SiCを用いた電力変換器を複数台設置した伝導性ノイズ重畳・干渉シミュレーション

使用多个使用 SiC 的电源转换器进行传导噪声叠加/干扰仿真

• 批准号: 22K04043
• 负责人: 北川 亘
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04043/
• 关键词: 伝導ノイズ; モデリング; 電力変換器; シミュレーション; EMI

本研究課題における2022年度の実績として，以下，3点に関する研究結果が得られた。1，GAを用いた重畳ノイズのシミュレーション2，GPを用いたシミュレーション手法の提案3，電圧評価法に基づいたシミュレーション手法1については，ノイズの重畳を考慮したシミュレーションモデリングおよびGAを用いたシミュレーションの簡易化・高精度化について研究を行った。従来手法では手作業でR,L,Cのパラメータを漏れ電流のFFT解析より複数の共振点から電流の重ね合わせを行い，複雑な減衰振動を模擬していたが，提案手法では，GA（遺伝的アルゴリズム）を用いることにより，R,L,Cのパラメータを決定できる。これにより，従来の手作業では電流波形の測定値とモデル誤差の二乗和が6.5538であったものが，提案手法を用いると3.4414まで減少し，設計者のセンスや経験則に依存することなく設計が可能となった。2ついては，GP（遺伝的アルゴリズム(GA)の発展であり，モデルを配列ではなく木構造で表現することで設計対象の形状のみならず，オブジェクトそのものの交換といったようなモデルの構造を大きく変化させる操作が可能）を用いて，回路表現の自由度を高め1と同様の成果を得られることが可能となった。3については，これまで入力側と出力側の電力線に流れる漏れ電流の振幅スペクトルで評価する電流評価法で評価していたものを，スペクトラムアナライザを用いてLISNにかかる電圧を雑音端子電圧に換算して評価する電圧評価法にて，同様の結果が得られるかを確認した。これより，シミュレーション結果から，それぞれのピーク周波数においてノイズレベルの誤差が10 dB以内に収まっており，スイッチング周波数の逓倍ノイズをシミュレーションすることが可能となり高精度なモデリングを実現した。

The <s:1> actual achievements of this research project in における2022 are と て て. Below, the three points に related to the する research results が obtain られた. 1, GA を い た heavy 畳 ノ イ ズ の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 2, GP を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の proposal 3, electric 圧 に review 価 method base づ い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン technique 1 に つ い て は, ノ イ ズ の heavy 畳 を consider し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ リ ン グ お よ び GA を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の facilitation, high precision turn に つ い を line っ て research た. 従 to technique で は hand homework で R, L, C の パ ラ メ ー タ を れ leakage current の FFT analytical よ り plural の resonance point か ら の heavy current ね close わ せ を い, complex 雑 な を damping vibration simulation し て い た が, proposal gimmick で は, GA (but 伝 ア ル ゴ リ ズ ム) を with い る こ と に よ り, R, L, C の パ ラ メ ー タ を decided で き る. こ れ に よ り 従 to の hand homework で の は current waveform on determination of numerical と モ デ の ル error squares and が 6.5538 で あ っ た も の が, proposal gimmick を with い る と 3.4414 ま で reduce し, designers の セ ン ス や 経 験 is に dependent す る こ と な く design が may と な っ た. 2 つ い て は, GP (but 伝 ア ル ゴ リ ズ ム (GA) の 発 exhibition で あ り, モ デ ル を match column で は な く wooden structure performance で す る こ と で shape design like の seaborne の み な ら ず, オ ブ ジ ェ ク ト そ の も の の exchange と い っ た よ う な モ デ ル の tectonic を big き く variations change さ せ る が operation may) を with い て, The circuit shows a <s:1> degree of freedom を with a high め1と. The same <s:1> result を られる とが とが とが is possible となった. 3 に つ い て は, こ れ ま で into force side と output side の powerline に flow れ の る れ leakage current amplitude ス ペ ク ト ル で review 価 す る current assessment method of 価 で assessment 価 し て い た も の を, ス ペ ク ト ラ ム ア ナ ラ イ ザ を with い て LISN に か か る electric 圧 を 雑 sound terminal electric 圧 に conversion し て review 価 す る electric 圧 review 価 method に て, The same <s:1> result が gives られる た を を confirms た た. こ れ よ り, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results か ら, そ れ ぞ れ の ピ ー ク cycle for に お い て ノ イ ズ レ ベ ル が の error within 10 dB に 収 ま っ て お り, ス イ ッ チ ン グ cycle for の 逓 times ノ イ ズ を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン す る こ と が may と な り high-precision な モ デ リ ン グ を be presently し た.

项目成果

電力変換装置の伝導ノイズによるPLCへの影響及びモデリング

电力变换设备传导噪声对PLC的影响及建模

• 发表时间: 2022
• 作者: Kohei Nozaki;Teruhisa Kumano;野崎航平・熊野照久;小嶋 直樹，服部 貴斗，北川 亘，竹下 隆晴
• 通讯作者: 小嶋 直樹，服部 貴斗，北川 亘，竹下 隆晴

Modeling method for conducted noise flowing in power lines of DC / DC converter

DC/DC转换器电源线中传导噪声的建模方法

• 发表时间: 2022
• 作者: HATTORI Takato;KITAGAWA Wataru;TAKESHITA Takaharu
• 通讯作者: TAKESHITA Takaharu

SiC デバイスを用いた AC/DC コンバータにおける伝導性ノイズモデリングの高精度化に関する一考察

使用 SiC 器件提高 AC/DC 转换器传导噪声建模精度的研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Kuwana Kazuki;Mitani Kohei;Kitagawa Wataru;Takeshita Takaharu;桑名一輝，北川亘，竹下隆晴
• 通讯作者: 桑名一輝，北川亘，竹下隆晴

DC/DCコンバータにおけるリンギング波形のモデリング及びスイッチング周波数のノイズシミュレーション

DC/DC 转换器中的振铃波形建模和开关频率噪声仿真

• 发表时间: 2022
• 作者: Kohei Nozaki;Teruhisa Kumano;野崎航平・熊野照久;小嶋 直樹，服部 貴斗，北川 亘，竹下 隆晴;奥井 俊平，北川 亘，竹下 隆晴;服部 貴斗，北川 亘，竹下 隆晴
• 通讯作者: 服部 貴斗，北川 亘，竹下 隆晴

Modeling Method for Bidirectional Conducted Noise Simulation of DC-DC Converter

DC-DC转换器双向传导噪声仿真建模方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Takato Hattori;Wataru Kitagawa;Takaharu Takeshita
• 通讯作者: Takaharu Takeshita