広範囲な直流母線に対応するインターリーブ方式高電圧比双方向DC-DCコンバータ

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: HCA23022

グループ名: 【D】産業応用部門 家電・民生研究会

発行日: 2023/05/23

タイトル(英語): A New Interleaved Charge-Pump Bidirectional High-Voltage Gain DC/DC Converter With Duty Limit Control Strategy for Wide Range DC Bus Applications

著者名: 劉 士強(神戸大学),董 貴義(神戸大学),頼 慶明(台湾国立中興大学),三島 智和(神戸大学)

著者名(英語): Shiqiang LIU(Kobe University),Guiyi DONG(Kobe University),Ching-Ming LAI(National Chung Hsing University,Taiwan),Tomokazu MISHIMA(Kobe University)

キーワード: 非絶縁ＤＣ－ＤＣコンバータ|双方向昇降圧|高電圧比|広範囲直流バス|インターリーブトポロジー|チャージポンプ|Non-isolated dc-dc converter|bidirectional buck-boost|high voltage gain|wide-range dc bus|interleaved topology|charge pump

要約(日本語): 再エネを利用しながら家庭内電力の消費量を抑える方策として，電気自動車(EV)を活用したV2Gシステムが今注目されている。比較的変動幅の大きい直流母線に対して，EVバッテリへ高効率に給電する充電モードと，系統電力の安定化のためEVバッテリから放電するモードとを高効率かつ低コストに行う電力変換技術として，本研究では２相インターリーブ駆動チャージポンプ方式双方向DC-DCコンバータに焦点を当て，その新しい電流バランス制御の手法を新たに提案する。実験により，降圧昇圧ともに最大で約６倍の高昇圧圧比を実現し，96％に近い高効率などを実証試験により明らかにしたので報告する。_x000D_

要約(英語): Two-phase interleaved charge-pump bidirectional DC/DC converter (ICPBDC) topology exhibits very good performance in terms of improved voltage conversion ratio, low conduction loss, low switch stress, fast transient response, and high power density. However, the applicability of the ICPBDC topology is limited because of its operating duty. A duty limit control (DLC) strategy is proposed in this study to achieve wide-range DC-bus voltage operation. Both bidirectional power flow and current-balancing characteristics can be achieved within the full range in duty without any additional cost with this novel design. Two modes of the proposed ICPBDC with DLC strategy, namely, charge and discharge, are realized for electric vehicle (EV)-connected DC-microgrid (EV-DCMG) with wide-range DC-bus voltage. The circuit topology acts as a voltage-doubler boost converter in the discharge mode to achieve a wide voltage range from 60 V to 200-380 V. Meanwhile, the circuit topology acts as a voltage-divider buck converter in the charge mode to achieve a wide voltage range from 200-380 V to 60 V. Circuit configuration and operating principle of the proposed converter are presented in this study. The simulation and experimental results based on a 500 W laboratory prototype validate the effectiveness of the proposed strategy._x000D_

本誌: 2023年5月26日-2023年5月27日家電・民生研究会

本誌掲載ページ: 19-24 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,397 Kバイト