大赛针对同学们的需求，邀请了本次大赛战略合作伙伴——施耐德电气（中国）有限公司专家对“施耐德电气Go Green电力电子创赢赛道”赛题一进行了分析：

DC/DC双向功率变换器设计

目前新型绿色数据中心，电动汽车，光伏，储能，微网等热门产业兴起，推动着系统供电方案朝着宽输入，宽输出，高密度，高效率，等方向发展。DC/DC双向功率变换器在上述领域中担任的角色越来越重要。本次大赛以“DC/DC双向功率变换器设计”为题目，鼓励大家用工程化的思路解决问题、积极探索解决高频、高效，高功率密度和并联控制等多项技术方案。

一、题目要求

基本要求：

1. 拓扑要求：双向、非隔离拓扑。

2. 低压侧电压范围：75V DC～240V DC。

3. 高压侧电压：400V DC，高压侧并联。

4. 单功率模块额定输出功率：500W。

5. 并联模块数量：2台并联模块低压侧独立；模块高压侧并联。

6.并联特性：两个模块实现功率平均分配，两个并联功率模块需要具有独立的控制器，并且具备独立运行的功能。

参考架构

其他要求：

1. 不考虑EMC。

2. 负载为R载。

3. 双向切换时，高压侧有R负载切换为电压源。

二、作品要求

初赛要求：

选择合适的拓扑，提供概要设计方案，鼓励提供电路详细设计方案。

复赛要求：

提供电路详细设计方案。方案的完整性、规范性、可读性，以及仿真文件的规范性、可读性都会影响复赛结果。若复赛阶段有样机提供，可加分。

建议使用的计算文档软件：MATHCAD, MATLAB, EXCEL。

建议使用的电路仿真软件：MATLAB, PLECS, Pspice。

决赛要求：

提供样机，进行现场展示。样机的现场测试指标如下。

1.运行测试

作品要求能在25°C环境温度下并联满载1kW持续工作1小时，包括正向运行0.5小时和反向运行0.5小时。

正向运行：

Vin1=Vin2：75V DC

Vout：400V DC

反向运行：

Vin：400V DC

Vout1=Vout2：75V DC

可以考虑外部强制散热，若采用自然冷却会酌情加分。

2.性能测试

静态特性：电压纹波率，效率，静态功率均衡度。

动态特性：双向满载空载切换，动态加减载功率均衡度,单一模块异常下电输出动态响应。

故障特性：单一模块独立工作。

3.整机设计

考核功率密度、冷却方法（鼓励自然冷却）

注：不考虑EMC，负载为R载。

4.效率测试

作品需要在25°C环境温度下并联满载1kW持续工作(Vin1=Vin2：75V DC；Vout：400V DC)0.5小时之后，测试正向反向效率曲线（若采用外部风冷，需将风扇功率计算在内）。

评分说明：

1.在要求的输入输出范围内稳定运行并满足基本技术指标；

2.在满足基本规格下，效率、功率密度越高越好；

3.大赛鼓励选择具有创新性和新颖性的技术方案；

4.具体方案和器件不设限制。

三、参赛思路

项目设计方案可能包含器件选型、磁性器件详细设计、控制方式、损耗计算报告、电路仿真报告等内容。复赛中提交的设计方案报告中，除基本设计指标外，若体现出热设计和并联特性，会更容易脱颖而出。另外，复赛时能提供样机为佳。

决赛中，要求完成样机调试，按照要求完成所有测试，并给出预测试报告，标定样机指标，包括各工况下的效率，功率密度（单位体积或单位重量）等。决赛应提供BOM清单，及主要磁性器件规格书，并提供预估成本。此外，项目中考虑经济性原则进行设计者更佳。

决赛现场还鼓励参赛团队完成现场评委随机提问、随机调整测试条件、考虑赛题要求之外的其他额外补充测试。

决赛时会对测试项目进行分类排序。为保证公平，所有决赛作品会按照相同流程进行测试，每个测试项目会设置不同分数，并根据现场测试结果计分，最终完成所有测试项目后根据总分进行排名。选手可以选择性的测试。若担心某测试项目会损坏作品，可以选择放弃此测试项目进入下一测试环节。