シングルエンデッド高周波インバータ応用WPTシステムのスイッチング損失低減技術

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MD23068,HCA23012

グループ名: 【D】産業応用部門 モータドライブ/【D】産業応用部門 家電・民生合同研究会

発行日: 2023/02/26

タイトル(英語): Switching Power Loss Reduction Technologies for a Single-Ended High Frequency Inverter-based Wireless Power Transfer System

著者名: 中本 拓玖(神戸大学),大森 英樹(神戸大学),佐藤 弘(産業技術総合研究所),三島 智和(神戸大学)

著者名(英語): Taku Nakamoto(Kobe university),Hideki Omori(Kobe university),Hiroshi Sato(The National Institute of Advanced Science and Technology),Tomokazu Mishima(Kobe university)

キーワード: 無線給電（ＷＰＴ）|高周波インバータ|高周波化|低損失化|スイッチング高速化|ゼロ電圧ソフトスイッチング（ＺＶＳ）|Wireless power transmission (WPT)|High-frequency inverter|High frequency|Low loss conversion|High speed switching|Zero voltage soft switching (ZVS)

要約(日本語): 地球温暖化の解決策の1つとしてCO2を排出しない電気自動車が注目されており，バッテリ充電手段としてワイヤレス電力伝送(WPT)装置の実用化が期待されている。本研究では，シングルエンデッドインバータを用いた小型低コストのWPTシステムの実用化及び用途拡大を目指して，高周波化による更なる小型化を行い，200kHz-3kW超小型WPT装置の実現に取り組む。高周波化に伴い，パワー半導体素子のスイッチング損失は数倍に増大してしまう。そこで，ケルビン端子付きSiC-MOSFETを利用しスイッチングの高速化をするとともに，低損失低ノイズの高速スイッチングを実現する新たな損失低減技術を提案する。本稿では，提案WPT装置の試作器実験によりその有用性を明らかにしたので報告する。

要約(英語): Wireless power transmission (WPT) systems are gathering much attentions as an effective power supply for Electric Vehicles\,(EVs) which are utilized for a back-up energy storage. The compact and cost effective power converter based on a single-ended high frequency inverter has been developed for a $\rm{3\,kW}$-$\rm{25,kHz}$ prototype in the past decade. In order to increase the power density, a prototype of $\rm{200\,kHz}$-$\rm{3\,kW}$ is newly developed in this paper, featuring the new scheme of a substrate of Silicon Carbide\,(SiC) power device and implementation. The circuit topology with the power device structure and implementation is described in detail, and the essential performances are evaluated by experiment.

本誌: 2023年3月1日モータドライブ/家電・民生合同研究会

本誌掲載ページ: 59-64 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 5,625 Kバイト