relization of 99.9% efficiency power convertor

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H01255
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 河村 篤男 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80186139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小原 秀嶺 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (50772787) ; 藤本 康孝 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313475) ; 下野 誠通 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90513292)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 効率 / インバータ / 電力変換 / 省エネ

Outline of Annual Research Achievements

平成29年4月から5月において、初年度の目標である、変換効率99.9％級の単相インバータの実現のための【A-1】理論解析、【A-2】実現手法（回路、制御手法）、【A-3】試作一号機の設計製作、【A-4】高効率測定系の構築、さらに、【B-1】３相インバータ実現のための準備開始、の各課題に対して以下のように検討を行い、一定の成果が得られた。
【A-1】理論解析に関しては、各種デバイスの導通抵抗とスイッチング損失を理論式として仮定し、提案しているトポロジーに基づき、2段、3段のチョッパでの理論効率式を導き、エクセルで数値計算した。その結果、99.9％を実現するために必要なオン抵抗、スイッチング損失、インダクタ抵抗、キャパシタの等価直列抵抗などが求まった。また、チョッパの段数に応じて最適な直流電圧を求める理論式を導出し最適化した。その結果、電力密度を考慮しなければ、既存の部品を用いても、効率99.9％が実現可能であることが示せた。また、この理論計算から、スイッチングデバイスへの高効率化のための要求仕様が求まった。【A-2】実現手法（回路、制御手法）に関しては、回路シミュレーションソフト(PSIM)を用いてデッドビート制御を行い、幅広い負荷変動範囲において正弦波出力が実現できることが示せた。【A-3】試作一号機の設計製作に関しては、設計を開始し、また、【A-4】高効率測定系の構築に関しては、検討を行い、引き続き遂行する基盤Ｓでの備品購入計画を立案した。さらに、【B-1】３相インバータ実現のための準備開始に関しては、アイデア段階の検討を実施した。
以上のように、短い研究期間であったが、基盤Ｓへ向けて成果が出たので、これを出発点として、基盤Ｓの課題に向けて研究を遂行していく。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。