庄山 正仁

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アバター
研究者氏名
庄山 正仁
 
ショウヤマ マサヒト
URL
http://eesmain.ees.kyushu-u.ac.jp/~shoyama/japanese/index.html
所属
九州大学
部署
大学院システム情報科学研究院
職名
教授
学位
工学博士

プロフィール

今日の社会では,電気エネルギーを活用し,便利で高度な生活を営むことができています。しかし一方では,地球温暖化や化石燃料枯渇などの環境問題から,省エネルギー化と再生可能エネルギーの利用促進が強く求められています。我々のグリーンパワーエレクトロニクス回路研究室は,省エネルギー化に貢献でき,環境にも優しいパワーエレクトロニクス回路とシステムの研究を行い,エコでクリーンな未来社会を創ることに貢献しています。

研究分野

 
 

経歴

 
2011年
 - 
2013年
九州大学 システム情報科学研究科(研究院 教授
 

学歴

 
 
 - 
1986年
九州大学 工学研究科 電子工学
 
 
 - 
1981年
九州大学 工学部 電気工学科
 

Misc

 
河村祐輔, 庄山正仁
電気学会半導体電力変換研究会資料   SPC-13(90-106) 19-24   2013年7月
今村泰隆, YANG Sihun, 庄山正仁
電気学会家電・民生研究会資料   HCA-13(12-26) 43-48   2013年5月
庄山正仁, RAMADAN Husam A., 今村泰隆, 川地光之輔, YANG S., DOUSOKY Gamal M.
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 153-157   2013年1月
本村聖, 安部征哉, 川原大輝, 土本和秀, 石塚洋一, 二宮保, 庄山正仁, 加賀雅人
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 87-91   2013年1月
川原大輝, 安部征哉, 本村聖, 土本和秀, 石塚洋一, 二宮保, 庄山正仁, 加賀雅人
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 23-27   2013年1月
今村泰隆, YANG Sihun, 庄山正仁
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 81-86   2013年1月
川地光之輔, 後籐研太, YANG Sihun, 庄山正仁
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 147-152   2013年1月
後藤研太, 庄山正仁
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 7-12   2013年1月
増本聖, SHI Kewei, 庄山正仁, 富岡聡
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 1-6   2013年1月
平川晋也, 庄山正仁
電子情報通信学会技術研究報告   112(396(EE2012 28-56)) 13-16   2013年1月
梁 時薫, 安部 征哉, 庄山 正仁
電気学会研究会資料. PE, 電力技術研究会   2012(20) 63-68   2012年3月
野村 康祐, 安部 征哉, 梁 時薫, 庄山 正仁, 二宮 保, 松本 暁, 福井 昭圭
電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   111(420) 105-110   2012年1月
直流給電システムにおいて高速応答性を持つ半導体遮断器は極めて重要な要素の一つである。本稿では、400V系直流給電システムにおけるSiC-SITを用いた直流遮断器の短絡事故時の誤動作現象について解析を行い、誤動作メカニズムを明らかにする。また、誤動作抑制対策を提案し対策を施したシステムについて検討している.
小川 真理子, 安部 征哉, 財津 俊行, 小幡 智, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2011(2)    2011年2月
梁 時熏, 安部 征哉, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   110(393) 17-22   2011年1月
近年、超薄形ディスプレイの開発が進んでおり、ディスプレイ用電源回路に対しても薄形化・高効率化が重要課題となっている。ディスプレイ用電源装置によく使用されるLLC共振形コンバータは、ソフトスイッチング技術によりスイッチング損失が非常に少ないという特長を持つが、高周波化すると薄形トランスの損失による発熱が問題になる。本稿では、LLC共振形コンバータの高周波動作に伴って増加する、トランスの損失を低減するため、の回路設計について検討する。
梁 時熏, 小川 真理子, 安部 征哉, 庄山 正仁, 二宮 保, 松本 暁, 福井 昭圭
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   110(393) 29-34   2011年1月
近年、データセンターの規模は年々拡大し、その消費電力は著しく増加している。そのため、データセンターにおける給電システムを従来の交流給電から直流給電へ移行し,消費電力を削減することが検討されている。直流給電システムの保護用デバイスとして、高速な遮断が可能である半導体遮断器の適用が検討されている。しかし、地絡事故発生時、遮断の際に発生するノイズ電流により他系統の半導体遮断器に誤動作が発生する。本稿では、ノイズ電流による半導体遮断器の動作特性について検討する。
富岡 聡, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会論文誌. B, 通信   93(11) 1512-1521   2010年11月
一般に力率改善回路として,比較的容易に高力率が得られる昇圧コンバータが用いられている.しかし,この方法を用いると絶縁出力を得るためにDC-DCコンバータを接続する2段方式になり,コスト,サイズ,効率低下が問題となる.本論文では筆者らが先に提案した昇圧入力形フルブリッジコンバータに関して,トランスのリーケージインダクタンスを考慮した計算を行い,出力インダクタの電流導通モードの境界条件を明らかにした.また交流入力時の動作を解析し,出力電圧と一次側キャパシタ電圧との関係を求めた.更に実験で解析結...
廣光 信也, 小川 真理子, 安部 征哉, 庄山 正仁, 米澤 遊
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   109(371) 1-5   2010年1月
近年、スイッチング電源の小形化のためにスイッチング周波数の高周波化が求められているが、その場合、スイッチング損失の増大による電力変換効率の低下という問題がある。この間題を解決する手法としてソフトスイッチング技術があり、多くの回路方式が提案されている。過渡電流回路はソフトスイッチング技術の1つで、ZCSによるスイッチング損失の低減、ターンオフ電圧サージの抑制という特長を持ち、高周波スイッチング動作においても高効率が実現できる。本稿では、過渡電流回路を用いた降圧形コンバータについて実験を行い、...
