四輪車技術紹介 DC/DCコンバータ

  • 四輪車技術紹介

高効率化・低ノイズ化を実現する回路技術・制御技術

1.部分共振フルブリッジ方式

本電源の主回路構成は、より少ない部品でゼロ電圧スイッチング動作を可能にする部分共振フルブリッジ方式を採用しています。内部素子のスイッチング損失の低減を図り、特に実使用負荷領域で変換効率を最高点に設定することで、自動車の一層の燃費向上に貢献しています。

回路構成ブロック図

  • 回路構成ブロック図

メインFETモジュール

  • メインFETモジュール

効率特性

  • 効率特性

2.デジタル制御による性能向上

DC/DCコンバータの電源制御および通信はすべてフルデジタル化(DSP)による制御を行っています。従来のアナログ技術では実現できなかった回路動作の最適制御、機能向上、電源監視と安全設計、上位ECUとの通信による給電システムの最適動作を実現しています。

3.内製部材の採用

DC/DCコンバータの主回路部品(高耐圧FETモジュール、メイントランス、同期整流FET、出力チョーク)は、新電元社内のパワーデバイス事業部門およびパワーユニット事業部門において、個々の電源仕様に合わせた最適設計のパーツとなっております。またそれらパーツをアルミダイカストケースに実装することで、空冷および水冷の放熱性能を各段に向上させた構造としています。

最適実装・パッケージング

高い放熱特性と生産効率向上に貢献

  • 独自のパッケージ技術を用いたトランスファートランスを新規開発
  • メイントランスの高い放熱性と絶縁及び固定機能を統合し、生産効率の向上を実現

最適設計による高効率化実現

  • 自社開発の高耐圧VX6シリーズを搭載した1次モジュールと、低耐圧EETMOS5シリーズを搭載した同期整流FETを採用
  • 内製部材の採用イメージ

柔軟な電力拡張を可能にする並列運転機能

大電流システム例 並列動作:Parallel-Operation

カーエレクトロニクスの進化による補機系電力の増加や自動運転技術の進化に伴い、DC/DCコンバータも大出力が求められてきております。 並列運転が可能なDC/DC コンバータを使用する事で、補機系電力増加のニーズに応えます。

  • 大電流システム例 並列動作
  • 大電流DC/DCコンバータが必要な際のブースターとして、サブ用DC/DCコンバータを並列接続したシステム例
  • 補機系電力を分散することで、DC/DCコンバータ大電流化によるワイヤーハーネスやメインFUSEの大型化を抑制

並列運転時の出力特性

1kW と2kW を組み合わせた並列動作時の出力電流電圧特性です。
2台のDC/DC コンバータの出力電流値をバランスよく供給できるように補正する事が可能です。
車両負荷が追加され、要求電流が増加した場合でも並列動作が可能であるため、簡単にサブ用DC/DC コンバータから電力供給を行うことも可能です。

  • 並列運転時の出力特性

冗長対応でシステム停止リスクを最小化

冗長システム例 冗長化:Redundant Operation

自動運転システムを完全に冗長化するシステムを構成する際には、補機系電源も冗長化する必要があります。DC/DC コンバータを使用することで冗長化のニーズに応えます。

Autonomous Driving

  • 自動運転車両の冗長電源システムにサブ電源専用のDC/DC コンバータとして使用
  • 冗長システム構成例

Dual Battery System

  • 24V系統への電力供給や、バッテリーレスでの12Vの電力供給も可能
  • Dual Battery System構成例

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