島根大学研究シーズ高効率・低ノイズ化実現可能な高効率・低ノイズ化実現可能なスイッチング電源の開発スイッチング電源の開発山本山本真義真義（総合理工学部）（総合理工学部） No. S-09-A 【概要】本研究に関連する論文 "High Efficiency Low Noise SMPS System DC-DC Converter Side -", Proceedings of The 4th Power Conversion Conference, pp1230-1235, 2007. 電気製品の機能は日々高度化し，それに伴い消費電力も増加の一途をたどっている。しかしながら一方で，限られた資源，一次エネルギーより効率的に利用するためにも，電源制御装置の省エネルギー化が課題となっている。本研究では，パワーデバイスのスイッチング時における共振現象を利用したソフトスイッチング技術により，高効率・低ノイズ化を可能とする新しいスイッチング電源の開発を目指すものである。ソフトスイッチング技術の特徴図1：従来型ﾌｫﾜｰﾄﾞｺﾝﾊﾞｰﾀ図2：提案型ﾌｫﾜｰﾄﾞｺﾝﾊﾞｰﾀ図3：従来回路と提案回路との総合効率比較 0.92 92 効率[%] 0.88 88 84 0.84 soft hard 0.8 80 ■；従来回路 ◆；提案回路 0.76 76 0.72 72 0.2 0.2 0.7 0.7 1.2 1.2 2.2 2.2 1.7 1.7 出力電流[A] 2.7 2.7 ・従来型のフォワードコンバータ（図1）では，パワー半導体素子による電力制御を行っており，理想的ではない半導体素子におけるスイッチング損失や，スイッチング過渡期におけるノイズが課題となっていた。・提案型のフォワードコンバータ（図2）では，従来は絶縁用として配備されていたトランス中性点を用いることにより，キャパシタのみでノイズを吸収し，吸収された電圧サージエネルギーは新回路を介することにより，損失させることなく負荷側に伝達可能となる。・特性評価（図3）では，定格出力200W時において，従来方式と比較して3.2％（出力電流3.0A時）の効率改善を確認済み。今後は，低電流時における効率改善と，一つの基盤にすべての回路構成を配備し，回路のワンボード化を目指す。 3.2 3.2 【応用例】・プラズマディスプレイ等のスイッチング電源への利用・各種電源装置の低コスト化，ダウンサイズ化への活用・本技術をベースとした環境負荷低減型電源開発への応用【研究シーズ，特許に関するお問い合わせ先】島根大学産学連携センター〒690-0816 島根県松江市北陵町２番地電話：0852-60-2290 FAX：0852-60-2395 電子メール：[email protected] (2007.08)