梁 時熏, 安部 征哉, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   109(371) 7-11   2010年1月
近年、PDP(Plasma Display Panel)TVに対する薄形化の要求は日増しに強くなり、電源回路の薄形化が必須である。電源回路の薄形化には高周波化が必要であるが、高周波化するとスイッチング損失が問題になる。プラズマディスプレイ用LLC共振形コンバータは、ソフトスイッチング技術によりスイッチング損失が非常に少ないが、高周波化すると薄形トランスにおける発熱が問題になる。本稿では、LLC共振形コンバータの高周波動作に伴って発生する、トランスにおける熱の低減について検討する。
安部 征哉, 小川 真理子, 財津 俊行, 小幡 智, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   109(371) 25-30   2010年1月
近年、DSPやFPGAに代表されるプロセッサの性能が著しく発展している。その中で、スイッチング電源のディジタル制御が可能となってきた。しかし、多くの場合適応制御や予測制御などの複雑難解な現代制御理論を用いた制御系が構築されている。また、最も一般的なPID制御においてもその設計手法は未だ確立しておらず最適設計は困難である。本稿では、コンバータの周波数特性を極零相殺により完全にキャンセルする画期的な制御手法を提案する。この技法によりコンバータの安定化設計が容易になる。
中屋敷 毅, 安部 征哉, 庄山 正仁, 松尾 正浩, 道下 雄介
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   109(371) 99-103   2010年1月
近年の携帯電話用電源には、小形であることが強く求められている。また、バッテリー式の移動通信機器であるため、負荷となるLSIにはスリープモードが導入されている。しかしながら多機能化、高機能化実現のために動作時の消費電力は増加の傾向にあるので負荷変動はより急峻になっている。そのため広帯域化も求められている。小形化と広帯域化を実現する手段として、スイッチング周波数を高周波化し、出力フィルタを小形化してきた。しかし、広帯域化、高周波化に伴って補償回路の設計や制御回路の遅延の問題が顕著になる。本稿で...
野村 康祐, 安部 征哉, 福島 健太郎, 庄山 正仁, 松本 暁, 福井 昭圭, 山崎 幹夫, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   109(371) 105-109   2010年1月
近年、データセンターの規模は年々拡大し、その消費電力は著しく増加している。そのため、データセンターにおける給電システムを従来の交流給電から直流給電へ移行し,消費電力を削減することが検討されている。この直流給電システムにおいて、過電流から系統を保護することは最も重要な事項の一つである。そこで、保護用デバイスとして、高速な遮断が可能である半導体遮断器の適用が検討されている。しかし、遮断の際に発生するノイズ電流により他系統の半導体遮断器に誤動作が発生する。本稿では、ノイズ電流による半導体遮断器の...
福島 健太郎, 乗越 勇美, 庄山 正仁, 二宮 保, 原田 陽介, 塚越 健太
電気学会研究会資料. SPC, 半導体電力変換研究会   2009(149) 65-70   2009年11月
上松 武, 福島 健太郎, 庄山 正仁
九州大学大学院システム情報科学紀要   14(2) 83-88   2009年9月
安部 征哉, 広川 正彦, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2009(2) "S-91"-"S-92"   2009年3月
福島 健太郎, 庄山 正仁, 乘越 勇美
九州大学大学院システム情報科学紀要   14(1) 7-12   2009年3月
福島 健太郎, 乗越 勇美, 二宮 保, 庄山 正仁, 原田 陽介, 塚越 健太
電子情報通信学会論文誌. B, 通信   92(1) 345-352   2009年1月
本論文では,パルスリンク方式の新しい燃料電池用DC.ACコンバータ回路を提案しその動作特性を述べ,入力電流リプルの低減手法について述べる.提案するパルスリンク方式DC-ACコンバータは,前段で昇圧した電圧をパルス状のまま後段のPWMインバータヘ供給する.そのため,前段と後段の間に平滑コンデンサを必要としない.入力電流リプルは,燃料電池の特性劣化を引き起こすおそれがある.そこで提案回路は,前段と後段の間に直列のLC回路を挿入し,入力電流リプルを低減させている.直列LC回路のパラメータを変化さ...
福島 健太郎, 乘越 勇美, 二宮 保, 庄山 正仁, 原田 陽介, 塚越 健太
電気学会研究会資料. SPC, 半導体電力変換研究会   2008(73) 83-88   2008年6月
末川 大介, 庄山 正仁, Ibrahim Gamal Mahmoud Dousoky, 安部 征哉, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   107(430) 7-11   2008年1月
本稿では、ランダムスイッチングによるノイズスペクトルの低減効果に大きな影響を与えるパラメータを実験によって調べる。まず、ランダムスイッチングの原理とその効果について説明する。つぎに、FPGAを用いたディジタルによるランダムスイッチングの実現方法を示す。実験として、このランダムスイッチングをFlybackコンバータに適用し、スイッチング周波数の分布幅と分布の刻み幅の2つパラメータによるノイズスペクトルの低減効果に与える影響を調べる。結果として、スイッチング周波数の刻み幅はノイズスペクトルの低...
福島 健太郎, 二宮 保, 庄山 正仁, 乗越 勇美, 原田 陽介, 塚越 健太
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   107(430) 59-63   2008年1月
本稿では,新しい燃料電池用DC-ACコンバータ回路を提案しその動作特性を述べ,入力電流リプルの低減手法について述べる.提案するDC-ACコンバータは,前段で昇圧した電圧をパルス状のまま後段のPWMインバータへ供給する,パルスリンク方式である.提案回路は,前段と後段の間に,直列のLC回路を挿入し,入力電流リプルを低減させる.直列のLCパラメータを変化させて,リプル低減効果を考察した.その結果,直列回路の共振周波数が,入力電流リプルの周波数と一致させると,入力電流リプルが低減することが確認できた.
川崎 陽介, 庄山 正仁, 安部 征哉, 二宮 保, 松尾 正浩, 道下 雄介, 西田 淳二
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   107(430) 65-69   2008年1月
