| Project/Area Number |
22K14235
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Hata Katsuhiro 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70837294)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | DC-DCコンバータ / ハイブリッドDC-DCコンバータ / 電源回路 / インダクタ電流低減 / ソフトスイッチング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は出力インダクタ電流を低減できる「インダイレクト型ハイブリッド回路」の利点に着目し，同回路の絶縁側DC-DCコンバータの二次側同期整流回路への応用可否を検討する。また，電源回路全体を小型・高効率化するための素子選定と回路設計に関する理論構築と実機実証に取り組む。
特に，①定常特性の理論解析とモデル化，②小型・高効率化を実現するための素子選定と回路設計，③負荷変動等を考慮したソフトスイッチング成立条件の明確化，の3つのテーマを実施し，インダイレクト型ハイブリッド回路を絶縁型DC-DCコンバータに応用できることを明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study focuses on developing a theoretical framework and practical demonstration of applying a dual-path hybrid topology to the secondary-side synchronous rectifier in an isolated DC-DC converter. The aim is to significantly reduce losses in the output inductor, thereby achieving a more compact and efficient power supply circuit. Specifically, the research addressed three key topics: 1) theoretical analysis and modeling of steady-state characteristics, 2) component selection and circuit design to achieve small size and high efficiency, and 3) clarification of soft switching conditions considering load variations. By integrating the outcomes, the study established a theoretical framework for a synchronous rectified isolated DC-DC converter incorporating a dual-path hybrid topology and demonstrated its effectiveness.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では，インダイレクト型ハイブリッド回路を絶縁型DC-DCコンバータの二次側同期整流回路に応用するための具体的な回路構成を示し，理論解析に基づく素子選定と回路設計に関する手法を体系的にまとめた。また，インダイレクト型ハイブリッド回路の課題であったキャパシタのスパイク電流を抑制できる新たな回路トポロジーを提案し，その有効性を実証実験により明らかにしたことで，提案回路を幅広いアプリケーションに適用できる可能性を示した。このほか，実証実験を通じて実際の応用を視野に入れた知見が得られ，高性能電源回路の発展につながる成果が得られた。
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