| 研究課題/領域番号 |
20K04440
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
宮地 幸祐 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80635467)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 集積回路設計 / 電源回路 / DC-DCコンバータ / ハイブリッドコンバータ / スイッチトキャパシタ / 高降圧 / 負荷変動応答 / ライン変動応答 / 24V入力1V出力 / チャージポンプ / 高電力密度 / ソフト充電 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ポータブル製品や車載向けの降圧DC-DCコンバータの高電力密度化が強く望まれている。降圧比の高い容量を用いたスイッチトキャパシタ電源とインダクタを組み合わせたハイブリッド型コンバータを、集積回路設計技術にて高密度に集積することで、1cm2内にこれまでにない高電力密度の高降圧電源の創出を試みる。この高速動作制御技術をアナログ集積回路設計技術にて新規に開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究はサーバーや電気自動車システム向けに12Vから48Vといった高いバス電圧から一気に1Vまで降圧を行う高電力密度電源として、容量スイッチトキャパシタ電源とインダクタスイッチング電源を掛け合わせたハイブリッドコンバータの集積回路設計を行い、さらに既存ハイブリッドコンバータに対して負荷変動や入力電圧変動の応答速度を改善する制御手法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はたくさんの降圧電源を使うことなく1段で12Vから48Vの高いバス電圧から1Vまで高効率に変換可能な高降圧電源を実現し、サーバーや電気自動車内電源など様々なアプリケーションにおいて電源の小型化、高密度化を推進することが可能である。また、効率だけでなく、負荷に接続される電源として重要な負荷変動や入力電圧変動に対しても高い応答性能を示す制御手法まで確立した点で、より高降圧電源の実用化に向けて貢献した。
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