队员：姚鹏飞、叶如泉、谭娅、廖乙檠、傅道奕

指导老师：李鑫，东南大学副研究员、博士生导师，入选江苏省青年托举人才工程，主要研究方向为各类电力电子变换器的小信号建模与先进控制技术，高效率高功率密度电源，电力电子化电力系统，无线电能传输等。

中国电源学会副理事长章进法博士（右一）为一等奖获奖队颁奖，东南大学代表队代表（左）

样机参数：

本作品采用半桥LCC-S级联Buck变换器的方案，发射侧定频定占空比控制，开关频率359kHz，占空比48%；接收侧同步整流后经Buck电路稳压。

1. 发射侧

尺寸：90.06mm×59.13mm ×11.11mm =59.16cm³ 

功率密度：26.96 W/inch³

2. 接收侧

尺寸：29.94mm×59.44mm ×12.20mm=21.71cm³

功率密度：75.76W/inch³

3. 样机图片

4. 电气参数

输入电压：100V

输出电压：20.04V

LCC-S WPT系统参数：

Buck变换器设计参数:

创新亮点：

1. LCC-S WPT系统的优化设计

高压输出(75V)；实现全负载范围软开关与极低无功环流；采用小封装、低导通压降低的肖特基势垒整流器进行同步整流；选取高开关频率(359kHz)与高感量双层发射线圈，有效降低发射线圈电流；采用DMR96宽温低损定制磁芯。

2. Buck的优化设计

同步整流CCM模式；高开关频率下权衡开关管RDS(on)、Qg(total) 与Coss参数选择开关器件；基于RthJC(top)，VBR(DSS) - Tj曲线，精准确定开关器件可靠运行边界，尽可能实现开关器件的最大化利用。

3. 散热器的优化设计

发射侧选用氮化铝陶瓷散热器，导热系数高，重量轻，厚度小，无涡流效应。

4. EMI滤波器的优化设计

采用度集成高，体积小的集成式EMI滤波器BNX023-01L，尺寸大小12.1mm×9.1mm×3.1mm；5阶无源滤波网络，插入损耗最小值35dB@1MHz~1GHz。

5. PCB优化布局

4层板设计，外层铜厚2oz，大幅增加散热能力，内层0.5oz，兼顾性能与经济性；印制板底层开窗，电压较高处开槽，保证爬电距离预留利兹线装配槽，以便于和定制磁芯装配；开关器件栅极走线尽可能短，发射侧GaN器件栅极直接铺铜，减小寄生电感；接收侧输出滤波电容采用固态铝电解电容与MLCC并联，保证容值同时减小电容ESR。

获奖作品照片