まとめと今後の課題

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図4.32 出力電圧リプル比較(青：変調無、緑：𝑉_𝑚= 0.6[V])

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出力電圧リプル低減率の誤差原因は次に示す2つが考えられる。1つ目は、補正電流 𝑑𝐼_𝑆𝐴𝑊を出力する電圧制御電流源に原因があると考えられる。電圧制御電流源は、入力の 変調電圧𝑉_𝑚に最適電流補正量𝐺_𝑚を掛け合わせ、電流変換した値を出力する。しかし、電圧 制御電流源単体で動作確認を行ったところ表4.4に示すように、本来出力すべき電流値を それぞれ約±4[mA]下回っていた。つまり、補正電流𝑑𝐼_𝑆𝐴𝑊量が足りず、上手く鋸歯状波 𝑆𝐴𝑊の傾きを補正出来ていなかったため、出力電圧リプル低減率が伸びなかったと考えら れる。また、2つ目は回路条件より算出した最適電流補正量𝐺_𝑚= 0.87[mS]と、実際出力電 圧リプルが最小となる最適電流補正量𝐺_𝑚" = 1.22[mS]は一致しておらず、これも誤差原因 の1つであると考える。最適電流補正量𝐺_𝑚値の不一致については、理論式導出の際の近似 計算などが考えられるが、詳しくは現在も検討中である。以上より、シミュレーション解 析と基盤実装回路測定を行うことで、各手法の動作確認及び優位性を確認できた。

今後の課題としては最適電流補正量𝐺_𝑚改善による出力電圧リプルのさらなる低減及び、

電流モード制御などの他制御方式においても提案手法を適応させ、実装検討を行ってい く。

表4.4 電圧制御電流源の単体動作確認結果

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参考文献

[1] 原田耕介、“スイッチングコンバータの基礎”、コロナ社、2004年11月 [2] 馬場清太郎、“電源回路設計成功のかぎ”、CQ出版社、2012年2月1日 [3] 「国内答申されたCISPR規格」、

<http://www.tele.soumu.go.jp/j/adm/inter/cispr/cisprkikaku.htm>、参照2019年2 月5日

[4] International Rectifier 、Amir M. Rahimi, Parviz Parto, Peyman Asadi著、「アプ リケーションノートAN-1162電圧モード誤差増幅器によるBuck型コンバータの補 償回路設計手順」、<https://www.infineon.com/dgdl/AN-1162J.pdf>、参照2019年1 月20日

[5] Natsuko Miki, Nobukazu Tsukiji, Koyo Asaishi, Yasunori Kobori, Nobukazu Takai, Haruo Kobayashi “EMI Reduction Technique With Noise Spread Spectrum Using Swept Frequency Modulation for Hysteretic DC-DC Converters,” IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS), Xiamen, China (Nov. 6-9, 2017)

[6] Takayuki Arai, Natsuko Miki, Yasunori Kobori, Nobukazu Takai, Yifei Sun

“Output Voltage Ripple Compensation for Switching Power Supply in EMI Reduction Method with Theoretical Analysis” IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS), Okinawa, Japan (Nov., 2018)

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謝辞

本研究を遂行するにあたり、2年間ご指導をいただきました所属研究室の高井伸和准教 授に感謝致します。主査を担当していただき、有益な助言をいただきました橋本誠司教授 に心より感謝致します。副査をしていただきました栗田伸幸准教授に感謝致します。懇切 丁寧にご指導、議論してくださった客員教授の小堀康功教授に深く感謝の意を表します。

小林研究室（元）の築地伸和様、また新井貴之様をはじめとする所属研究室の皆様、研究 進捗報告会では有益な議論をしていただき大変刺激になりました。感謝致します。最後に 高井研究室および小林研究室の皆様のご協力に深く感謝いたします。

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本研究に関する成果

(1) 浅石恒洋、築地伸和、三木夏子、小堀康功、髙井伸和、小林春夫“スペクトラム拡散を

用いた DC-DC コンバータの EMI 低減量と諸特性の関係”平成 29 年度 電気学会

電子・情報・システム部門大会、GS4-3、高松 (2017年 9月)

(2) 熊軼、浅石恒洋、三木夏子、孫逸菲、築地伸和、小堀康功、小林春夫“COT方式リプル 制御電源における４相化シミュレーション検討” 電子情報通信学会 回路とシステム 研究会（CAS）、機械振興会館、東京（2018年1月25日）

(3) 熊軼、浅石恒洋、三木夏子、孫逸菲、築地伸和、小堀康功、小林春夫“マルチフェーズ 方式リプル制御電源の特性検討”電気学会 第 8 回栃木・群馬支所合同研究発表 群 馬大学 (2018 年3月1,2 日)

(4) 新井貴之、三木夏子、浅石恒洋、孫逸菲、築地伸和、小堀康功、小林春夫“EMIノイズ 低減方式におけるリプル補正スイッチング電源の検討” 電気学会 第8回栃木・群馬 支所合同研究発表 群馬大学 (2018 年3月1,2 日)

(5) 熊軼、浅石恒洋、三木夏子、孫逸菲、築地伸和、小堀康功、小林春夫“クロックレス電 源のマルチフェーズ化と EMIノイズ低減方式”電気学会 電子回路研究会、ECT-018-013、日立製作所、横浜(2018年3月7日)

(6) 三木夏子、新井貴之、浅石恒洋、築地伸和、孫逸菲、小堀康功、髙井伸和、小林春夫“EMI ノイズ拡散スイッチング電源の出力リップル低減方式” 電気学会 電子回路研究会、

ECT-18-026、日立製作所、横浜(2018年3月8日)

(7) 孫逸菲、熊軼、三木夏子、小堀康功、小林春夫“Automatic Notch Frequency Tracking Method with EMI Noise Reduction of Pulse Coding Controlled Switching Converter for Communication

Devices” 電気学会 電子回路研究会、ECT-018-037、日立製作所、横浜(2018年3月8

日)

(8) 三木夏子、新井貴之、孫逸菲、小堀康功、髙井伸和、小林 春夫“EMIノイズ拡散スイ ッチング電源の出力電圧リプル低減方式における実装評価” 電気学会 電子回路研究 会、ECT-018-037、筑波大学(2018年10月12日)

(9) Natsuko Miki, Nobukazu Tsukiji, Koyo Asaishi, Yasunori Kobori, Nobukazu Takai,and Haruo Kobayashi “EMI Reduction Technique With Noise Spread Spectrum Using Swept Frequency Modulation for Hysteretic DC-DC Converters,” IEEE International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems (ISPACS 2017), Xiamen, China (Nov. 6-9, 2017)

(10) Yi Xiong , Koyo Asaishi , Natsuko Miki, Yifei Sun, Nobukazu Tsukiji, Yasunori Kobori and Haruo Kobayashi “Constant On-Time Controlled Four-phase Buck Converter via Saw-tooth-wave Circuit and its Element Sensitivity” International Conference on Mechanical, Electrical and rilMedical Intelligent System 2017