“高頻/超高頻功率變換技術及其應用”專題 特邀主編寄語

“高頻/超高頻功率變換技術及其應用”專題 特邀主編寄語

為應對氣候變化、環(huán)境污染以及能源危機的挑戰(zhàn)，“發(fā)展新能源”和“實現(xiàn)碳中和”已成為我國的基本國策。在高效利用可再生能源的基礎上進一步提高能效和節(jié)能，是減碳減排的主要途徑。因此，電力電子技術必將在這場能源革命中發(fā)揮越來越重要的作用。電力電子裝備的廣泛應用，具有更高的發(fā)展需求和更加廣闊的發(fā)展空間，促使現(xiàn)代電力電子技術和相關產(chǎn)業(yè)從單一裝備走向系統(tǒng)化、從單模塊到多模塊交叉成網(wǎng)、從功率變換到能量變換的趨勢發(fā)展。

系統(tǒng)化發(fā)展對裝備層面的電力電子技術提出了更高的要求。眾所周知，降低電力電子裝備的體積和質量、提高調制性能的關鍵是提高其開關頻率，伴隨著第三代寬禁帶功率半導體材料和器件的興起，無源元件、控制技術及芯片技術的快速發(fā)展，電力電子裝備將獲得更高的變換效率和功率密度，并有望解決電磁兼容、標準化和自動化生產(chǎn)等問題。為此，基于寬禁帶功率半導體器件的高頻/超高頻功率變換技術及裝備，已成為國內外學術和工業(yè)界的研究熱點。

然而，高頻化電力電子裝備不僅面臨驅動損耗、開關損耗、開關噪聲、寄生參數(shù)、數(shù)字控制實時性、EMI以及可靠性等應用問題，更面臨精確建模理論缺乏、仿真模型難以再現(xiàn)真實系統(tǒng)以及工程實現(xiàn)困難等基礎問題，嚴重制約了高頻化電力電子系統(tǒng)的整體性能，同時限制了高頻化電力電子裝備的進一步規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化的應用。

基于此，在《電工技術學報》編輯和8位客座編委的支持下，共同組織了“高頻/超高頻功率變換技術及其應用”專題。本次專題共錄用論文10篇，包含GaN/SiC驅動技術、寬禁帶器件及平面磁件應用和高頻低損耗電路拓撲三個方面，反應了國內當前高頻/超高頻電能變換技術及其應用的研究熱點。具體內容如下：

在GaN/SiC驅動技術方面有相關論文3篇：論文《針對GaN器件的非對稱雙路同步諧振柵極驅動電路》提出了一種非對稱電壓的諧振驅動電路，以效率最優(yōu)設計了電路參數(shù)，可有效降低GaN高頻驅動電路的損耗；論文《Cascode GaN HEMT高頻驅動電路及損耗分析》提出了一種高頻諧振驅動電路，在工作模態(tài)、損耗和電感取值原則方面開展了研究，有效地降低了GaN驅動電路噪聲和損耗；論文《基于干擾動態(tài)響應機理的SiC MOSFET驅動設計》提煉了一種SiC驅動參數(shù)標幺化設計方法，提出了一種降低干擾振蕩的SiC MOSFET驅動設計原則。

在寬禁帶器件及平面磁件應用方面有相關論文4篇：論文《基于簡化狀態(tài)軌跡的半橋LCC諧振變換器無噪聲Burst模式控制策略》提出了半橋LCC變換器Burst模式簡化狀態(tài)軌跡控制策略，提高輕載效率并消除振蕩和噪聲；論文《一種可變結構型高效寬增益多諧振軟開關直流變換器》提出了一種可變結構的多諧振軟開關直流變換器，同時實現(xiàn)了較寬的電壓增益范圍和較高的變換效率；論文《低應力高電平開關電容逆變器及其調制策略》提出一種低應力高電平開關電容逆變器，具有電容電壓自平衡和逆變器輸出諧波含量顯著降低等優(yōu)點；論文《基于IGCT的大功率五電平中點鉗位/H橋變流器》提出了輸出低頻時采用IPD-SPWM控制，高頻時采用SHEPWM控制，在高壓大電流工況下獲得了良好的性能。

在高頻低損耗電路拓撲方面有相關論文3篇：論文《用于前端整流器的高效高密度可調直流變壓器》采用RDCX電路作為級聯(lián)整流器的后級DC-DC，提出一種兼顧功率密度和損耗最小的變壓器優(yōu)化設計方法，實現(xiàn)了6模塊RDCX的高效率和高功率密度；論文《基于低高度平面電感的GaN-Si混合型圖騰柱無橋功率因數(shù)校正器》提出低高度平面電感結構及其優(yōu)化設計方法，基于電感結構尺寸優(yōu)化、軟開關運行機理研究，基于GaN和雙磁柱平面電感實現(xiàn)了變換器的低高度和高功率密度；論文《基于多端口變壓器的串聯(lián)鋰電池均壓電路》研究了變壓器電壓比等關鍵參數(shù)設計的約束條件，提出了預測電壓和最低電壓控制策略，基于GaN和多繞組平面變壓器實現(xiàn)了高可控與高效率的整體均壓控制。

希望本專題能為相關領域的專家學者提供交流的平臺，為我國高頻/超高頻功率變換技術及其應用的發(fā)展提供有益的思考和啟發(fā)，衷心感謝各位專家編委對本專題的支持，感謝《電工技術學報》編輯部在專題策劃、修改、定稿和出版過程中的辛勤工作！

2021年10月25日