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熱電用電力変換回路の定性的性質の解明と最大電力整合

研究課題

研究課題/領域番号 18K18126
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関岡山理科大学

研究代表者

麻原 寛之  岡山理科大学, 工学部, 准教授 (50709615)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード熱電池 / DC-DCコンバータ / 分岐現象 / 安定性解析 / 最大電力点追従制御 / クリーンエネルギー / パワーエレクトロニクス / 非線形現象
研究成果の概要

本研究は、排熱発電システムに用いられる電力変換回路の定性的性質を解明し、回路理論の発展および将来的な排熱発電システムの実用化に資する取り組みである。電源に熱電池を有するDC-DCコンバータは、電源と負荷をインピーダンスマッチングさせ、熱電池から最大電力を取り出す電力整合機能が求められる。研究実施期間内に、熱電池を有する昇圧型DC-DCコンバータの最適な回路パラメータの導出および最大電力点追従制御の実装による性能評価を行うことを主目的に取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

排熱から電気を発電する熱電池に関する研究は、古くから精力的に行われている。しかし、既存研究成果の多くは、熱電発電材料開発に関するものがほとんどである。一方、熱電池を有効利用するためには、負荷との電力整合のため、電力変換回路に接続する必要がある。したがって、熱電池を産業分野に普及させるためには、熱電池へ接続することに特化した(最適化設計された)電力変換回路を開発し、分野横断的に技術統合する必要があるといえる。本研究は、熱電池へ接続することに特化した電力変換回路の要素技術開発を通じて、得られた研究成果を回路理論の発展および産業分野へフィードバックする。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Stability Analysis Based on Monodromy Matrix for Switched Dynamical Systems2021

    • 著者名/発表者名
      H. Asahara, T. Kousaka
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA) IEICE

      巻: E12-N

    • NAID

      130008060725

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 排熱発電用電力変換回路2021

    • 著者名/発表者名
      麻原寛之,内野翔太,高坂拓司
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 65 ページ: 213-218

    • NAID

      130008129368

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifurcation Analysis in an Interrupted Dynamical System with State Dependent Input2020

    • 著者名/発表者名
      S. Uchino, Y. Maeda, T. Iida, H. Ohtagaki, T. Kousaka, H. Asahara
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 33 号: 1 ページ: 24-30

    • DOI

      10.5687/iscie.33.24

    • NAID

      130007831812

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 年月日
      2020-01-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability Analysis of State-Time-Dependent Nonlinear Hybrid Dynamical Systems2019

    • 著者名/発表者名
      H. Asahara, T. Kousaka
    • 雑誌名

      IEEJ TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING

      巻: 14 号: 2 ページ: 283-288

    • DOI

      10.1002/tee.22807

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of a Simple Model of DC_DC Converter with TEM2021

    • 著者名/発表者名
      S. Uchino, T. Kousaka, H. Asahara
    • 学会等名
      Proc. of 2021 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱電池を有するDC-DCコンバータの安定性解析とパラメータ設計2021

    • 著者名/発表者名
      内野翔太, 飯田努, 高坂拓司, 麻原寛之
    • 学会等名
      令和3年度電気学会全国大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 太陽電池を有するDC-DCコンバータにみられる分岐構造に関する一考察2021

    • 著者名/発表者名
      英慎一朗, 高坂拓司, 内野翔太, 青木諭志, 麻原寛之
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Bifurcation Phenomena in a Simple Model of DC-DC Converter with Photovoltaic Module2020

    • 著者名/発表者名
      S. Aoki, S. Hanafusa, S. Uchino, H. Ohtagaki, T. Kousaka, H. Asahara
    • 学会等名
      Proc. of 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study for MPPT Algorithm with Amplitude Optimization of Periodic Border to DC-DC Converter with Photovoltaic Module2020

    • 著者名/発表者名
      K. Shinohara, T. Kousaka, H. Ohtagaki, H. Asahara
    • 学会等名
      Proc. of 2020 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlling an Unstable Periodic Waveform Using Evolution of Perturbation in Hybrid Dynamical Systems2020

    • 著者名/発表者名
      S. Uchino, H. Asahara
    • 学会等名
      Proc. of 2020 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周期的に変動する閾値が熱電池を有するDC-DCコンバータに及ぼす安定化効果の検証2020

    • 著者名/発表者名
      内野翔太, 飯田努, 高坂拓司, 太田垣博一, 麻原寛之
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Behavior of Current-Controlled DC-DC Converter with TEM2019

    • 著者名/発表者名
      S. Uchino, T. Kousaka, H. Ohtagaki, K. Shinohara, H. Asahara
    • 学会等名
      Proc. IEEE Workshop on Nonlinear Circuit Networks
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic circuit design of high step-up ratio DC-DC converter2019

    • 著者名/発表者名
      S. Uchino, T. Yamamoto, F. Mohamad, K. Shinohara, T. Iida, T. Kousaka, H. Ohtagaki, H. Asahara
    • 学会等名
      Proc. of 16th International SoC Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fail safe DC-DC converter with thermoelectric modules2019

    • 著者名/発表者名
      H. Asahara, N. Kasa, T. Kousaka, S. Uchino, T. Fujii, T. Iida
    • 学会等名
      2019 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱電用電力変換回路のフォールトトレラント設計と回路動作検証2019

    • 著者名/発表者名
      麻原寛之,飯田努,笠展幸,太田垣博一,内野翔太,藤井貴志,高坂拓司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 状態依存型入力を受ける合成力学の動的挙動2019

    • 著者名/発表者名
      内野翔太,太田垣博一,高坂拓司,麻原寛之
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A Basic Circuit Design of Pile-up DC-DC Converters2018

    • 著者名/発表者名
      S. Uchino, T. Iida, K. Kasa, T. Kousaka, H. Ohtagaki, K. Shinohara, H. Asahara
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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