携帯電話に用いられる電源は小形化で消費電力が小さく、かつ高速な応答特性が求められる。電源ICは携帯電話の設計上、受動素子に制約を受けてしまうため特性改善が妨げられてしまうが、スイッチング周波数を向上させることにより受動素子の小形化が可能であり高速な応答特性も実現できる。本稿では、携帯電話の仕様における電圧モード制御を用いた10MHzスイッチング電源を設計し、シミュレーションを用いてその過渡応答特性について検討した。
末川 大介, 庄山 正仁, DOUSOKY IBRAHIM Gamal Mahmoud, 安部 征哉, 二宮 保
電気学会研究会資料. ECT, 電子回路研究会   2007(88) 21-25   2007年12月
二宮 保, 庄山 正仁
EMC   20(2) 57-62   2007年6月
渡口 悠, 川崎 陽介, 庄山 正仁, 二宮 保, 松尾 正浩, 道下 雄介, 西田 淳二
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   106(494) 71-74   2007年1月
携帯電話に用いられる電源は小型で消費電力が小さく、かつ高速の応答特性が求められる。サイズの制約からインダクタとキャパシタの値は制限されており、集積化された電源の位相補償などの設計は制御回路の部分で行われなければならない。今回の報告では携帯電話用電源ICの仕様における電圧モード制御・電流モード制御を用いた降圧形DC-DCコンバータを集積化し、過渡応答特性を比較した。
丁 程潤, 安部 征哉, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   106(494) 95-100   2007年1月
自励駆動共振形コンバータにおいて、電源投入時の起動が問題になっている。本稿ではディジタル制御を用いた起動手法について検討している。また、定電流制御、定電力制御及び保護機能の追加についても検討している。その結果、ディジタル制御を用いることで、アナログ制御方式に比べ容易に起動問題を解決でき、ソフトウェアのみの変更でコンバータの具体的な応用に柔軟に対応出来ることを確認している。
福島 健太郎, 安部 征哉, 庄山 正仁, 二宮 保, 乗越 勇美, 原田 陽介, 塚越 健太
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   106(494) 145-150   2007年1月
従来の燃料電池用DC-ACインバータは、入力電流リプル低減のために、DC-DCコンバータとPWMインバータの間に大きなコンデンサが挿入されていた。その結果、小形化の実現が困難であった。そこで、中間の大きなコンデンサを必要とせず、昇圧されたパルス状の電圧波形をそのままPWMインバータに供給する新しいDC-ACインバータを提案する。これは、高周波スイッチング周波数におけるエネルギーの補間を行うので、従来よりも小さな容量で済むことが期待される。本稿では、この提案回路について、動作解析を述べ、提案...
渡口 悠, 川崎 陽介, 庄山 正仁, 二宮 保, 松尾 正浩, 道下 雄介, 西田 淳二
電気学会研究会資料. ECT, 電子回路研究会   2006(81) 61-64   2006年10月
出利葉 史俊, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   105(601) 7-12   2006年2月
各種電子機器の小形化に伴い、小形な電源が求められている。これを実現するためにスイッチトキャパシタコンバータ(以下ではSCCと略す)が広く用いられている。SCCは磁性部品を用いないので小形化に適しており、また高効率であるため携帯機器用電源、小電力分散電源等に用いられ、様々な回路方式が提案されている。しかし、従来のスイッチトキャパシタコンバータは、出力電流が増加するに伴って出力電圧が大きく低下するという本質的な問題があった。著者らはすでに、降圧形および昇圧形のSCCに微小なインダクタを挿入して...
庄山 正仁, 出利葉 史俊, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   105(511) 47-52   2006年1月
携帯用電子機器・通信機器等の小形化・高性能化に伴い, 電源回路の小形化・高効率化が求められている. スイッチトキャパシタコンバータ(SCC)はエネルギー蓄積用磁性部品が不要で小形化できるため, 現在, 様々な回路方式が提案され, 実用化されている. しかし, 従来形のSCCでは, スイッチング時に大きなパルス流が流れるため, ノイズ電流が大きくなりがちであること, および回路中の導通抵抗を小さくしても, 負荷電流が増加すると効率が大幅に低下するという問題点があった. この問題に対し, 著者...
渡口 悠, 出利葉 史俊, 庄山 正仁, 二宮 保
電気学会研究会資料. IEA, 産業電力電気応用研究会   2005(25) 97-102   2005年7月
渡口 悠, 出利葉 史俊, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   105(197) 97-102   2005年7月
各種電子機器の小形化に伴い、小形で高効率な電源が求められている。スイッチトキャパシタコンバータは磁性部品が不要で小形化でき、また高効率であるため携帯機器用電源等に用いられている。本稿では、昇圧形コンバータを例に取り, スイッチング周波数制御を用いた場合の回路動作および定常特性, 動特性の解析を行った結果を報告する。
津村 哲史, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2005(2)    2005年3月
庄山 正仁, 出利葉 史俊, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2005(2) "S-48"-"S-49"   2005年3月
出利葉 史俊, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   104(651) 51-56   2005年2月
各種電子機器の小形化に伴い、小形で高効率な電源が求められている。スイッチトキャパシタコンバータは磁性部品が不要で小形化でき、また高効率であるため携帯機器用電源、小電力分散電源等に用いられ、様々な回路方式が提案されている。これまでに降圧形スイッチトキャパシタコンバータについて、時比率制御を用いた場合の動特性については報告がある。しかし、実際にはスイッチトキャパシタコンバータは、時比率制御ではなく、スイッチング周波数制御によって出力電圧が制御される。本稿では、スイッチング周波数制御を用いた場合...
津村 哲史, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   104(651) 57-62   2005年2月
従来のスイッチング電源回路は非平衡であるため、スイッチング時においてスイッチング素子とその放熱器との間の寄生容量にパルス電流が流れ、これがコモンモードノイズ電流の主な原因の1つとなっていた。この問題に対し我々は、コモンモードノイズ電流を回路内での電流相殺により低減する有効な回路機構である平衡化スイッチング電源を提案してきた。本稿では、コモンモードノイズ発生の起因となる寄生容量の値に焦点をあて、平衡化昇圧形スイッチング電源におけるコモンモードノイズ低減のための最適設計法の検討を行う。
