| 講演名 | 2004/2/6 高効率共振形スイッチトキャパシタコンバータ(小テーマ : 回路技術関連) 仲 敏行, 庄山 正仁, 二宮 保, |
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| 抄録(和) | スイッチトキャパシタコンバータは、キャパシタの充放電を基礎として動作する、小形で軽量のDC-DCコンバータであり、主として軽負荷の各種電子機器に使われている。しかし、従来のスイッチトキャパシタコンバータは、出力電流が増加するに伴って効率が大きく低下するという本質的な問題があった。これは、スイッチング時に強制的にキャパシタの充放電が瞬時に行われ、その際にキャパシタに大きな電流が流れるためである。このため、スイッチの導通抵抗などの内部抵抗をいくら小さくしても効率は上がらず、スイッチトキャパシタコンバータは非常に小さい負荷電流でしか用いられていない。本稿では、この問題を解決するため、共振を利用した新しいスイッチトキャパシタコンバータを提案する。例として、1/2倍降圧形と2倍昇圧形のスイッチトキャパシタコンバータについて、従来形と共振形を対比させながら動作解析、シミュレーション、および実験を行った。その結果、共振形は出力電流が大きくても高効率が維持されるという特長を明らかにした。 |
| 抄録(英) | Switched capacitor converters, which are based on charge and discharge operation of capacitors, have been used to realize small size and light weight DC-DC converters in various kinds of electronic devices mainly with a light load. However, conventional switched capacitor converters have an inherent drawback that their efficiency is much decreased as the output current is increased. Because this inherent drawback is due to a periodical forced charging and discharging operation in the internal switched capacitors accompanied by a large capacitor current, their efficiency can not be increased by decreasing its internal resistance, e.g. conduction resistance of the switches. So,they are limited to use in a very small output current. This paper presents a novel switched capacitor converter topology that uses a resonant operation instead of the forced charging and discharging operation. Its advantage over a conventional switched capacitor converter is a high efficiency even in a high output current region. Its operation analysis and steady-state characteristics for a half buck type and a twofold boost type witched capacitor converter are shown and confirmed by experiments. As a result, it is obtained that the resonant switched capacitor converter maintains a high efficiency even in a high output current region. |
| キーワード(和) | スイッチトキャパシタコンバータ / 共振用インダクタ / 高効率 |
| キーワード(英) | Switched capacitor converter / Resonant inductor / High efficiency |
| 資料番号 | EE2003-70 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EE |
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| 開催期間 | 2004/2/6(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Energy Engineering in Electronics and Communications (EE) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 高効率共振形スイッチトキャパシタコンバータ(小テーマ : 回路技術関連) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Resonant Switched Capacitor Converter with High Efficiency |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | スイッチトキャパシタコンバータ / Switched capacitor converter |
| キーワード(2)（和/英） | 共振用インダクタ / Resonant inductor |
| キーワード(3)（和/英） | 高効率 / High efficiency |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 仲 敏行 / Toshiyuki Naka |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 九州大学大学院システム情報科学府電気電子システム工学専攻 Dept. of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 庄山 正仁 / Masahito Shoyama |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 九州大学大学院システム情報科学府電気電子システム工学専攻 Dept. of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 二宮 保 / Tamotsu Ninomiya |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 九州大学大学院システム情報科学府電気電子システム工学専攻 Dept. of Information Science and Electrical Engineering, Kyushu University |
| 発表年月日 | 2004/2/6 |
| 資料番号 | EE2003-70 |
| 巻番号（vol） | vol.103 |
| 号番号（no） | 653 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |