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モバイル機器のためのスイッチトキャパシタ電源回路のIC化

Research Project

Project/Area Number 14750222
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 電力工学・電気機器工学
Research InstitutionKumamoto National College of Technology

Principal Investigator

江口 啓  独立行政法人国立高等専門学校機構熊本電波工業高等専門学校, 電子工学科, 助教授 (00321521)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2003: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
KeywordsDC-DC電源回路 / スイッチトキャパシタ技術 / コイルレス / ノイズ拡散 / モバイル機器用電源 / アナログ回路 / 電源回路 / DC-DC変換器 / 離散時間回路
Research Abstract

今年度の研究において,昨年度レイアウト設計を行ったディクソン型DC-DCコンバータのICチップ化とそれを応用したDC-ACインバータを提案した。提案のディクソン型DC-DCコンバータは、オンセミコンダクタ社の1.2μmCMOSプロセスを用いて2.3mm角ICチップ上に実現した。今回は回路の動作試験を行うことを目的に、3倍の昇圧変換を実現するディクソン型DC-DCコンバータをICチップ上に集積化した。提案のディクソン型DC-DCコンバータについては、東京大学大規模集積システム設計教育センター(VDEC)においてICチップを試作し、提案回路がCMOSプロセスを用いて実現できることを明らかにした。さらに、磁性部品を用いないDC-DC電圧変換回路の応用として、DC-AC変換を行うインバータを設計した。提案のDC-ACインバータは、ディクソン型DC-DC変換回路に、その接点電圧を時分割で抽出する付加回路を取り付けることによって実現されており、DC電圧のみならずAC電圧も供給可能である。また、従来のスイッチトキャパシタ(SC)技術を用いたリング型DC-ACインバータに較べ、回路中のパワースイッチの数を70%までに減少させることができる。これにより、提案回路は電源回路の実現において問題になる発熱の影響や、回路規模の問題を軽減することができる。提案のDC-ACインバータについては,SPICEを用いた回路シミュレーションにより,その特性を明らかにした。シミュレーションの結果,提案回路は入力電圧24Vを出力100V、50Hzの交流電圧に変換できることを明らかにした。また、提案回路は最大80%以上の電力変換効率を実現可能であることをシミュレーションにより確認した。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (6 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Design of a charge-average type SC DC-DC converter for cellular phones2005

    • Author(s)
      江口 啓
    • Journal Title

      Transactions of IEE of Japan 125-C

      Pages: 37-42

    • NAID

      10014100274

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Switched-Capacitor DC-DC Converter with Various Stepped-Down Outputs2004

    • Author(s)
      江口 啓
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE TENCON2004 Vol.D

      Pages: 37-40

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] An IC Chip of a Dickson-Type DC-DC Converter with Bootstrapped Gate Transfer Switches2004

    • Author(s)
      江口 啓
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE TENCON2004 Vol.D

      Pages: 77-80

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A DC-AC Inverter Using Switched-Capacitor Techniques2004

    • Author(s)
      江口 啓
    • Journal Title

      Proceedings of the International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      Pages: 435-438

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Design of a Dickson-type power converter with bootstrapped gate transfer switches2004

    • Author(s)
      江口 啓
    • Journal Title

      Transactions of IEE of Japan 124-C

      Pages: 1374-1377

    • NAID

      10013268159

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Design of a switched-capacitor DC-DC converter with various output2004

    • Author(s)
      江口 啓
    • Journal Title

      Transactions of IEE of Japan 124-C

      Pages: 1046-1047

    • NAID

      10012703848

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 江口 啓: "Design of a ring-type SC DC-DC converter with bootstrapped gate transfer switches"Transactions of IEE of Japan. 123-C. 1700-1705 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 江口 啓: "A Dickson-type power converter with bootstrapped gate transfer switches"Proceedings of the 25^<th> International Telecommunications Energy Conference. 623-626 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 江口 啓: "A synthesis of a random-switching controller using chaos generators"Proceedings of the 25^<th> International Technical Conference on Circuits/Systems, Computer and Communications. Vol.2. 844-847 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 江口 啓: "A switched-capacitor DC-AC converter using PAM method"Proceedings of the 25^<th> International Technical Conference on Circuits/Systems, Computer and Communications. Vol.2. 1374-1377 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 江口 啓: "An IC chip of a cell-network type SC DC-DC converter with large current output"Proceedings of the International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications. Vol.3. 2000-2003 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 江口 啓: "A ring-type SC DC-DC converter with bootstrapped gate transfer switches"Proceedings of the International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 191-194 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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