参赛队员：郑翔 陈克俭 陈淼 赖宇帆 庞飞扬

指导教师：杭丽君、何远彬

所属实验室：区域能源互联网技术浙江省工程研究中心

颁奖照片：

复旦大学、中国电源学会科普工作委员会主任委员孙耀杰教授（右一）

为二等奖获奖队颁奖，杭州电子科技大学代表队代表（左一）

团队简介：

杭州电子科技大学自动化学院杭丽君教授、何远彬副教授和唐赛副教授科研团队，多年来依托杭州电子科技大学“区域智慧能源互联网技术”浙江省工程研究中心，研究方向为电能数字化转换与智能化控制，包括第三代宽禁带器件的特性建模和高性能电力电子变换器的拓扑理论、复杂电力电子系统的运行控制等，应用领域包括电气化交通系统、数据中心、新能源发电和智能电网等。实验室长期与海内外知名高校研究所和企业保持良好的合作关系，培养了大批优秀的本科生和研究生。实验室毕业生去向为国内新兴芯片公司、新能源公司和华为等国内知名公司。

指导老师：

杭丽君，杭州电子科技大学自动化学院教授、博/硕导、浙江省“钱江学者”特聘教授、“151人才计划”第一层次和“高校领军人才”，现任杭州电子科技大学“区域智慧能源互联网技术”浙江省工程研究中心副主任，中国电源学会理事、中国电源学会女科学家工作委员会主任委员、IEEE高级会员。

何远彬，杭州电子科技大学自动化学院副教授、硕士生导师。科研方向：新能源并网发电及微电网数字控制技术、电动汽车充放电技术。科研成果：目前，已在SCI/EI发表科研论文50余篇，其中在SCI TOP期刊发表论文20余篇；出版英文专著1本。主持国家自然科学基金项目2项，获上海市自然科学二等奖1项。

团队风采：

团队合照

答辩现场与样机展示

获奖作品介绍

01技术参数

样机展示图

a)正面      b)反面

PCB Layout示意图a)正面 b)反面

样机参数

输入电压：350V

输出频率：0.1Hz-2kHz

功率密度：(3.7W/cm3)60W/in3

输出功率：500W

尺寸：93mm×91mm×16mm

满足电磁兼容性能测试

阻感负载指标

输入电流纹波：5.91%(50Hz)、2.89%(400Hz)、3.1%(2KHz)

变换效率：97.19%(50Hz)、97.458%(400Hz)、95.743%(2KHz)

输出电压谐波：1.025%

电机负载指标

最大启动电流：无电流超调

转速上升时间：3s

稳态转速：1498.1r/min(无转速超调)

阻感负载稳态运行波形图，1通道为输出AC线电压，2通道为输入电流（交流耦合），4通道为输出A线电流

电机空载启动波形图，1通道为输出AC线电压，2通道为输入电流，4通道为输出A线电流

02创新亮点

本次大赛围绕可用于电机驱动的高效高功率密度三相宽频逆变器展开创新性设计。高效高功率密度宽频逆变器是推动电动汽车、智能制造、新能源等新兴领域产业升级和技术进步的核心装备之一。宽禁带半导体器件为实现高效、高功率密度、高集成度的宽频逆变器提供了重要的发展机遇。

驱动设计：为了应对宽禁带器件带来的串扰问题，采用了正负压隔离驱动电源以及隔离驱动芯片，负压关断有效地、可靠的解决了GaN HEMT的串扰直通问题。此外，优化驱动回流面积是十分有效的。

控制策略设计：阻感负载采用开环控制，仅通过采样母线电压进行调制比计算，简化了采样设计以及提高了功率密度与效率。电机负载采用恒压频比控制，在低压进行一定的低压补偿，保持了磁通的恒定，保证电机空载启动无转速、电流超调。

调制策略设计：采用零序注入三次谐波得到的SVPWM调制，较传统SVPWM调制优化了代码，使控制更加简单、稳定。

散热设计：Gan器件的底部散热是最为有效的，通过优化散热片与PCB设计，保证在自然风冷环境下能够长时间运行。

样机散热片放置示意图和烤机10分钟热成像图

03获奖作品照片

特别鸣谢

大赛冠名合作单位

GaN Systems Inc.

大赛联合支持单位

宁波希磁电子科技有限公司

大赛联合支持单位

湖南艾华集团股份有限公司

测试设备指定供应商

艾德克斯电子有限公司

EMI检测仪器提供服务商

敏业信息科技（上海）有限公司