Steady-State Characteristics of Resonant Switched Capacitor Converter
Journal of Power Electronics (JPE)   Vol.5, No.3, pp.206-211    2005年
Operation Analysis and Control of Resonant Boost Switched Capacitor Converter with High Efficiency
IEEE 36th Power Electronics Specialists Conference (PESC '05) Record   pp.1966-1971    2005年
Optimum Design Considerations of Balanced Boost Switching Converter to Reduce Common-Mode Conducted Noise
Proceedings of 2005 International Power Electronics Conference (IPEC '05)   pp.1966-1971    2005年
Operation Analysis of Resonant Switched Capacitor Converter
Proceedings of 2005 International Power Electronics Conference (IPEC '05)   pp.508-512    2005年
津村 哲史, 李 戈, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   103(653) 9-14   2004年2月
従来のスイッチング電源回路は非平衡であるため、スイッチング時においてスイッチング素子とその放熱器との間の寄生容量にパルス電流が流れ、これがコモンモードノイズ電流の主な原因の1つとなっていた。この問題に対し我々は、スイッチング電源の主回路そのものを平衡化し、寄生容量等に起因するコモンモードノイズ電流を電源回路内で相殺することによりコモンモードノイズを低減する方法を提案した。本稿では、寄生容量とFG間の電流波形や周波数スペクトラムを測定することにより、電流相殺によるコモンモードノイズ低減の機構...
仲 敏行, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   103(653) 27-32   2004年2月
スイッチトキャパシタコンバータは、キャパシタの充放電を基礎として動作する、小形で軽量のDC-DCコンバータであり、主として軽負荷の各種電子機器に使われている。しかし、従来のスイッチトキャパシタコンバータは、出力電流が増加するに伴って効率が大きく低下するという本質的な問題があった。これは、スイッチング時に強制的にキャパシタの充放電が瞬時に行われ、その際にキャパシタに大きな電流が流れるためである。このため、スイッチの導通抵抗などの内部抵抗をいくら小さくしても効率は上がらず、スイッチトキャパシタ...
早川 貴文, 安部 征哉, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   103(653) 69-74   2004年2月
近年、低電圧、大電流で駆動し、定電圧出力制御において高速応答の要求されるマイクロプロセッサ用電源として、多相インターリーブ方式化した電圧モード制御のコンバータが広く用いられる。本稿では、ピーク電流制御のコンバータを3相化した場合の伝達関数の帯域幅の拡大効果を解析した。また実際に3相の降圧形コンバータを使用した実験を行い、単相のものと比較した。その結果、広帯域化効果はリプル不安定を防ぐためのスロープ補償の有無によって異なり、スロープ補償を施さない場合には多相化を行ってもカットオフ周波数は同一...
Resonant Boost Switched Capacitor Converter with High Efficiency
IEEE International Conference on Industrial Electronics Control and Instrumentation (IECON'2004)   WC7-2    2004年
Steady-State Characteristics of Resonant Switched Capacitor Converter
Proc. of 2004 International Conf. on Power Electronics (ICPE)   pp.II-137-141    2004年
Common-Mode Noise Reduction by Current Cancellation in Balanced Buck-Boost Switching Converter
IEEE 4th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC'2004)   pp.1505-1510    2004年
Resonant Switched Capacitor Converter with High Efficiency
IEEE Power Electronics Specialists Conference Record, 04CH37551C   pp.3780-3786    2004年
Mechanism of Common-Mode Noise Reduction in Balanced Boost Switching Converter
IEEE Power Electronics Specialists Conference Record, 04CH37551C   pp.1115-1120    2004年
Analysis of Noise Current Cancellation Mechanism in Balanced Boost Switching Converter
Proceedings of 2004 International Symposium on Electromagnetic Compatibility   pp.725-728    2004年
Common-Mode Noise Reduction Techniques for Switched-Mode Power Converters
Proceedings of 2004 International Symposium on Electromagnetic Compatibility   pp.193-196    2004年
庄山 正仁, 李 戈, 二宮 保
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2003(2) "S-27"-"S-28"   2003年9月
李 戈, 二宮 保, 庄山 正仁
電気学会論文誌. D, 産業応用部門誌 = The transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan. D, A publication of Industry Applications Society   123(9) 1037-1042   2003年9月
