赛题1：高压隔离DC/DC功率变换器

（一）题目背景

以可再生能源为主体的新型电力系统，与以算力为核心的新一代数据中心，正成为推动能源与信息融合发展的两大核心支柱。在此背景下，直流供电系统凭借其高能效、高可靠性和易于集成等突出优势，正逐步成为未来能源互联网的重要发展方向。大功率隔离DC/DC变换器，是直流微网储能系统及AI数据中心直流供电架构中的关键技术之一。

本赛题以此类变换器为研究与设计对象，参赛团队需综合考虑效率、功率密度及不平衡负载管理能力等多重性能指标，提出兼具创新性与工程可实现性的系统方案。本赛题不仅考察学生对电力电子理论的系统理解与分析能力，更强调对实践创新、系统集成与工程设计思维的综合运用，旨在引导参赛队伍突破传统拓扑与控制策略的局限，探索适用于高压、大功率应用场景的新型变换器架构与高效控制方法，培养能够引领未来电力电子技术发展的创新型人才。

（二）作品要求

1.设计方案要求

鼓励选择兼具创新性与可靠性的技术方案。具体要求如下：

（1）拓扑类型：隔离型变换器。

（2）能量传输方向：单向或双向。

（3）设计方案的额定功率：20kW（注：设计方案基于20kW设计。原理样机基于1kW制作，具体要求见2.原理样机要求）。

（4）输入侧(高压侧)：额定800V DC。

（5）输出侧:方案需同时满足图1和图2中的参考架构要求。

架构1：输出I和输出II支持不平衡负载，输出I为+400V DC，输出II为-400V DC；

架构2：输出III单输出带载，输出为800V DC。

（6）支持10台以上并联运行。

（7）器件选型：不限(兼顾成本和性能的前提下，鼓励使用SiC、GaN等新型器件)。

图1 参考架构示意图 

图2 参考架构示意图

2.原理样机要求：

（1）额定功率：1kW。

（2）输入侧（高压侧）：额定400V DC。

（3）输出侧：架构1的双输出架构下，输出I为+200V DC，输出II为-200V DC；架构2的单输出架构下，输出III为400V DC。

（4）需综合体现变换效率、功率密度、双向控制、不平衡负载、动态性能、绝缘耐压及成本控制等核心指标。