| 講演名 | 2022-11-17 発見的手法を用いた共振インダクタの最適化を含めた電力変換回路の設計手法 朱 聞起(千葉大), 小宮山 裕太郎(千葉大), 魏 秀欽(千葉工大), グエン キエン(千葉大), 関屋 大雄(千葉大), |
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| 抄録(和) | 近年, ワイドバンドギャップ半導体素子の実用化により, 電力変換器のスイッチング周波数をMHz以上にすることが可能となり, システム全体の小型化が進んでいる. 一方で，スイッチング損失が増加する問題がある．この問題を解決するために，近年ソフトスイッチング特性を有する共振型コンバータの適用が重要視されている．一方, 共振インダクタの等価直列抵抗による発生する電力損失は,変換効率が低下する大きな要因となる. そのため，インダクタ設計を含むシステムの最適化設計手法が求められる. 本研究では, 高周波共振型コンバータにおいて新しい最適設計手法を提案する. 発見的アルゴリズムを用いることにより，出力電圧の目標値を達成する中で効率を最大化するコンバータ設計を提案する. 提案設計手法では,回路パラメータと磁性素子の最適化を同時に行える.設計例として0.75 kW, 4 MHzのプッシュプルE級DC/DC絶縁型コンバータを実装した. 回路実験の結果は数値予測と一致しており, 提案された設計手法の妥当性が示された. |
| 抄録(英) | In recent years, the invention of wide bandgap semiconductor devices has made it possible to push the switching frequency of power converters to MHz. Therefore, the overall system size has been reduced. effectively. On the other hand, switching loss becomes higher at high frequencies. To solve this problem, the application of resonant converters with soft-switching characteristics has drawn scientific interest. On the other hand, the power loss generated by the equivalent series resistance of the resonant inductors is a major factor that reduces the conversion efficiency. Therefore, an optimized design method for the system, including inductor design, is required. In this research, we propose a new optimal design method for high-frequency resonant converters. Based on the heuristic algorithm, we propose a converter design that maximizes efficiency while achieving a target value of output voltage. The proposed design method allows simultaneous optimization of circuit parameters and magnetic elements. As an example design, a 0.75 kW, 4 MHz isolated push-pull class-E DC/DC converter was implemented. The results of circuit experiments were consistent with the numerical predictions, showing the validity of the proposed design method. |
| キーワード(和) | E級インバータ / 共振型コンバータ / 窒化ガリウム / 最適化 |
| キーワード(英) | Class-E inverter / Resonant converter / Gallium Nitride / Optimization |
| 資料番号 | CCS2022-51 |
| 発行日 | 2022-11-10 (CCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | CCS |
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| 開催期間 | 2022/11/17(から2日開催) |
| 開催地（和） | シンフォニアテクノロジー響ホール伊勢 (伊勢市観光文化会館) |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 相互作用（インタラクション）と情報伝達（コミュニケーション），一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 赤井 恵(北大) |
| 委員長氏名（英） | Megumi Akai(Hokkaido Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 中野 秀洋(東京都市大) / 会田 雅樹(都立大) |
| 副委員長氏名（英） | Hidehiro Nakano(Tokyo City Univ.) / Masaki Aida(TMU) |
| 幹事氏名（和） | 宮田 純子(芝浦工大) / 眞田 耕輔(三重大) |
| 幹事氏名（英） | Sumiko Miyata(Shibaura Inst. of Tech.) / Kosuke Sanada(Mie Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 安田 裕之(東大) / 安東 弘泰(筑波大) / 佐々木 智志(湘南工科大) / 小林 幹(立正大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Yasuda(Univ. of Tokyo) / Hiroyasu Ando(Tsukuba Univ.) / Tomoyuki Sasaki(Shonan Inst. of Tech.) / Miki Kobayashi(Rissho Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Complex Communication Sciences |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 発見的手法を用いた共振インダクタの最適化を含めた電力変換回路の設計手法 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Heuristic Algorithm-based Design Method of Power Converters including Optimization of Resonant Inductors |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | E級インバータ / Class-E inverter |
| キーワード(2)（和/英） | 共振型コンバータ / Resonant converter |
| キーワード(3)（和/英） | 窒化ガリウム / Gallium Nitride |
| キーワード(4)（和/英） | 最適化 / Optimization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 朱 聞起 / Wenqi Zhu |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 小宮山 裕太郎 / Yutaro Komiyama |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 魏 秀欽 / Xiuqin Wei |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 千葉工業大学(略称：千葉工大) Chiba Institute of Technology(略称：ChibaTech) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | グエン キエン / Kien Nguyen |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 関屋 大雄 / Hiroo Sekiya |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 千葉大学(略称：千葉大) Chiba University(略称：Chiba Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-11-17 |
| 資料番号 | CCS2022-51 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | CCS-255 |
| ページ範囲 | pp.42-46(CCS), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2022-11-10 (CCS) |