Several topologies of active-clamped DC-DC converters have been proposed before. This paper compares the common-mode noise properties of the conventional type using a pulse transormer for a gate driver and the common-source type proposed recently....
大庭 将之, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2003(2)    2003年3月
李 戈, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2003(2)    2003年3月
庄山 正仁, 安部 征哉, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2003(2) "S-27"-"S-28"   2003年3月
大庭 将之, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   102(643) 7-12   2003年2月
スイッチング電源から商用電力系統に伝搬する伝導ノイズのうち、特にコモンモードノイズ電流が電源ケーブルからのノイズ放射の原因となることが多いため、これを低減することが強く求められている。この問題に対し,我々はスイッチング電源の主回路そのものを平衡化し、寄生容量等に起因するコモンモードノイズ電流を電源回路内で相殺することによりコモンモードノイズを低減する方法を提案し昇降圧形スイッチング電源に適用した場合の回路例を示し、ノイズ低減効果を確認した。本稿では、超小型磁界プローブを用い寄生容量およびF...
李 戈, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   102(643) 107-112   2003年2月
スイッチングコンバータにおいて,スイッチングサージを抑えてソフトスイッチングを実現するためには補助スイッチとキャパシタから成るアクティブクランプ回路が極めて有効である.最近,2つのMOS-FETスイッチの駆動回路を簡単にするために,ソースを共通にして駆動するコモンソース方式のアクティブクランプ回路が提案されている.我々は,先に,従来形とコモンソース形の2種類のアクティブクランプ回路を用いたDC-DCコンバータに対して,コモンモードノイズと近傍磁界放射ノイズの特性を実験により比較検討し,コモ...
李 戈, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   101(650) 33-40   2002年2月
スイッチングDC-DCコンバータにおいてスイッチングサージを抑え,ソフトスイッチングを実現するためにはアクティブクランプ回路が極めて有効であるが,近年,2つのMOS-FETスイッチのソースを共通にして駆動するコモンソース方式のアクティブクランプ回路が提案された.我々はこれにコモンモードノイズの低減効果があることを見いだし,両極性整流方式フォワード形コンバータに適用した場合のノイズ低減効果については既に報告した.本稿では,この方式を拡張し,各種のDC-DCコンバータに適用した回路を提案する....
大庭 將之, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   101(650) 41-46   2002年2月
スイッチング電源から商用電力系統に伝搬する伝導ノイズのうち,特にコモンモードノイズ電流が電源ケーブルからのノイズ放射の原因となることが多いため,これを低減することが強く求められている.従来のスイッチング電源回路は非平衡であるため,スイッチング時においてスイッチング素子とその放熱器との間の寄生容量にパルス電流が流れ,これがコモンモードノイズ電流の主な原因の1つとなっていた.この問題に対し我々は既に,スイッチング電源の主回路そのものを平衡化し,寄生容量等に起因するコモンモードノイズ電流を電源回...
庄山 正仁, 奥永 剛士, 李 戈, 二宮 保
電子情報通信学会総合大会講演論文集   2001(2) 725-726   2001年3月
庄山 正仁, 奥永 剛士, 李 戈, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   100(627) 49-56   2001年2月
スイッチング電源から商用電力系統に伝搬する伝導ノイズのうち, 特にコモンモードノイズ電流が電源ケーブルからのノイズ放射の原因となることが多いため, これを低減することが強く求められている.従来のスイッチング電源回路は非平衡であるため, スイッチング時においてスイッチング素子とその放熱器との間の寄生容量にパルス電流が流れ, これがコモンモードノイズ電流の主な原因の1つとなっていた.この問題に対し, 本稿では, スイッチング電源の主回路そのものを平衡化し, 寄生容量等に起因するコモンモードノイ...
李 戈, 二宮 保, 庄山 正仁, 井上 徳成
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   100(545) 9-15   2001年1月
DC-DCコンバータにおいてアクティブクランプ方式によりソフトスイッチングを達成する際に、各種の回路構成が提案されている。ここでは、スイッチの駆動回路にパルストランスを要する基本方式と主スイッチと補助スイッチのソースを共通にした方式(Common-source Type)をコモンモードノイズ特性の観点から比較している。擬似電源回路網(LISN)による雑音端子電圧測定と近傍磁界測定装置(EMSCAN)による近傍放射雑音評価の結果、後者の方がノイズ低減により有効であることを明らかにしている。
李 戈, 二宮 保, 庄山 正仁, 井上 徳成
電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料   100(546) 9-15   2001年1月
DC-DCコンバータにおいてアクティブクランプ方式によりソフトスイッチングを達成する際に、各種の回路構成が提案されている。ここでは、スイッチの駆動回路にパルストランスを要する基本方式と主スイッチと補助スイッチのソースを共通にした方式(Common-source Type)をコモンモードノイズ特性の観点から比較している。擬似電源回路網(LISN)による雑音端子電圧測定と近傍磁界測定装置(EMSCAN)による近傍放射雑音評価の結果、後者の方がノイズ低減により有効であることを明らかにしている。
金 春峰, 二宮 保, 庄山 正仁, 中川 伸
電子情報通信学会論文誌. B, 通信   83(11) 1513-1519   2000年11月
商用交流を用いる電気・電子機器においては, その交流入力電流に含まれる高調波が規制の対象になっており, 数百Wクラスの家電・汎用の電子機器に対しては, 電源回路の整流ダイオード直後の大容量コンデンサを除去して直接DC-DCコンバータを接続する, いわゆる力率改善形コンバータによる対策が広く検討されており, なかでも, 効率向上の観点から1段方式が多くの関心を集めている.しかし, 力率1を追求する回路方式が活発に議論されている一方, 出力電圧の低周波リプルに関しては議論が少なく, これまでに...
