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スイッチング電源における入力電流高調波低減に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12650286
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電気機器工学
研究機関長崎大学

研究代表者

松尾 博文  長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 教授 (50101382)

研究分担者 青池 南城  サンケン電気株式会社, 半導体本部技術統括部, 技師長
石塚 洋一  長崎大学, 工学部, 助手 (50284708)
黒川 不二雄  長崎大学, 工学部, 助教授 (20140808)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード高調波電流 / 3巻線リアクトル / ソフトスイッチング / 高効率 / TV受像機 / アクティブフィルタ / 電子安定器
研究概要

近年,電子機器や電気機器の電源としてスイッチング方式のインバータやコンバータが普及し,これに伴い,それらで発生する入力電流の高調波による障害が問題となっている。このため,IEC(国際電気基準会議)や通産省は電子機器や電気機器の機種ごとに高調波電流に関してのガイドラインを提示し,対策を求めている。
まず,パーソナルコンピュータ等の電子情報通信機器やテレビジョン受像機の電源に適用されるクラスDを満足するためのいくつかの回路方式を提案し,回路の動作特性について,実験的,理論的解析を行った。その中の一つの回路方式は三巻線リアクトルを持つソフトスイッチング方式のAC-DCコンバータであり,この回路の設計理論を確立した。電力効率は非常に高く,定格電力において93%を達成した。また,他の一つの回路方式はリンギングチョークコンバータを基本とした回路であり,チョークコイルとダイオードを追加した簡単な回路構成により,入力電流の高調波抑制に成功している。0.95の高力率が得られている。さらに3相方式についても検討した。
次に,入力電流高調波の規制が最も厳しい照明用電子安定器の新しい回路方式に関する研究を行った。この場合は,クラスCが適用され,入力電流波形はほぼ正弦波状であることが求められる。ハーフブリッジ形回路の2つの大容量キャパシタの一つを極端に小さなキャパシタに置き換え,これにより入力電流の高調波を低減することに成功した。入力電流に着目した回路解析を行い,理論的にも,入力電流の高調波成分が抑制できることを明らかにした。又,ディジタル制御についても検討し,良好な結果が得られた。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (50件)

  • [文献書誌] H.Matsuo: "Partially Resonant Active Filter Using the Digital PWM Control Circuit with the DSP"Proc. of IEEE International Telecommunications Energy Special Conference. 307-311 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo: "Analysis of the novel soft-switching buck-boost type ac-dc converter using magnetic coupling"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 1239-1246 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松尾 博文: "磁気結合を利用した高力率ソフトスイッチング昇降圧形AC-DCコンバータの解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1081-1087 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松尾 博文: "3巻線リアクトルを用いた高力率昇降圧形AC-DCコンバータの動作特性と検討"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1495-1504 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 落合 政司: "アクティブフィルタ機能を備えたリンギングチョークコンバータ"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1520-1527 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 清水 恵一: "変形ハーフブリッジ形インバータ回路における入力電流の解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1538-1544 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 落合 政司: "異種の電気及び電子機器を併用したときの高調波電流について"電子情報通信学会論文誌B. J84-B. 818-820 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shimizu: "Input Current Analysis of the Modified Half Bridge Inverter as Electronic Ballast for Fluorescent Lamps"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 683-687 (2001)

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  • [文献書誌] M.Ochiai: "An AC/DC Converter with High Power Factor"Proc. of the Australasian Universities Power Engineering Conference. 251-256 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo: "Analysis of Dynamic Characteristics for the Partially Resonant Active Filter with DSP"Proc. of IEEE International telecommunications Energy Conference. 81-88 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo: "A Digitally Controlled Three-Phase Active Filter with a Partially Resonant Circuit"Proc. of the Power Conversion Conference. 806-809 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo: "Steady-State and Dynamic Characteristics of the Class-D Power Factor Correction Converter Using Magnetic Coupling"Proc. of the Power Conversion Conference. 31-33 (2002)

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  • [文献書誌] 落合 政司: "高力率電流共振形コンバータ"電子情報通信学会論文誌B. J85-B. 1652-1660 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Watanabe: "A High Efficiency and High Power Factor Rectifier Using the BHB Type AC-DC Converter with the Transformer of Asymmetrical Secondary Windings"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 1636-1641 (2002)

