浙江大学电源系统研究中心

千瓦级全砖DC/DC电源模块

一、 单位简介

    浙江大学电源系统研究中心（以下简称“研究中心”）成立于2008年，位于浙江省杭州市西湖区浙大路38号浙江大学玉泉校区内，是由浙江大学电气工程学院石健将教授领导的科研团队创建的。团队现有成员共18位，其中含教授1名，副教授2名，高级工程师2名，工程师2名，博士生3名，硕士生8名。研究中心依托浙江大学国内高校唯一的电力电子技术国家专业实验室、国内高校唯一的电力电子应用技术国家工程研究中心以及浙江大学先进技术研究院，具有国家二级保密资格单位认证、武器装备质量体系认证、装备承制单位注册、武器装备科研生产许可等资质证书，研究方向涉及高效电力电子变换器拓扑理论及其先进数字控制技术、航空航天二次电源系统、高压宽输入/高比功率DC/DC电源模块、高频DC/AC逆变器、高功率因数高频AC/DC整流器、智能UPS系统、智能固态变压器及其微电网技术等研究内容。

    研究中心主任为石健将博士，浙江大学电气工程学院教授/博导，已从事军用高效/高性能二次电源转换技术研究与相关产品研制工作20余年，已先后为空军和海军装备研制了多个型号的军用高性能二次电源产品，已授权国家发明专利7项，主持完成了多个国家自然科学基金项目，目前正在主持海军装备部高性能DC/DC变换二次电源模块新品项目以及装备发展部高效二次电源转换共用技术预研项目。

二、 产品介绍

    1. 千瓦级全砖DC/DC电源模块

    千瓦级全砖DC/DC电源模块满足输入高压/宽范围、输出低压/大电流的要求，具有高功率密度/大功率的特点，可广泛应用于相控阵雷达、导弹以及飞机吊舱等武器装备任务系统。

    主要技术参数

    （1） 额定功率：1kW

    （2） 输入电压：220 ~ 425V

    （3） 输出电压：28V

    （4） 尺寸：119.0×63.1×13mm

    （5） 最高效率：94%

    （6） 工作温度：-55 ~ +100℃

    （7） 模块并联个数：≥5

    （8）并联均流精度：3%

    2. 15W高功率密度DC/DC电源模块

    15W高功率密度DC/DC变换器满足输入宽范围、单/双路输出的要求，具备高功率密度、高效率、高可靠性、电气隔离等功能，可应用于武器装备系统，为电子设备提供高质量的电能。

    主要技术参数:

    （1） 额定功率：15W

    （2） 输入电压：9 ~ 36V（4:1）

    （3） 输出电压：5V、±5V、±15V 

    （4） 尺寸：31.80×20.32×11.20mm

    （5） 重量：23g

    （6） 工作温度：‐45℃ ~ +85℃

三、 核心技术

    1. 创新性拓扑

    基于12层PCB印制板的整体结构设计，提出具有完全自主知识产权的高效大功率DC/DC隔离型二次变换电路拓扑结构，可以满足输入高压/宽范围、输出低压/大电流的要求，同时具有高功率密度、大功率及自动均流的特点,功率密度可达180W或3000W/kg以上。

    2. 数字化集成控制技术

    采用基于PCB铜箔的电流采样精度校正技术和温度补偿技术，结合先进的数字化集成控制技术，硬件控制电路结构更加简单，而且能实现更加复杂的控制规律，具有适应性强、灵活性强、便于集中监控等优点。

    3、高频平面变压器优化设计

    PCB型平面变压器由于高度低、窗口面积小而工作频率极高的特点，为降低其磁芯铁损，磁芯采用高频低损耗铁氧体材料；为进一步降低高频变压器绕组铜损，其原、副边绕组采用交错分布及串-并联结构设计；这种绕组设计方法不仅可有效降低集肤效应和邻近效应产生的损耗，还可有效降低分布电容，满足谐振电路的设计要求。

四、 应用领域

    本项目千瓦级高性能全砖DC/DC电源模块，由于其电路接口及功能兼容美国SynQor同类产品，具有使用方便的优点，同时还具有高可靠性、高功率密度、全金属封装、良好EMC性能等优点，可被广泛应用于各类主动雷达制导的空-空导弹、空-地导弹、巡航导弹，还可被应用于各类机载相控阵雷达、任务吊舱、以及舰船相控阵雷达和通信任务系统。

五、 应用案例

    已部分试应用中船重工、中航工业、中电科集团等单位承担的项目中。