李 戈, 二宮 保, 庄山 正仁, 于 志, 瀬川 毅
電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2000(2)    2000年9月
浜村 直, 財津 俊行, 二宮 保, 庄山 正仁, 布田 良明
電子情報通信学会論文誌. B, 通信   82(10) 1838-1846   1999年10月
圧電トランスを用いたAC-DCコンバータは,厳しい安全規格やノイズ規格に対し容易に小形化が図れる電源として,これまで種々の報告がされてきた.特に筆者らは,圧電トランスを最適に駆動するために,スイッチング回路としてハーフブリッジ回路を,出力整流回路としてブリッジ回路またはカレントダブラ回路を採用することによって,高効率で動作するコンバータを提案してきた.本論文では,このコンバータの動作特性を明らかにすることを目的とし,まず,回路構成,動作原理について述べ,次いで,コンバータ各部の動作特性をA...
小浜 輝彦, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会論文誌. B-I, 通信I-情報通信システム・理論   81(10) 621-628   1998年10月
一般に複数台のスイッチング電源モジュールによって構成された電源システムにおいてはスイッチング動作に起因するノイズによりモジュール間の相互干渉が生じ, モジュールおよび電源システムに悪影響を及ぼす.この問題を解決する一つの方法として, 各電源モジュールの発振回路を同期させることが有効であると言われている.しかし, これまで報告されている同期方式では冗長系を構成できないため, 並列冗長系の高信頼度電源には適していなかった.本論文では冗長構成を損なわない同期方式を提案し, これによるコンバータモ...
小浜 輝彦, 二宮 保, 庄山 正仁
Research reports on information science and electrical engineering of Kyushu University   3(2) 203-209   1998年9月
小浜 輝彦, 二宮 保, 庄山 正仁, 伊原 文明
電子情報通信学会論文誌. B-I, 通信I-情報通信システム・理論   81(6) 408-415   1998年6月
平均電流バランス制御を施したDC-DCコンポ並列システムの電流バランス特性について解析および実験を行いその特性を明らかにした.その結果, 静特性および動特性においてモジュールパラメータの差異により生じる電流アンバランスの抑圧効果が定量的に明らかとなった.また, 位相遅れを有する電流バランス制御によって生じる並列システム内部の不安定性についてその現象を示し, 安定な動作範囲を求めた.
大山 一朗, 二宮 保, 庄山 正仁, 根米 健人, 財津 俊行
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   98(132) 43-50   1998年6月
クロスレギュレーションを用いた多出力DC-DCコンバータは、小型・軽量・低価格化に有効であり、これまでに多くの論文が発表されてきている。しかし、平滑コンデンサが安定性に及ぼす影響については、いまのところ十分に検討がなされていない。また、制御回路内で入力側と出力側を絶縁するために、しばしばフォトカプラとシャントレギュレータを組み合わせた誤差増幅回路が用いられている。この回路は位相遅れを生じるため、安定性に影響を及ぼすのだが、その定式化について、まだ十分な研究が行われていない。本稿では、平滑コ...
浜村 直, 財津 俊行, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   98(132) 81-86   1998年6月
圧電トランスは機械振動によって電力を伝送するため低ノイズなデバイスとして期待されている。しかしながら、これまで圧電トランスのノイズ特性につては明らかにされておらずコンバータの低ノイズ化が図られていない。本論文では、圧電トランスの入出力間に存在する寄生インピーダンスのモデルを提案し、コモンモードノイズの発生メカニズムを明確にするためにそのモデルを用いたシミュレーションと実験結果をの比較を行った。その結果、この寄生インピーダンスがコモンモードノイズの発生に大きく影響を及ぼすことが分かった。さら...
箱田 康徳, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会総合大会講演論文集   1998(2)    1998年3月
野尻 能弘, 大山 一郎, 根米 健人, 財津 俊行, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会総合大会講演論文集   1998(2)    1998年3月
山根 隆志, 迫 芳和, 財津 俊行, 浜村 直, 二宮 保, 庄山 正仁, 布田 良明
電子情報通信学会総合大会講演論文集   1998(2)    1998年3月
小浜 輝彦, 二宮 保, 庄山 正仁
Research reports on information science and electrical engineering of Kyushu University   3(1) 81-86   1998年3月
日高 貴幸, 掛橋 英典, 太田 幸彦, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(542) 31-37   1998年2月
蛍光灯点灯用電子バラストは従来の商用周波数でのバラストに比べ優れた特長をもち広く普及している。近年、省資源と発光効率向上を目指した細いランプの開発が進行し、それに応じた薄形の電子バラストが求められているが、電磁トランスのままでは限界がある。そこで今回、筆者らは電磁トランスにかわり圧電トランスを適用することで薄形化を図った。本稿では、まず圧電トランスインバータを試作し、蛍光灯点灯応用のための基礎実験を行い、その結果をAC等価回路より求めた解析値と比較検討を行った。ついで、これらの実験、解析結...
田中 秀和, 二宮 保, 庄山 正仁, 財津 俊之
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(542) 39-45   1998年2月
共振形コンバータは、小形軽量、高効率、低ノイズ化が図れる電源回路として、これまで各種の回路方式が提案されてきた。筆者らは先に、スイッチング周波数を固定したままPWM制御することができるアクティブクランプを用いたZVS-PWM制御方式電流共振形コンバータを提案した。このコンバータに対し、共振周波数とスイッチング周波数を等しくしてもZVSが実現できるようにアクティブクランプ用のインダクタの値を選んでいる。また、軽負荷時に見られた異常電圧上昇も、出力電圧をPWM制御することによって回避できること...
箱田 康徳, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(541) 29-36   1998年2月
