| 研究課題/領域番号 |
20K14708
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
折川 幸司 北海道大学, 情報科学研究院, 助教 (50781324)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
|
|---|
| キーワード | 低背トランス / プレーナトランス / 高電力密度 / 漏れインダクタンス / 負荷試験 / 損失測定 / 非対称化 / 負荷試験法 / 高周波トランス |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は低背化が要求されるMHz級スイッチング電力変換器に使用される低背トランスを研究対象とし，高電力密度低背トランスの限界設計理論を体系化することを研究目的とする。
電力変換器の要求する様々な仕様に対して試作をすることなく体系化した理論を用いて低背トランスを設計すれば，高電力密度を実現するために必要な周辺部品の開発指針やその実装レイアウトを提案でき，今後大電流化・高周波化する低背トランスについて産業界に大きなインパクトを与え，非常に大きな波及効果が期待できる。
|
| 研究成果の概要 |
本研究の目的は低背化が要求されるMHz級スイッチング電力変換器に使用される低背トランスの高電力密度化の限界設計理論を体系化することである。本研究の成果は(1)巻線の発熱を分散可能な巻線構造および適用する回路構成に応じた漏れインダクタンスの非対称化の実現，(2)二台の電源だけで実負荷試験が可能な負荷試験法を基にしたコンデンサキャンセル方式のトランス負荷試験法の提案，(3)外付けインダクタを必要とする単相デュアルアクティブブリッジコンバータ用トランスに対して外付けインダクタを使用せずに，二台の低容量の電源のみで単相デュアルアクティブコンバータの実負荷状態下で損失測定を可能とした，である。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
半導体スイッチがMHzでも高効率でスイッチングできるようになってきたことで，受動部品であるトランスの損失密度の増加が課題となっており，発熱を考慮した高電力密度化が必要とされている。それに対して，本研究の成果がMHzで動作するトランス開発の一助になることが期待される。また，MHzで動作するトランスの損失を実負荷状態下で正確にしかも分離して把握することは困難である。それに対して，本研究で検討した漏れインダクタンスのリアクタンスを直列コンデンサでキャンセルして負荷試験に必要な電源容量を低減しつつ，かつ損失を分離して測定できるアイディアは学術的に大きな価値がある。
|
