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高功率密度GaN基逆变器模块的设计与实验验证
Design and Experimental Validation of a High-Power-Density GaN-Based Inverter Module for Integrated Modular Motor Drives in All-Electric Aircraft Applications
Armin Ebrahimian · Seyed Iman Hosseini Sabzevari · Waqar A. Khan · Nathan Weise · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
集成模块化电机驱动（IMMD）架构是交通电气化的关键解决方案，具备高功率密度、高效率和高可靠性等优势，适用于全电飞机推进系统。本文设计并测试了一种用于250 kW IMMD的单个逆变器模块，该模块集成功率变换器、直流母线电容组和本地微控制器，可独立运行与控制。所有模块结构相同，便于故障替换并降低制造复杂性与成本。实验结果表明，所研制模块实现了43.96 kW/kg的比功率和98.65%的转换效率，验证了其在紧凑空间下高性能运行的能力。
解读: 该GaN基高功率密度逆变器技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在**新能源汽车驱动**领域，43.96 kW/kg比功率和98.65%效率的模块化设计可直接应用于车载OBC和电机驱动系统，显著提升功率密度并降低重量。在**ST储能变流器**中，GaN器件的高频特性和模块化架构可优化PowerT...
螺旋电容耦合器及电容式无线功率传输的最优阻抗匹配
Spiral Capacitive Coupler and Optimum Impedance Matching for Capacitive Wireless Power Transfer
Waqar Hussain Khan · Dukju Ahn · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
本文提出采用螺旋形开槽结构提升电容式无线功率传输的耦合电容，并给出优化参数选择策略以提高整体效率。所设计的电容耦合板采用细密螺旋图案，增加电容内部自感，有效补偿耦合电容，从而在相同物理尺寸下提升净耦合电容值。针对最大化效率的阻抗变换网络，分析了给定耦合电容及其寄生电阻下的最优匹配阻抗，并推导出耦合电容效益饱和的理论极限。相比传统电感-电容混合耦合器，该方案无需利兹线和笨重易碎的铁氧体材料，降低了所需匹配电感值及逆变器与发射端电流，减少发射侧损耗。实验在2.8 MHz频率下实现200 W负载功率，...
解读: 该螺旋电容耦合技术对阳光电源储能及充电产品线具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于模块间无线功率传输，替代传统接插件连接，提升系统可靠性和维护便捷性。对于充电桩产品，该技术提供了无接触式充电方案，特别适用于恶劣环境下的工业储能充电场景。螺旋结构通过增强自感补偿耦合电容，在2...