電流不連続モードを適用したフライングキャパシタコンバータによる単相電力脈動補償動作の検証

摘要

本論文では，電流ピーク値の抑制と，昇圧インダクタの小型化の両立による高パワー密度化を目的に，DCMを適用した3レベルフライングキャパシタによる単相脈動補償動作を提案した。提案法は，4つのスイッチングモードを組み合わせ，インダクタ電流波形を台形波状とすることにより，ィンダクタ電流ピーク値の抑制と，フライングキャパシタ電圧の制御を両立できる点に特徴がある。フライングキャパシタ電圧に応じた各モードのデューティ比の関係式の導出及びフライングキャパシタ電圧の制御法を提案し，検証を行った。FCCの昇圧ィンダクタ制御に提案法を導入することで，昇圧インダクタ電流を台形波状に制御でき，フライングキャパシタ電圧もMode ⅡとMode Ⅲの使い分けにより制御できることを確認した。提案する単相電力脈動補償制御を適用することにより，直中間電圧の脈動が94.4 %低減されることをシミュレーションで確認した。今後はパレートフロントカーブによる最適設計，及び実機実験による実証を行う。