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2013 年度 実績報告書

パワーエレクトロニクス回路における低ノイズ化トポロジーに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360126
研究機関九州大学

研究代表者

庄山 正仁  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (40187513)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードスイッチングノイズ / 三相インバータ / ブリッジレスPFC / パワーコンディショナ / コモンモードノイズ電流 / ノイズ電流相殺 / 寄生要素
研究概要

パワーエレクトニクス回路ではスイッチング素子が高周波でオン・オフ動作を繰り返すため,それ自体がスイッチングノイズの発生源となり,伝導・放射ノイズとして周囲にノイズをまき散らし,機器の誤動作の要因となる恐れがある。本研究は,パワーエレクトロニクス主回路におけるトポロジーの工夫によるノイズ低減法を基礎技術とするもので,本研究でこれをさらに拡張・発展させ,応用範囲を広げることを目的とする。
今年度は,研究の3年目であり,次の3項目について検討を行った。
まず,モータ等を駆動する場合に用いられる三相インバータ回路において,対称的な構成を持つ2つの三相インバータ回路を設け,スイッチング時のパルス電流を互いに相殺することによりコモンモードノイズ電流を低減できる回路構成を昨年度提案したが,本年度は,等価回路を用いて提案回路のノイズ低減効果を明らかにし,実験によってノイズ低減効果を確認した。
次に,各種ブリッジレスPFC (Power Factor Correction, 力率改善)回路トポロジーと伝導ノイズの関係について詳細に検討し,入力部のYコンデンサとフレームグラウンドの接地用コンデンサ,商用入力電源の対地容量等が大きく影響していることを,昨年度見いだしたが,本年度は,ノイズ対策回路を提案し,その効果をシミュレーションと実験によって確認した。
最後に,太陽光発電用パワーコンディショナ(トランスレス形)におけるコモンモードノイズの発生について検討し,インバータの2レグが完全に逆相でPWM駆動された場合,フィルタ用インダクタのリプルノイズ電流,およびフィルタ用インダクタの寄生容量やインバータ回路内部の寄生容量に起因するノイズ電流がすべて相殺され,コモンモードノイズ電流が低減されることを示した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 対称的な構成を持つ2つの三相インバータによるコモンモードノイズの抑制2014

    • 著者名/発表者名
      張暁チン
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子通信エネルギー技術研究会 (EE)
    • 発表場所
      宮崎市
    • 年月日
      20140123-20140124
  • [学会発表] トーテムポール形ブリッジレスPFCコンバータにおける入力電流のゼロクロス付近でのスパイクノイズ除去回路2014

    • 著者名/発表者名
      施克威
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子通信エネルギー技術研究会 (EE)
    • 発表場所
      宮崎市
    • 年月日
      20140123-20140124
  • [学会発表] Yコンデンサの電位変動を考慮したブリッジレスPFC回路のコモンモードノイズ電流に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      施克威
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子通信エネルギー技術研究会 (EE)
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      20131010-20131011
  • [学会発表] 対称的な構成を持つ2 つの三相インバータによるコモンモードノイズ電流の低減2013

    • 著者名/発表者名
      張暁チン
    • 学会等名
      電気学会 産業応用部門大会
    • 発表場所
      山口市
    • 年月日
      20130828-20130830
  • [学会発表] Comparative Study on Efficiency and Switching Noise of Bridgeless PFC Circuits2013

    • 著者名/発表者名
      Kewei Shi
    • 学会等名
      The IEEE 10th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS 2013)
    • 発表場所
      北九州市
    • 年月日
      20130422-20130425
  • [学会発表] Yコンデンサの電位変動を考慮したブリッジレスPFC回路のコモンモードノイズ電流について

    • 著者名/発表者名
      施克威
    • 学会等名
      第66回 電気関係学会 九州支部会
    • 発表場所
      熊本市
  • [学会発表] 2つの三相インバータを用いてコモンモードノイズ電流の相殺

    • 著者名/発表者名
      張暁チン
    • 学会等名
      第66回 電気関係学会 九州支部会
    • 発表場所
      熊本市
  • [学会発表] トーテムポール形ブリッジレスPFC コンバータのコモンモードノイズ電流除去回路について

    • 著者名/発表者名
      施克威
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      新潟市
  • [学会発表] 平衡化した2つの三相インバータによるコモンモードノイズの抑制

    • 著者名/発表者名
      張暁チン
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      新潟市
  • [備考] 研究者情報(庄山正仁)

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K000230/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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