面向航空应用的高功率高开关频率低温冷却逆变器研发

Development of High-Power High Switching Frequency Cryogenically Cooled Inverter for Aircraft Applications

作者	Handong Gui · Zheyu Zhang · Ruirui Chen · Ren Ren · Jiahao Niu · Haiguo Li · Zhou Dong · Craig Timms · Fei Wang · Leon M. Tolbert · Benjamin J. Blalock · Daniel Costinett · Benjamin B. Choi
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2020年6月
技术分类	拓扑与电路
技术标签	三电平功率模块宽禁带半导体多电平
相关度评分	★★★ 3.0 / 5.0
关键词	深冷冷却三电平逆变器有源中点钳位 (ANPC) 高开关频率电力电子航空应用功率密度

语言:

中文摘要

为支持未来航空超导推进系统，本文研究了低温环境下的高功率、高开关频率电力电子技术。文章开发了一款40kW三电平有源中点钳位（ANPC）逆变器，实现了3kHz输出频率和140kHz开关频率，验证了低温冷却技术在提升功率密度和效率方面的潜力。

English Abstract

To better support the superconducting propulsion system in the future aircraft applications, the technologies of high-power high switching frequency power electronics systems at cryogenic temperatures should be investigated. This article presents the development of a 40-kW cryogenically cooled three-level active neutral point clamped inverter with 3 kHz output line frequency and 140 kHz switching ...

SunView 深度解读

该研究涉及的三电平ANPC拓扑及高频化设计，对阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能变流器具有参考价值。虽然航空低温应用场景特殊，但其高功率密度设计思路可优化现有产品的散热布局与功率模块选型。建议关注其在高频开关下的损耗模型及低温热管理技术，这有助于提升阳光电源在极端环境（如高海拔、高寒地区）下光伏及储能系统的可靠性与功率密度，并为未来探索宽禁带半导体在极端工况下的应用提供理论储备。