| 研究課題/領域番号 |
22K14235
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
畑 勝裕 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70837294)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | DC-DCコンバータ / ハイブリッドDC-DCコンバータ / 電源回路 / インダクタ電流低減 / ソフトスイッチング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は出力インダクタ電流を低減できる「インダイレクト型ハイブリッド回路」の利点に着目し，同回路の絶縁側DC-DCコンバータの二次側同期整流回路への応用可否を検討する。また，電源回路全体を小型・高効率化するための素子選定と回路設計に関する理論構築と実機実証に取り組む。
特に，①定常特性の理論解析とモデル化，②小型・高効率化を実現するための素子選定と回路設計，③負荷変動等を考慮したソフトスイッチング成立条件の明確化，の3つのテーマを実施し，インダイレクト型ハイブリッド回路を絶縁型DC-DCコンバータに応用できることを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，インダイレクト型ハイブリッド回路を絶縁型DC-DCコンバータの二次側同期整流回路に応用することで，出力インダクタにおける損失を大幅に低減し，電源回路全体の小型・高効率化を実現するための理論構築と実機実証に取り組んだ。特に，1．定常特性の理論解析とモデル化，2．小型・高効率化を実現するための素子選定と回路設計，3．負荷変動等を考慮したソフトスイッチング成立条件の明確化，の3つのテーマを実施し，これらの成果を統合することでインダイレクト型ハイブリッド回路を採用した同期整流式絶縁型DC-DCコンバータの設計理論を構築し，その有効性を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，インダイレクト型ハイブリッド回路を絶縁型DC-DCコンバータの二次側同期整流回路に応用するための具体的な回路構成を示し，理論解析に基づく素子選定と回路設計に関する手法を体系的にまとめた。また，インダイレクト型ハイブリッド回路の課題であったキャパシタのスパイク電流を抑制できる新たな回路トポロジーを提案し，その有効性を実証実験により明らかにしたことで，提案回路を幅広いアプリケーションに適用できる可能性を示した。このほか，実証実験を通じて実際の応用を視野に入れた知見が得られ，高性能電源回路の発展につながる成果が得られた。
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