高昇降圧比を求められるDC-DCコンバータにおいて、時比率制限のみでその高昇降圧比を実現することは困難なため、巻数比の大きなトランスが用いられる。しかし、そのためにトランスの漏れインダクタンスが増加し、スイッチ等に過度のストレスおよび損失を招く。この対処法として、サージエネルギーを吸収、回生するアクティブクランプ回路を付加する方法が報告されている。しかしながら、このアクティブクランプ回路の設計法については今だ明確な検討が行われていない。本稿では、巻数比10:1のトランスを用い、アクティブク...
小浜 輝彦, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(465) 1-8   1998年1月
同期整流回路を用いたコンバータの並列接続システムの問題点を明らかにした. 同期整流回路を並列接続した場合, ダイオード整流回路の場合と異なり電力の逆流による電流ストレス, 異常振動, 過大電圧ストレス等の問題が起こる. しかし, これらの現象についてはまだ十分報告されておらず解明もされていない. 本稿では並列接続した際に生じるこれらの現象を実験により確認し, 異常現象の主要因である自励発振動作を解析的に明らかにした.
土生 雅和, 掛橋 英典, 二宮 保, 庄山 正仁, 小笠原 宏, 太田 幸彦
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(465) 9-15   1998年1月
高輝度放電ランプ (HIDランプ) は、高輝度、高効率、長寿命という特長を有するが、始動時に高電圧を一定時間以上与えてランプの封入気体を絶縁破壊させる必要がある。本稿では、耐電流、高信頼性の点で優れている飽和リアクトルを磁気スイッチとして用いた、2段磁気パルス圧縮回路によるHIDランプ始動用イグナイタについて報告する。回路動作を等価回路を用いて解析することにより、出力パルス電圧を最大にするという観点から最適な飽和リアクトルやキャパシタの設計法を提示している。また、解析の妥当性は実験により確...
小浜 輝彦, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料   97(466) 1-8   1998年1月
同期整流回路を用いたコンバータの並列接続システムの問題点を明らかにした. 同期整流回路を並列接続した場合, ダイオード整流回路の場合と異なり電力の逆流による電流ストレス, 異常振動, 過大電圧ストレス等の問題が起こる. しかし, これらの現象についてはまだ十分報告されておらず解明もされていない. 本稿では並列接続した際に生じるこれらの現象を実験により確認し, 異常現象の主要因である自励発振動作を解析的に明らかにした.
土生 雅和, 掛橋 英典, 二宮 保, 庄山 正仁, 小笠原 宏, 太田 幸彦
電子情報通信学会技術研究報告. CPM, 電子部品・材料   97(466) 9-15   1998年1月
高輝度放電ランプ (HIDランプ) は、高輝度、高効率、長寿命という特長を有するが、始動時に高電圧を一定時間以上与えてランプの封入気体を絶縁破壊させる必要がある。本稿では、耐電流、高信頼性の点で優れている飽和リアクトルを磁気スイッチとして用いた、2段磁気パルス圧縮回路によるHIDランプ始動用イグナイタについて報告する。回路動作を等価回路を用いて解析することにより、出力パルス電圧を最大にするという観点から最適な飽和リアクトルやキャパシタの設計法を提示している。また、解析の妥当性は実験により確...
電流バランス制御を用いた並列モジュールコンバータシステムの動作特性解析(共著)
電子情報通信学会論文誌   J81-B-I(6) 408-415   1998年
田中 秀和, 山根 隆志, 二宮 保, 庄山 正仁, 財津 俊行
電子情報通信学会論文誌. B-I, 通信I-情報通信システム・理論   80(11) 809-814   1997年11月
共振形コンバータは, 小形軽量, 高効率, 低ノイズ化が図れる電源回路として, これまで各種の回路方式が提案されてきたが, これらは通常, 出力電圧調整のために周波数制御が用いられている. そのため, スイッチング周波数低下により, 出力フィルタの小形化が阻まれることや, スイッチングノイズ周波数の変動により, ノイズフィルタ設計が複雑になる等の問題があった. これに対し, 筆者らは, さきにアクティブクランプを用いたZVS-PWM制御方式直列共振形コンバータを提案し, 簡単な回路でスイッ...
山根 隆志, 財津 俊行, 浜村 直, 二宮 保, 庄山 正仁, 布田 良明
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(367) 13-19   1997年11月
以前、著者らが発表した圧電トランスコンバータは高効率化が重要な問題になっており、前回の発表では整流回路の改善を行うことにより最高効率86%を得ることに成功した。しかし、解決しなければならない問題がまだいくつか残っている。その一つとして、効率の周波数特性・負荷特性の検討が挙げられる。周波数特性においては、ピークでは最高効率86%が得られるが、そこから少し周波数がずれると効率が大きく低下する。また、負荷特性が定電流特性になり、定電圧制御のためには大幅な周波数変化が必要であった。そこで今回、圧電...
山根 隆志, 財津 俊行, 浜村 直, 二宮 保, 庄山 正仁, 布田 良明
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(278) 31-36   1997年9月
圧電トランスは機械振動を利用して電力を伝送する素子であり, 小形軽量・高絶縁・低ノイズなど, 電磁トランスに比べて優れた特長を数多く持つ. 筆者らはこれまでに圧電トランスを用いたDC-DCコンバータを提案したが, 最高効率が80%程度しか得られなかった. このコンバータの効率が低い原因の一つとして, このコンバータで用いている整流用ダイオードの順方向電圧降下が損失となり, コンバータ全体の効率を低下させている事が分かっていた. 本稿では, このコンバータに用いている整流回路を改善する事で損...
田中 秀和, 山根 隆志, 二宮 保, 庄山 正仁
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(174) 1-7   1997年7月
共振形コンバータは、小形計量、高効率、低ノイズ化が図れる電源回路として、これまで各種の回路方式が提案されてきたが、筆者らは先にスイッチング周波数を固定したままPWM制御することができるアクティブクランプを用いたZVS-PWM制御方式直列共振コンバータを提案した。このコンバータでは、軽負荷時にトランスの等価浮遊容量が負荷特性に影響を与えていることがわかっている。本稿では、コンバータ交流等価回路を用いて軽負荷時の異常電圧上昇について、解析を行った。その結果、異常の原因となっているスペクトル成分...
箱田 康徳, トルソン デリムラト, 姜 松芳, 橋本 孝義, 庄山 正仁, 二宮 保
電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術   97(174) 9-14   1997年7月
巻線巻数比の大きなトランスを用い、さらにアクティブクランプ回路を付加した昇降圧形コンバータを無停電電源システムの高昇降圧比双方向DC-DCコンバータとして用いることを想定し、定常状態の双方向変換特性を解析および実験により調べている。さらに、小信号の動特性解析を行い、これまで明確にされていなかったクランプキャパシタの影響を調べている。

