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2014 年度 実績報告書

少数個のスイッチで複数の低リプル出力を供給可能な太陽電池用部分影補償器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25820118
研究機関茨城大学

研究代表者

鵜野 将年  茨城大学, 工学部, 准教授 (70443281)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード太陽電池 / 部分影 / 昇降圧コンバータ / 共振形倍電圧整流回路 / 統合型コンバータ
研究実績の概要

昨年度に引き続き、①昇降圧コンバータ多段接続方式、②共振形多段倍電圧整流回路方式、の主に2種類の回路方式を基礎とした太陽電池用部分影補償器の開発を行った。
①の昇降圧コンバータ多段接続方式に対しては、トランスを用いて2次側回路を対称型のフィルタ回路に変更して複数の低リプル電流出力に対応できる「多段接続カレントダブラ方式」を導き出し、その詳細解析ならびに実機検証を実施した。更に、補償器から影の掛かったモジュールのみに補償電流を供給するための制御手法として電圧差制御法を提案し、その解析と動作検証を実施した。昨年度に開発した電流制御法とは異なり電流センサが不要となるため、より実用的な制御手法であると考えられる。
②の共振形多段倍電圧整流回路方式に対しては、太陽電池ストリング制御用PWMコンバータとの一体化を目指した「統合型コンバータ」の開発を行った。再年度に開発した2石式LLC共振形多段倍電流整流回路方式の補償器とPWMコンバータの2つのコンポーネントをスイッチ素子を共有させつつ、トランス励磁インダクタンスと漏洩インダクタンスをそれぞれフィルタ用インダクタンスと共振用インダクタとして活用することにより、1石式かつ1磁性素子式の統合型コンバータを導き出した。この方式は1つの回路で2つの機能(部分影補償とストリング制御)を実現可能であるのに加えて、回路内で必要なスイッチ数と磁性素子数は1つのみであるため、システム構成のみならず回路構成の劇的な簡素化を同時に実現できる方式である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Single-switch voltage equalizer using multi-stacked buck-boost converters for partially-shaded photovoltaic modules2015

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Uno, Akio Kukita
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Power Electronics

      巻: 30 ページ: 3091-3105

    • DOI

      10.1109/TPEL.2014.2331456

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-switch voltage equalizer using an LLC resonant inverter and voltage multiplier for partially-shaded series-connected photovoltaic modules2015

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Uno, Akio Kukita
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Applications

      巻: 51 ページ: 1587-1601

    • DOI

      10.1109/TIA.2014.2336980

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Single-switch single-magnetic PWM converter integrating voltage equalizer for series-connected photovoltaic modules under partial shading2015

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Uno
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition
    • 発表場所
      Pittsburg, USA
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-18
  • [学会発表] 昇降圧コンバータを多段接続した一石式部分影補償器の提案とその制御手法に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      鵜野将年
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
  • [学会発表] 直列共振形多段倍電圧整流回路を用いた部分影補償器を統合した一石一磁性素子PWMコンバータ2014

    • 著者名/発表者名
      鵜野将年
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-28
  • [学会発表] Single-switch PWM converter integrating voltage equalizer for photovoltaic modules under partial shading2014

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Uno
    • 学会等名
      IEEE ECCE-Asia, IPEC-Hiroshima
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-21
  • [学会発表] Two-switch voltage equalizer based on half-bridge converter with multi-stacked current doublers for series-connected batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Uno
    • 学会等名
      IEEE ECCE-Asia, IPEC-Hiroshima
    • 発表場所
      Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-21

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公開日: 2016-06-01  

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