バッテリ充放電回路の小型化と高効率化を両立する交流－交流直接変換器の開発

开发实现电池充放电电路的小型化和高效率化的AC-AC直接转换器

• 批准号: 17J09247
• 负责人: 米田 昇平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo University of Marine Science and Technology
• 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-17J09247/
• 关键词: バッテリ充電回路; 交流直接変換; 負荷電圧; 電源力率; パワーデカップリング; フィルタコンデンサ

本研究課題では，2台のハーフブリッジを逆直列接続した交流－交流直接変換器に対して，パワーデカップリング制御法の電力制御特性を検討した。これまでに提案していたパワーデカップリング制御法は，単相交流に起因した電力脈動を小容量のフィルタコンデンサのみで吸収できるが，軽負荷時に負荷電圧の制御範囲の低下という問題があった。これは，フィルタコンデンサが電源に対して進相コンデンサとして働き，これに伴う進相電流を打ち消すように交流－交流直接変換器を動作させるためには，比較的大きな共振電流を必要とするためである。まず，軽負荷時の共振電流の低減法，すなわち，負荷電圧の低下を防ぐ方法として，フィルタコンデンサのオフセット電圧を高く設定することを検討した。この場合，電源電流を高力率に制御したまま負荷電圧の制御範囲が改善できることを実験により確認した。しかしながら，軽負荷時にフィルタコンデンサ電圧とスイッチング周波数が急激に上昇するため，軽負荷時の電力変換効率が低下した。次に，進相電流を補償しないパワーデカップリング制御法を提案した。このとき，電源電流は進相電流の大きさに応じて進み力率となるが，フィルタコンデンサは小容量であるため，軽負荷時のみ電源力率が低下する。また，提案制御法では電源電流の基本波力率のみが低下するため，電源電流には高調波成分が生じない。実験により，軽負荷時の負荷電圧の制御範囲を改善し，かつ，定格動作時の電源力率は99%以上であることを確認した。最後に，フィルタコンデンサ電圧を上昇させる手法との比較実験を行い，進相電流を補償しない場合はフィルタコンデンサ電圧を上昇させる必要がないため，電力変換効率が改善できることを明らかにした。以上の結果より，交流－交流直接変換器によるバッテリ充電回路の小型化と高効率化の基本方針を確立した。

In the subject of this study, two direct-line AC-AC direct generators are connected in reverse to the direct connection of the AC-AC direct generator in this study, and the characteristics of the power control system are tested. It is necessary to make a proposal to regulate the regulation of the law, and to communicate with each other because of the causes of low-capacity power, low-capacity, low-temperature, low It is necessary to reduce the temperature of the large-scale resonant current source because of the failure of the power source, and the operation of the direct generator AC-AC direct generator. Low temperature, low temperature With the combination of power supply and power supply, the high power rate of power supply and power flow control the control range of power supply and power supply to improve the accuracy of confirmation. When the load is low, the frequency of the cycle is very high, and the frequency of the power cycle is very low. In the second place, the current system is in the middle of the current phase. The input phase of the power source, the power supply, the power, the power. The basic wave rate of power source current is much lower than that of low power source current, and the high wave components of power source current are very high. The battery control range is improved and the power supply rate is more than 99% when the operation time is over 99%. At the end of the day, it is necessary to improve the performance of the electric power supply system, and to improve the performance of the electricity. at the end of the day, in the end, it is necessary to improve the operating rate of the electric. in the end, it is necessary to improve the performance of the electronics. at the end of the day, in the end, there is a need to improve the operation of the electric power supply on the electric power supply. As a result of the above results, the AC-AC direct device is designed to ensure that the circuit is miniaturized and highly efficient.

项目成果

直接変換を用いた絶縁形単相交流－直流変換器の定電圧出力の検討

直接变换隔离单相AC-DC变换器恒压输出的研究

• 发表时间: 2017
• 作者: M. Hada;D. Yamaguchi;T. Ishikawa;T. Sawa;K. Tsuruta;K. Ishikawa;S. Koshihara;Y. Hayashi;T. Kato;米田昇平，藤田英明
• 通讯作者: 米田昇平，藤田英明

Load Voltage Regulation Method for an Isolated AC-DC Converter with Power Decoupling Operation

• DOI: 10.23919/ipec.2018.8506667
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: 2018 International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia)
• 作者: Shohei Komeda;H. Fujita

A Power Decoupling Control Method for an Isolated Single-Phase AC-to-DC Converter Based on a Hign-Frequency Cycloconverter

一种基于高频环路变换器的隔离式单相交直流变换器功率解耦控制方法

• DOI: 10.1541/ieejias.138.352
• 发表时间: 2018
• 期刊: IEEJ Transactions on Industry Applications
• 作者: 國領佳樹;田村正資;米田昇平，藤田英明
• 通讯作者: 米田昇平，藤田英明

A Power Decoupling Control Method for an Isolated Single-Phase AC-to-DC Converter Based on High-Frequency Cycloconverter Topology

基于高频环路变换器拓扑的隔离式单相交直流变换器功率解耦控制方法

• 发表时间: 2017
• 作者: S. Komeda;H. Fujita
• 通讯作者: H. Fujita