競争的資金等の研究課題

 
文部科学省: 科学研究費補助金(基盤研究(B), 基盤研究(B))
研究期間: 2011年 - 2013年    代表者: 庄山 正仁
近年、低炭素社会の実現に向けて、環境に優しいハイブリッド自動車や電気自動車の普及が促進され、太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーの利用が注目されている。今後、これらの機器において、パワーエレクトロニクス回路が多用されることが予想される。しかし、パワーエレクトニクス回路ではスイッチング素子が高周波でオン・オフ動作を繰り返すため、それ自体がスイッチングノイズの発生源となり、伝導・放射ノイズとして周囲にノイズをまき散らし、機器の誤動作の要因となる恐れがある。これに対し、従来、ノイズフィルタ...
文部科学省: 科学研究費補助金(基盤研究(C))
研究期間: 2007年 - 2008年    代表者: 庄山 正仁
電子機器用電源として広く使われているスイッチング電源は, 小形・軽量・高効率という特徴を持つが, 高速なスイッチング動作によりノイズが発生するため, 低ノイズ化が必要である。本研究において, 世界で初めて, FPGAによるディジタル制御方式によるランダムスイッチングを提案・実現し, 低ノイズ化に有効であることを示した。また, 各種の制御方式を比較・検討することにより, 最も低ノイズ化に効果がある方式を明らかにした。
文部科学省: 科学研究費補助金(基盤研究(C))
研究期間: 2002年 - 2002年    代表者: 松尾 博文
平成15年(2003年)10月に日本において,電子情報通信学会通信ソサイエティとIEEE Power Electronics Societyの共催で,「第25回国際情報通信用エネルギー会議(International Telecommunications Energy Conference,略称INTELEC'03)」を研究代表者である松尾博文を実行委員長として開催する予定である。このため,今日の高度情報化杜会を支え,又,急速に進展し続ける情報通信システムで用いられる電気エネルギーとその関...
文部科学省: 科学研究費補助金(基盤研究(B))
研究期間: 1998年 - 2000年    代表者: 二宮 保
本研究では、太陽電池と電気二重層コンデンサーを組み合わせた高信頼度で長寿命なクリーンエネルギーシステムの構築を対象に、電気二重層コンデンサの充放電方式の開発、及びその際にエネルギー変換を行う高周波スイッチング電源の性能向上を目的としている。一昨年度および昨年度は、電気二重層コンデンサの特性を揃えて、並列モニタ無しで直列接続することを想定し、その際に必要となる電気二重層コンデンサの特性計測システムを開発した。ここで、評価特性値として電気二重層コンデンサの等価直列抵抗(ESR)を選び、その計測...
文部科学省: 科学研究費補助金(基盤研究(C))
研究期間: 1997年 - 1998年    代表者: 庄山 正仁, 小浜 輝彦
本研究は、商用交流から電力の供給を受けて動作する家電・汎用の電子機器において、他の電子機器の妨害となる高調波電流を抑制し、負荷に電力を安定に供給する電源回路について検討したものであり、以下の研究成果が得られた。1. 既に提案されている高調波電流対策回路の特徴を整理し、適用分野を分類した。この結果、実用的で簡単な1段構成方式(ワンコンバータ方式)の殆どは、PFCコンバータ(力率改善形コンバータ)+DC/DCコンバータの2段構成方式におけるスイッチ素子を「共用」し、部品点数を削減しただけであり...
文部科学省: 科学研究費補助金(奨励研究(A))
研究期間: 1993年 - 1993年    代表者: 庄山 正仁
近年、商用交流を入力とする電子機器用電源としてコンデンサ入力形整流回路を持つスイッチング・パワーサプライが多用されている。しかし、正弦波電圧の尖頭値付近のごく短時間に鋭いピーク電流が流れるため力率が悪化し、整流素子や入力電解コンデンサのストレスの増大、効率の低下、他の電子機器への高調波障害等、種々の問題を引き起こしている。この問題に対し、本研究ではまず、スイッチング電源の効率向上、及びノイズ低減に効果のある高周波ソフトスイッチング(部分共振)の手法について検討した。次に、交流力率改善回路を...
文部科学省: 科学研究費補助金(一般研究(A))
研究期間: 1988年 - 1989年    代表者: 原田 耕介
太陽電池の応用上の問題点として、小規模で分散した辺隔地に設置される場合が多いため保守・点検が困難であること、無制御の電源でありエネルギ-蓄積装置が必要であるが蓄電池は安全性と保守の点で問題があること、太陽電池本体を最大効率で動作させるためには複雑な制御を必要とすること等が挙げられる。本研究ではエネルギ-蓄積装置として蓄電池の代わりに交流電源を用い、引き込み同期現象を利用した新しい電力用インタ-フェイス回路について検討した。前年度に行った基礎研究をもとにし、本年度は次の研究を行った。1.まず...