2014 Fiscal Year Annual Research Report
マトリックスコンバータ技術によるワイヤレス給電用電源の革新
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24360106
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
伊東 淳一 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90377218)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / 半導体電力変換 / 高周波電源 / 磁気共鳴現象 / 充電器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電気自動車の普及拡大を目的とし，いつでも，どこでも。だれにでも，電気自動車を充電できる充電器を開発する。現在の充電器には下記の問題がある。(1)ケーブルが重く女性や高齢者にとってプラグの装着が難しい。(2)雨の日は感電の危険が高まる。(3)家庭で充電する際の充電忘れ。これらの問題を解決する有力な手段として，電力線を用いずに電力を伝送するワイヤレス給電技術がある。ワイヤレス給電にはいくつかの方法があるが，ここでは伝送距離が自動車の充電に適する磁気共鳴を用いる。磁気共鳴技術は高周波を利用するため，高効率で小型，安価な高周波電源を開発しなくてはならない。そこで，本研究では交流から直接所望の交流電力に変換できるマトリックスコンバータ技術を適用し，小型・高効率化・低コスト化を実現する。
今年度は，数百ｋHz先期に試作した三相入力のMHz級のプロト機について効率，損失分析評価を行い，問題を週出した。具体的には，誤差積算型（ΣΔ型）のパルス密度変調(PDM)を用いたマトリックスコンバータを開発し，実験により，従来方式に比べ，損失を約1/2にできる個をと実証し，その有効性を示した。さらに，位相シフトを用いた周波数逓倍回路に共振形スイッチングを導入し，MHz以上で動作させてもでもスイッチング損室を低減できる方法を考案した。
また，さらに高効率でMHz級以上のスイッチを実現するためにGaNやSiCを駆動する駆動する回路を開発した。電流形回路を駆動回路に適用よることにより，従来の電圧形回路にくらべ，損失を1/2以下できることを確認した。また，大容量化に欠かせない厚銅プリント板による実装技術について，主回路レイアウトのための設計指針を示し，その有効性を確認した。またこれらの成果を電気学会およびアメリカ電気学会(IEEE)の国際会議や学術雑誌で発表した。
以上により，13MHzでkW級の充電器の実現させる要素技術が開発できた。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
