GaNデバイスを用いた電流不連続モード系統連系インバータの MHz運転における動作検証および損失の解析

摘要

本論文では単相系統連系インバータのMHz運転を可能と するために，GaNデバイスと不連続電流モード（DCM)を 適用することを提案した。そして，プロトタイプを製作し スイッチング周波数1MHz,出力電力50 W〜300 Wの範 囲で動作検証を行い損失解析を行った。プロトタイプの設 計·製作より，提案するDCMインバータで用いた連系イン ダクタとフィルタインダクタのp.u.値はそれぞれ0.023%, 0.047%であった。これより，DCMに必要なインダクタン スは大幅に低い値とすることが可能であることが確認され た。製作したプロトタイプの効率は約90%であり，損失解祈の結果よリ効率改善のためには連系インダクタの最適設 計およびGaNデバイスの逆方向導通損失の抑制が挙げら れる。逆方向導通損失の抑制手法としては同期整流がある が,制御が複雑化するためMHz運転で実現可能かを検討 する必要がある。また，出力波形の歪み率は6.94%であり， 規定値よりもやや高い結果となった。歪み率の低減のため に，GaNデバイスのスイチング特性を考慮した提案制御 方式の改善が必要だと考えられる。