研究目的
为航天应用设计和优化太阳能转换系统，重点是通过遗传算法进行多目标优化，最大化日均可输送功率与系统总质量之比（瓦/千克），并评估和比较不同直流-直流转换拓扑结构在太空环境中的适用性。
研究成果
采用eGaN晶体管的非反相升降压转换器在分布式最大功率点跟踪架构中，被确认为空间应用的最优选择，实现了35.56瓦/千克的比功率。该原型机展现出高效率（98.4%）、高功率密度（3.54瓦/立方厘米）、高比功率（3.76瓦/克）以及在低温条件下的可靠性，验证了太空太阳能系统设计与优化方法的有效性。
研究不足
该研究对导体密度、电阻率、转换器质量、光伏板面积及质量采用了特定指标，可能未涵盖所有现实变数。优化基于理论损耗模型，未必能完全反映实际运行中的所有低效因素。低温测试受限于微控制器在极端温度下的失效问题，且原型机采用的参数接近但并非完全等同于优化值。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用遗传算法进行多目标优化，针对500kW太阳能微电网系统参数（电池电压、光伏最大功率、光伏最大功率点电压、每串电池板数量）进行优化?；谛视胨鸷哪Ｐ推拦浪闹諨C-DC变换器拓扑结构（降压、升压、升降压、无极性升降压）。
2：样本选择与数据来源：
优化过程采用基于地面及空间应用标准的实际参数范围（如电池电压300-800V，光伏功率100-600W）。
3：实验设备与材料清单：
组件包括氮化镓MOSFET（如GS66508T）、电感器（如ER32/6/25-3F36磁芯）、电容器，以及搭载STM32F108C8T6微控制器的控制板。
4：实验流程与操作步骤：
搭建无极性升降压变换器原型机，通过直流电源、电子负载和功率分析仪测试其效率。在温控箱中进行0°C至-140°C循环的低温测试以评估可靠性。
5：数据分析方法：
测量效率并与理论模型对比；利用遗传算法优化的W/kg指标与帕累托前沿分析系统性能。
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获取完整内容-
Microcontroller
STM32F108C8T6
STMicroelectronics
Used on the control board for implementing MPPT algorithm and converter control.
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GaN MOSFET
GS66508T
GaN Systems
Used as switches in the DC-DC converters for high efficiency and radiation resilience in space applications.
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Inductor Core
ER32/6/25-3F36
FXC
Used in the inductor design for the converters to provide inductance with superior performance at low temperatures.
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Input Capacitor
CGA9P4X7T2W105M250KE
Sized for fast settling time in the input filter of the converter to handle MPPT duty cycle perturbations.
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Output Capacitor
2220Y6300105KXTWS2
Sized to maintain regulated output voltage with low ripple in the converter.
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