Development of High Efficiency Bidirectional DC-DC Converter with 10 Times or More Input/Output Voltage Ratio

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04322
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Saotome Hideo 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50261938)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: DC-DCコンバータ / 双方向 / フェライト / 動的磁気損失

Outline of Final Research Achievements

Deciding specifications, circuit designing using a simulator, manufacturing trial circuits were carried out for the proposed bidirectional DC-DC converters in the protocol. Considering the DC distribution system and batteries, the input/output voltages were set to DC100V and DC10V. A novel algorithm was worked out for designing the circuits to satisfy the specifications and avoid the magnetic saturation in the applied core.

Free Research Field

磁気応用工学，パワーエレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は，直流電力システムの中核となるDC-DC電力変換装置開発技術の発展に寄与し，直流電力システムのさらなる普及効果，高効率電力変換を実現したエネルギー・マネージメント及び新しい電力変換装置の製品化による産業界への経済的効果をもたらすことが期待できる。また，本研究の成果は，電力変換装置における高周波電力用磁気デバイスの新たな設計指針を構築する材料となり，パワーエレクトロニクス技術における磁気デバイス解析・設計の精度向上をもたらす。
LLC共振現象を適用したDC-DCコンバータの双方向化の際，回路上の枝抵抗値の把握が極めて重要な要因であることを明らかにした点など，産業上の意義は大きい。