高効率大容量出力のコンバータの試作と評価を行っています。

パソコンなどの情報通信機器は直流DC電源が必要になります。本研究は交流ACの商用電源から直流に変換し更にそれぞれの負荷に適した高効率で大容量のDC-DCコンバータの研究を行っています。

 

近年高性能のスマートフィンやパソコンの電源は低電圧大電流の高効率電源が必要である反面、リチウムイオン電池、EVのバッテリーの急速な充放電においては、高電圧大電流の直流電源が必要になっています。本研究室では、昇圧用と高圧用の両方の直流電源を高効率で実現するために、ソフトスイッチングができる共振型DCDCコンバータの研究も行っています。

LLC共振型コンバータと同期整流器による高効率DCDCコンバータ

LLC共振コンバータは、フルブリッジコンバータに比べ、簡単な回路構成で部品点数が少なくスイッチング時に発生するスイッチング損失を低減できます。

 

 

回路シミュレーションPSIMによる解析

 

電子基板設計と試作

 

制御回路設計

 

実験

 

Purpose

In this paper, a digital control method for half-bridge LLC resonant converters with current doubler synchronous rectifiers (CDSRs) as DC power supplies is proposed. To control output voltage in a wide range, an output-voltage feedback control method using pulse-frequency modulation is implemented using a digital field-programmable gate array integrated circuit. The proposed method is simultaneously applied to an LLC resonant converter to enable not only zero voltage switching in the primary side, but also synchronous rectification operation in the secondary side without any detection circuits. In the proposed method, the switching timing of the secondary MOSFET is compensated according to the switching frequency domain. The switching frequency command value for output voltage and the circuit parameters of the resonant tank are used to calculate the compensation time of the gate signals. Three rectifier methods are tested for the secondary circuit of the half-bridge LLC resonant converters to compare the effectiveness of the proposed compensation method. The experimental results demonstrated the method’s improved conversion efficiency and stable operation in a wide switching frequency range.