高降圧・高電力密度集積ハイブリッド型DC-DCコンバータの研究開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04440
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 信州大学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 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

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。

自由記述の分野

集積電源回路設計

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。