipment is used to make the equipment, the small plane device is used to make the equipment, the small plane device is used to connect the proximity device to the gap device, the line connection is connected to the magnetic beam, and the magnetic beam is used to control the technical system. The method of analyzing the gap between low and low levels of space determines that it is necessary to resist the gap of 4.7% of the time. The magnetic beam path controls the cause of the suppression. Make sure that the rate is high, and that the rate is 1.7% lower. The low frequency of magnetic beam control technology is due to the low performance of the magnetic beam control technology, the low frequency of the magnetic beam control technology, the low frequency of the magnetic beam control technology, the low frequency of the magnetic beam control technology, the low frequency of the magnetic beam control technology, the low frequency of the magnetic beam control technology, the low frequency of the excitation current and the excitation current. The purpose of this study is to build the circuit of the device, the magnetic beam circuit, and the magnetic beam circuit to make the problem clearly. If you want to solve a problem, you may be able to do something about it.

项目成果

Copper Loss Reduction of Planar Transformer Using Magnetic Cap and Plate

利用磁帽和磁板降低平面变压器的铜损

• 发表时间: 2018
• 作者: Tatsuya Yamamoto;Yasuyuki Konno;Yinggang Bu;and Tsutomu Mizuno
• 通讯作者: and Tsutomu Mizuno

Loss Reduction of Transformer for LLC Resonant Converter Using a Magnetoplated Wire

使用镀磁线的 LLC 谐振转换器的变压器损耗降低

• DOI: 10.1541/ieejjia.7.43
• 发表时间: 2018
• 期刊: IEEJ Journal of Industry Applications
• 影响因子: 1.7
• 作者: Tatsuya Yamamoto;Yinggang Bu;Tsutomu Mizuno;Yutaka Yamaguchi;Tomoyoshi Kano
• 通讯作者: Tomoyoshi Kano

LLC Resonant Converter Using Magnetocoated Wire and Iron -Based Metal Composite Core

使用磁涂线和铁基金属复合磁芯的 LLC 谐振转换器

• 发表时间: 2017
• 作者: Tatsuya Yamamoto;Yasuyuki Konno;Yinggang Bu;and Tsutomu Mizuno;Tatsuya Yamamoto
• 通讯作者: Tatsuya Yamamoto

Loss Reduction of LLC Resonant Converter using Magnetocoated Wire

使用磁涂线减少 LLC 谐振转换器的损耗

• DOI: 10.1541/ieejjia.8.51
• 发表时间: 2019
• 期刊: IEEJ Journal of Industry Applications
• 影响因子: 1.7
• 作者: Yamamoto Tatsuya;Konno Yasuyuki;Sugimura Kanako;Sato Toshiro;Bu Yinggang;Mizuno Tsutomu
• 通讯作者: Mizuno Tsutomu

磁性キャップ構造を適用したプレーナートランスの銅損低減効果の検討

采用磁帽结构的平面变压器降低铜损效果的检验

• 发表时间: 2017
• 作者: Tatsuya Yamamoto;Yasuyuki Konno;Yinggang Bu;and Tsutomu Mizuno;Tatsuya Yamamoto;山本達也
• 通讯作者: 山本達也