2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10450106
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| Research Institution | KYUSYU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
二宮 保 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (10037939)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小浜 輝彦 福岡大学, 工学部, 講師 (00225476)
庄山 正仁 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (40187513)
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| Keywords | クリーンエネルギーシステム / 太陽電池 / 電気二重層コンデンサ / MOSFET / スイッチング電源 / DC-DCコンバータ / 定電流出力コンバータ / 高効率・低ノイズ |
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| Research Abstract |
本研究では、太陽電池と電気二重層コンデンサーを組み合わせた高信頼度で長寿命なクリーンエネルギーシステムの構築を対象に、電気二重層コンデンサの充放電方式の開発、及びその際にエネルギー変換を行う高周波スイッチング電源の性能向上を目的としている。
一昨年度および昨年度は、電気二重層コンデンサの特性を揃えて、並列モニタ無しで直列接続することを想定し、その際に必要となる電気二重層コンデンサの特性計測システムを開発した。ここで、評価特性値として電気二重層コンデンサの等価直列抵抗(ESR)を選び、その計測方法として充放電時のESRにおける損失による温度上昇を放射温度計を用いて非接触状態で測定し、それよりESRを推定する手法を提案し、実験的に有用性を確認した。次いで、太陽電池、電気二重層コンデンサおよび負荷を結合する際に必要となる充放電装置として用いる高周波スイッチング電源の性能向上を図った。具体的には、スイッチング電源の高効率、低ノイズ性を目的として、ソフトスイッチング動作を行う共振形コンバータを対象に、スイッチング周波数を固定にしたPWM制御方法、低電圧出力用の同期整流方式等を取り込み、性能向上効果を確認した。
本年度は最終年度として、太陽電池を入力電源とし、電気二重層コンデンサの充放電回路として双方向フライバックコンバータを想定したクリーンエネルギーシステムを構築し、その制御性能を検討した。特に、太陽電池の最大出力と負荷電力との比較を行い、双方向DC-DCコンバータによる充放電切替制御を行うためにワンチップマイコンを採用した。その結果、太陽電池の出力変動に対して、双方向コンバータの切替が極めて良好に制御され、本クリーンエネルギーシステムの有効性を確認することができた。
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[Publications] T.Kohama,T.Ninomiya,M.Shoyama,R.Tymerski: "Analysis of Abnormal Phenomena Caused by Synchronous Rectifiers in a Paralleled Converter System"IEEE Transactions on Power Electronics. Vol.15, No4. 274-279 (2000)
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[Publications] T.Kohama,T.Nimomiya: "Method of Eliminating Abnormal Phenomena Observed in Low-Voltage Output Paralleled Converter Systems"Proceedings of 3rd International Power Electronics and Motion Control Conference. 00EX435. 89-94 (2000)
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[Publications] 田中哲郎,二宮保,吉田宏: "ランダム・スイッチング方式DC-DCコンバータの低周波出力雑音について"電子情報通信学会論文誌. 第J83-B巻第9号. 1335-1341 (2000)
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[Publications] T.Ninomiya,C.F.Jin,M.Shoyama,T.Ohmae: "Line-Harmonics Reduction Techniques for Consumer Eclectronics and Low-Power Electronics and Low-Power Electronic Equipment"Proeedings of 2000 IEEE International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation. 766-770 (2000)
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[Publications] 金春峰,二宮保,庄山正仁,中川伸: "新しい一段方式AC-DCコンバータによる入力電流高調波及び出力電圧リプルの低減について"電子情報通信学会論文誌. 第J83-B巻第11号. 1513-1519 (2000)
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[Publications] 李戈,二宮保,庄山正仁,井上徳成: "アクティブクランプ方式DC-DCコンバータのコモンモードノイズ低減法"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.100, No.545. 9-15 (2001)
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[Publications] 山嶋雅之,小浜輝彦,二宮保: "ワンチップマイコンを搭載したアクティグクランプ方式双方向フライバックコンバータの充放電切替制御について"電子情報通信学会電子通信エネルギー技術研究会. (2001)
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[Publications] 小浜輝彦,山嶋雅之,二宮保: "アクティブクランプ方式双方向フライバックコンバータを用いた電気二重層コンデンサの充放電制御に関する一考察"平成13年電気学会全国大会. (2001-03発表予定). (2001)
