動的負荷変動における多相DC-DCコンバータの電流制御手法の最適選択

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Power electronics researchers can use the comparative evaluation to guide further optimization of current control strategies for multiphase converters.

🏢実務担当者:Design engineers can apply the selection methodology to improve efficiency and reliability in EV and renewable energy power converters.

多相DC-DCコンバータは、電流リップルを低減し、効率を向上させ、複数の位相に熱応力を分散させる能力により、電気自動車（EV）や再生可能エネルギーシステムなどの高電力用途で広く採用されている。しかし、動的負荷変動下では、受動部品、デバイスパラメータ、寄生要素、および熱効果の不整合により、位相電流の不均衡が生じる可能性がある。この不均衡は、過渡性能を低下させ、循環電流を増加させ、システム全体の信頼性を低下させる。したがって、変動する動作条件下で正確な電流分担と安定した出力電圧調整を確保するには、適切な電流制御戦略を選択することが不可欠である。本論文は、MCUベースのインターリーブDC-DCコンバータのための電流制御技術に関する比較研究と選択方法論を提示する。様々な電流制御戦略が、動的応答、定常状態の電流分担精度、実装の複雑さ、および組み込み実現可能性の観点から評価される。窒化ガリウムデバイスを使用した1 kW、36 V-12 V三相インターリーブ降圧コンバータがMATLAB/Simulinkでモデル化され、ハードウェア実験を通じて検証される。比較結果は、過渡性能、電流バランス精度、スケーラビリティ、および組み込み実装の複雑さの間のトレードオフを浮き彫りにし、アプリケーション要件に応じて適切な電流制御技術を選択するための構造化された基盤を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Multiphase DC-DC converters are widely adopted in high-power applications such as electric vehicles (EVs) and renewable energy systems due to their ability to reduce current ripple, improve efficiency, and distribute thermal stress across multiple phases. However, under dynamic load variations, mismatches in passive components, device parameters, parasitic elements, and thermal effects can result in phase current imbalance. This imbalance degrades transient performance, increases circulating currents, and reduces overall system reliability. Therefore, selecting an appropriate current control strategy is essential to ensure accurate current sharing and stable output voltage regulation under varying operating conditions. This paper presents a comparative study and selection methodology for current control techniques for MCU-based interleaved DC-DC converters. Various current control strategies are evaluated in terms of dynamic response, steady-state current sharing accuracy, implementation complexity, and embedded feasibility. A 1 kW, 36 V-12 V three-phase interleaved buck converter using Gallium Nitride devices is modeled in MATLAB/Simulink and validated through hardware experimentation. The comparative results highlight the trade-offs among transient performance, current balancing accuracy, scalability, and embedded implementation complexity, providing a structured basis for selecting an appropriate current control technique as per application requirements.

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