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Noise-free power conversion with high efficiency realized by multi-level linear amplifier using unequally divided voltage supply

通过使用不等分压电源的多级线性放大器实现高效率的无噪声功率转换

基本信息

批准号：
22K04063
负责人：
船渡寛人
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Utsunomiya University
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

项目摘要

スイッチングによる高効率な電力変換と高調波の無い出力を実現することができる線形増幅回路の特徴を兼ね備えた電力変換回路としてマルチレベル線形増幅回路（Multi-Level Linear Amplifier: MLLA）が提案されている。本研究ではMLLAの一種であるダイオードクランプ線形増幅回路（Diode-Clumped Linear Amplifier: DCLA）において単相定格力行運転時に電源電圧区分を不均等とすることで効率が向上することを発見したことをベースとして、負荷変動や力率変化時、三相回路やDCLA以外の他方式への適用を検討して広い条件下におけるMLLAの高効率化を図り応用範囲拡大を目指している。本年度の実績として実施計画の項目別に説明する。【①正弦波単相における電圧配分検討】項目については、力率を0から1まで全範囲で変化させた場合の最適電源電圧区分を導出してシミュレーションで検証した。その結果、概ね力率角30度以下の場合は提案した不均等電源電圧配分を採用し、力率角が30度以上では均等電源電圧配分が最大効率となることを見出した。【②三相における検討】項目については、主に二相変調に着目してインバータとは異なる線形増幅独自の変調方法とそれに適した電源電圧配分について理論検討を進めている。【③不均等直流電源の実現】項目については検討の結果、当初予想していたフライバック型ではなく、昇降圧型にて実現可能であるとの結論が得られてシミュレーションにより検証した。予備調査対象で2年目以降実施予定の項目の内、【④FCLAにおける電圧不均等化適用検討】については電圧切替点に着目すればDCLAと同じ切替点が適用できることを発見した。

Features of Linear Amplitude Amplifier Circuit (MLLA) with High Efficiency Power Converter and High Frequency Output In this study, MLLA is a linear amplitude-increasing loop.（Diode-Clumped Linear Amplifier: When DCLA is in operation, the power supply voltage difference is unequal, the efficiency is increased, the load is changed, the application of three-phase circuit and other methods other than DCLA is discussed, and the efficiency of MLLA is increased. The results of the current year are described in detail below. [1. Sine wave single phase voltage distribution analysis] The optimal power supply voltage distribution for all cases is derived from the test results in the case of power ratio 0 to 1. The result is that when the power ratio angle is less than 30 degrees, the power ratio angle is more than 30 degrees, and the power ratio angle is more than 30 degrees. [② Three-phase adjustment] Project adjustment, main adjustment, two-phase adjustment, linear amplitude adjustment, independent adjustment method, appropriate power supply voltage distribution, theoretical analysis, progress. [③ Unequal DC power supply implementation] The project is based on the results of the investigation, the initial expectation, the possibility of voltage rise and fall, and the conclusion of the investigation. In preparation for the investigation, within the scope of the project to be determined for the first two years,[④FCLA for voltage inequality application discussion], the voltage switching point shall be selected according to the requirements of DCLA for voltage inequality switching point application.