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  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Analysis of the Soft-Switching Buck-Boost Type AC-DC Converter with High Power Factor Using Magnetic Couplings"Trans. Of IEICE of Japan, Vol.J83-B, No.7, July. 1081-1087 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Performance Characteristics and Design of the Buck-Boost Type AC-DC Converter with High Power Factor Using a Three-Winding Reactor"Trans. Of IEICE of Japan, Vol.J83-B, No.11, Nov.. 1495-1504 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ochiai, H.Matsuo: "Ringing Choke Converter with the Function as an Active Filter"Trans. Of IEICE of Japan, Vol.J83-B, No.11, Nov.. 1520-1527 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shimizu, H.Matsuo: "Analysis of the Input Current in the Modified Half-Bridge Inverter"Trans. Of IEICE of Japan, Vol.J83-B, No.11, Nov.. 1538-1544 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ochiai, H.Matsuo: "Mains Harmonic Currents under the Condition When Different Kinds of Electronic Equipment are Simultaneously Used"Trans. Of IEICE of Japan, Vol.J84-B, No.4, April. 818-820 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ochiai, H.Matsuo: "High Power Factor Current Resonant Type Converter"Trans. Of IEICE of Japan, Vol.J85-B, No.9, Sept.. 1652-1660 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Partially Resonant Active Filter Using the Digital PWM Control Circuit with the DSP"Proc. Of IEEE TELESCON, Vol.1, May. 307-11 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Analysis of the Novel Soft-Switching Buck-Boost Type AC-DC Converter Using Magnetic Coupling"IEEE PESC Record, Vol.3, June. 1239-1246 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Shimizu, H.Matsuo: "Input Current Analysis of the Modified Half-Bridge Inverter as Electronic Ballast for Fluorescent Lamps"IEEE PESC Record, Vol.2, June. 683-687 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ochiai, H.Matsuo: "An AC/DC Converter with High Power Factor"Proc. AUPEC, Sept. 251-256 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Analysis of Dynamic Characteristics for the Partially Resonant Active Filter with the DSP"Proc. IEEE INTELEC, Oct. 81-88 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Steady-State and Dynamic Characteristics of the Class-D Power Factor Correction Converter Using Magnetic Coupling"Proc. IEEJ PCC, Vol.1, April. 31-33 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "A Digitally Controlled Three-Phase Active Filter with a Partially Resonant Circuit"Proc. IEEJ PCC, Vol.3, April. 806-809 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Watanabe, H.Matsuo: "A High Efficiency and High Power Factor Rectifier Using the BHB Type AC-DC Converter with the Transformer of Asymmetrical Secondary Windings"IEEE PESC Record, Vol.1, June. 1636-1641 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsuo: "Analysis of the novel soft-switching buck-boost type ac-dc converter using magnetic coupling"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 1239-1246 (2000)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾 博文: "磁器結合を利用した高力率ソフトスイッチング昇降圧形AC-DCコンバータの解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1081-1087 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾 博文: "3巻線リアクトルを用いた高力率昇降圧形AC-DCコンバータの動作特性と検"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1495-1504 (2000)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 落合 政司: "アクティブフィルタ機能を備えたリンギングチョークコンバータ"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1520-1527 (2000)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 清水 恵一: "変形ハーフブリッジ型インバータ回路における入力電流の解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1538-1544 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shimizu: "Input Current Analysis of the Modified Half Bridge Inverter as Electronic Ballast for Fluorescent Lamps"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 683-687 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsuo: "Analysis of Dynamic Characteristics for the Partially Resonant Active Filter with DSP"Proc. of IEEE International Telecommunications Energy Conference. 81-88 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 落合 政司: "高力率電流共振形コンバータ"電子情報通信学会論文誌B. J85-B. 1652-1660 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsuo: "Steady-State and Dynamic Characteristics of the Class-D Power Factor Correction Converter Using Magnetic Coupling"Proc. of the Power Conversion Conference. 31-33 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Watanabe: "A High Efficiency and High Power Factor Rectifier Using the BHB Type AC-DC Converter with the Transformer of Asymmetrical Secondary Windings"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 1636-1641 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsuo et al.: "Analysis of the novel soft-switching buck-boost type ac-dc converter using magnetic coupling"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 1239-1246 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾 博文他: "磁気結合を利用した高力率ソフトスイッチング昇降圧形AC-DCコンバータの解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1081-1087 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾 博文他: "3巻線リアクトルを用いた高力率昇降圧形AC-DCコンバータの動作特性と検討"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1495-1504 (2000)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 落合 正司, 松尾 博文: "アクティブフィルタ機能を備えたリンギングチョークコンバータ"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1520-1527 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 清水 恵一, 松尾 博文: "変形ハーフブリッジ形インバータ回路における入力電流の解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1538-1544 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Shimizu, H.Matsuo: "Input Current Analysis of the Modified Hall Bridge Inverter as Electronic Ballast for Fluorescent Lamps"IEEE Power Electronics Specialists Conferece Record. 683-687 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsuo et al.: "Analysis of Dynamic Characteristics for the Partially Resonant Active Filter with DSP"Proc.of IEEE International Telecommunications Energy Conferece. 81-88 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsuo et al: "Analysis of the novel soft-switching buck-boost type ac-dc converter using magnetic coupling"IEEE Power Electronics Specialists Conference Record. 1239-1246 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾博文 他: "磁気結合を利用した高力率ソフトスイッチング昇降圧形AC-DCコンバータの解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1081-1087 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 松尾博文 他: "3巻線リアクトルを用いた高力率昇降圧形AC-DCコンバータの動作特性と検討"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1495-1504 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 落合政司,松尾博文: "アクティブフィルタ機能を備えたリンギングチョークコンバータ"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1520-1527 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 清水恵一,松尾博文: "変形ハーフブリッジ形インバータ回路における入力電流の解析"電子情報通信学会論文誌B. J83-B. 1538-1544 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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