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Output Power Control of Unidirectional Isolated AC-DC Converter for High-Power and Medium-Voltage Applications

适用于高功率和中压应用的单向隔离式 AC-DC 转换器的输出功率控制

基本信息

批准号：
22KJ1623
负责人：
武道宏平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脱炭素社会実現に向けて，世界的に電気自動車(EV)が普及している。EVにおいては，充電時間をガソリン車の給油と同程度とするために高出力急速充電器が社会に求められている。高出力急速充電器には，大電力の小型高効率絶縁型AC-DCコンバータの開発が必要となる。本研究では，大電力の小型高効率絶縁型AC-DCコンバータとして，高電圧電源からEVのバッテリへ電力送電できる大電力・高電圧用単方向絶縁型AC-DCコンバータを提案する。提案回路は，一次側は高耐圧電力変換器のMMxC(Modular Matrix Converter)，二次側はキャパシタをダイオードに並列接続したダイオード整流回路でそれぞれ構成される。本研究では，提案回路の電力制御法を理論と実験により確立する。電力制御法は，送電電力を調整する制御であり，急速充電器に必要な機能である。本年度は，提案回路の出力電力制御法を理論，シミュレーション，実験により確立した。出力電力制御法として，高周波電圧周波数変化による方法と高周波電圧実効値変化による方法の2種類が考えられる。高周波電圧実効値変化による方法は，高周波電圧において，波高値を小さくする方法と零電圧区間を発生する方法の2種類がある。高周波電周波数変化による方法においては，理論導出，シミュレーション，実験まで実施し，基本特性を明らかにした。高周波電圧実効値変化による方法の2種類の制御法では，それぞれの方法において，理論導出，シミュレーション，実験を実施し，国際会議で発表した。

With the advent of a decarbonized society, electric vehicles (EVs) are becoming more popular around the world. EV charging time is low, and the vehicle's fuel supply is low. For high output rapid charger, it is necessary to develop small high efficiency AC DC converter with large power. This study proposes a compact, high-efficiency, high-voltage AC DC converter for high-power applications, and a single-direction AC converter for high-voltage applications. The proposed circuit is composed of MMxC(Modular Matrix Converter) of high voltage power converter on the primary side and parallel rectifier circuit on the secondary side. This study proposes a theoretical and practical approach to the control of power loops. The power control law stipulates that the transmitted power can be adjusted and controlled, and the rapid charger has necessary functions. This year, the proposed loop power control law theory, the system, the implementation of the establishment Power control method, high-frequency voltage frequency conversion method, high-frequency voltage conversion method and two types of methods are considered. There are two kinds of methods for generating high frequency voltage, high frequency voltage and zero voltage. The method of high frequency conversion is theoretically derived, and the basic characteristics are explained. Two kinds of control methods for high frequency voltage conversion are proposed, including theoretical derivation, practical implementation and international conference.