マルチポートコンバータの研究(Multi-Port Converter)

Photovoltaic (PV) systems containing rechargeable batteries, for example, need multiple power converters in proportion to the number of power sources; a converter for PV panel control and charge-discharge regulator for batteries.
We are working on multi-port converters that integrate multiple converters. Multi-port converters are derived by sharing some circuit components among conventional converters. Multi-port converters can reduce not only the number of converters but also circuit component counts, potentially realizing dramatical cost reduction and system simplification.

太陽電池の出力電力は天候に依存した不安定なものであるため、蓄電池等を併用して電力を平準化することが一般化しつつあります。しかし、このように複数の電源から構成される多電源システムでは電源と同数のコンバータが必要なるためシステムが複雑化する傾向にあります。

当研究室では複数台コンバータの一体化を可能とする各種のマルチポートコンバータの開発を行っています。マルチポートコンバータは幾つかの汎用コンバータにおいて類似の回路部分を共有させることで導出することができます。回路素子を共有させつつ複数のコンバータを一体化できるため部品点数を削減できるのみならずコンバータの台数削減も可能なため、従来の電源システムと比較して飛躍的な簡素化ならびに低コスト化を実現できる可能性を秘めています。

アルミ電解コンデンサを用いたスイッチトキャパシタコンバータ

マルチポートコンバータによるシステムの簡素化 System simplification by multi-port converter


セルバランス回路へと応用したスイッチトキャパシタコンバータ

スイッチトキャパシタを基礎としたマルチポートコンバータ Switched capacitor-based multi-port converter

 

セルバランス回路へと応用したスイッチトキャパシタコンバータ

異種PWMコンバータによるマルチポートコンバータ Multi-port converter based on different kind converters

 

PWMコンバータとフェーズシフトスイッチトキャパシタを統合したマルチポートコンバータ Multi-port converters integrating PWM and phase-shift switched capacitor converter

 

磁性素子統合型PWM+PFMコンバータ PWM- and PFM-controlled multi-port converter with integrated magnetic component