神户大学开发的一种新型电力转换器设计，以其显著提高的效率、降低的成本和维护，预示着电力和电子组件在各个领域，包括发电、医疗保健、移动性和信息技术的发展将受到重大影响。
所谓的“升压转换器”是一种将低电压直流输入转换为高电压直流输出的设备，它在从阳光或振动中收集能量的设备、医疗设备或氢燃料汽车中扮演着关键角色。这种组件的普遍性和关键性意味着它需要尽可能少的组件以减少维护和成本，同时以最高的效率运行，不产生电磁噪声或热量。
神户大学电力电子研究员三嶋朋和的研究团队在开发一种新的直流功率转换电路方面取得了显著进展。他们设法将高频开关（比以前快约10倍）与一种称为“软开关”的技术相结合，该技术减少了由于热耗散引起的电磁噪声和功率损耗，同时还减少了组件数量，因此保持了低成本和复杂性。
研究团队在《IEEE电力电子学刊》上展示了他们的新电路设计及其评估。他们的关键成就是使用了“共振罐”电路，这些电路可以在开关期间存储能量，因此损耗要小得多。此外，他们使用了一种节省组件的设计，将平面组件印刷在电路板上，称为“平面变压器”，该变压器非常紧凑，具有很好的效率和热性能。
三嶋朋和及其同事还构建了一个电路原型并测量了其性能。“我们确认我们的无缓冲器设计大大减少了电磁噪声，并且具有高达91.3%的高能效，这在MHz驱动与高电压转换比的应用中是前所未有的。这个比率也比现有设计高1.5倍以上。”然而，他们希望通过减少所使用的磁性组件的功耗来进一步提高效率。
考虑到电力设备在我们社会中的普遍性，具有高电压倍增比的直流电源的高效率和低噪声运行极为重要。神户大学的发展将对电力、可再生能源、运输、信息和电信以及医疗保健领域的应用具有重要意义。
三嶋朋和解释他们未来的计划说：“目前的开发是100W级的小型容量原型，但我们的目标是通过改进电子电路板和其他组件，将来将功率容量扩大到更大的千瓦级容量。”
这项研究不仅展示了电力转换技术的潜力，而且强调了日本在推动这一领域创新方面的领导作用。那么，您如何看待这种新型电力转换器的发展前景？您认为它将如何影响未来的电力供应和电子设备设计？欢迎在评论区分享您的想法，与我们共同探讨这一激动人心的技术进步。
参考资料：DOI： 10.1109/TPEL.2024.3380069
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