380 V直流給電システムのための電界結合方式を適用した高パワー密度DCPETの開発

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD22050,SPC22190

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス/【D】産業応用部門 半導体電力変換合同研究会

発行日: 2022/11/28

タイトル(英語): Highly efficient and ultra-compact capacitively coupled DC/DC Power Electronic Transformer (DCPET) for 380 V dc power supply system

著者名: 有田 圭吾(東芝),林 祐輔(東芝),高尾 和人(東芝)

著者名(英語): Keigo Arita(Toshiba),Yusuke Hayashi(Toshiba),Kazuto Takao(Toshiba)

キーワード: 直流給電|ＤＣ／ＤＣコンバータ|電界結合|ＰＥＴ　（Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）|DC power supply|DC/DC converter|Capacitively coupling|PET (Power Electronic Transformer)

要約(日本語): 380 V直流給電システムに用いられる絶縁DC/DCコンバータの小型・高効率化を目的として電界結合を用いたDCPET（直流用パワエレ変圧器）を提案する。提案する電界結合PETは，一般的な絶縁コンバータの損失・体積要因である高周波変圧器を取り除きキャパシタで絶縁回路を構成することで小型・高効率化を達成する。本稿ではPETとして最大効率98.8%, パワー密度32.3 W/cm3を持つ384 V-384 V, 3.6 kW電界結合コンバータを試作し電気特性を評価したので結果を報告する。

要約(英語): The capacitively coupled DCPET has been proposed to realize highly efficient and ultra-compact isolated DC/DC converters for the 380 V dc power supply system. The capacitive coupling topology achieves higher efficiency and higher power density of the DCPET because the series capacitors are employed for the galvanic isolation instead of a high-frequency transformer which is dominant in the converter loss and the converter volume in the typical isolated DC/DC converters. A prototype of the DCPET has been fabricated and its performance with the peak efficiency of 98.8% and the power density of 32.3 W/cm3 has been verified. The proposed topology overcomes the stagnant relationship between the efficiency and the power density of the isolated DC/DC converters, and the DCPET contributes to developing highly electrified and low carbonated society.

本誌: 2022年12月1日-2022年12月2日電子デバイス/半導体電力変換合同研究会-1

本誌掲載ページ: 111-116 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,974 Kバイト