Development of High-Frequency ZVS Converters with Load-Independent CC/CV Switching for Next-Generation Battery Charging

• Project/Area Number: 25K01231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 魏 秀欽 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80632009)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関屋 大雄 千葉大学, 大学院情報学研究院, 教授 (20334203)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2026: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2025: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
• Keywords: 負荷非依存技術 / 小型 / 高効率 / バッテリー充電システム / CC/CV

Outline of Research at the Start

本研究では、GaNパワーデバイスの高周波駆動特性を活かし、次世代バッテリー向けに制御不要でZVSと定格出力を同時に実現する負荷非依存技術を応用し、CC/CVモードを同一回路で切り替え可能な充電回路を開発する。27.12 MHzという超高周波動作により、従来と比べて体積50%削減を目指すと同時に、制御回路不要によるコスト低減も実現する。さらに、複数バッテリーを同時に異なるモードで充電可能な多充電システムへの応用も視野に入れ、電気自動車やIoT機器への展開を通じて、エネルギー効率と環境負荷低減に貢献する。