研究目的
为太空应用开发和优化太阳能转换系统，重点通过多目标优化实现比功率（瓦/千克）最大化，并评估不同直流-直流转换器拓扑结构。
研究成果
DMPPT架构中的非反相升降压转换器因其故障与阴影条件下的灵活性及高比功率，被认定为航天应用的最优拓扑结构。优化后的系统实现了35.56瓦/千克的功率密度，原型机展现出高效率（98.4%）、高功率密度（3.54瓦/立方厘米）以及在低温循环下的可靠性，验证了其航天适用性设计。
研究不足
该研究采用了特定指标（如导体密度、光伏板质量指标），可能未涵盖所有现实变数。优化基于的模型或无法捕捉所有非线性因素或环境条件。原型机使用的参数接近但并非完全等于优化值，且测试仅限于实验室条件，而非真实太空环境。低温测试中出现了微控制器故障，表明控制组件在极端寒冷条件下可能存在可靠性问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用多目标优化遗传算法，针对DMPPT架构优化系统参数（电池电压、光伏最大功率、光伏MPP电压、每串电池板数量）?；谛视胨鸷哪Ｐ?，对四种DC-DC变换器拓扑（降压、升压、升降压、无极性升降压）进行建模与比较。
2：样本选择与数据来源：
优化假设空间应用场景为500kW系统，参数范围基于实际值设定（如电池电压300-800V，电池板功率100-600W）。光伏电池性能通过MATLAB Simulink单二极管模型建模。
3：实验设备与材料清单：
组件包含eGaN FET（如GS66508T）、平面电感（如ER32/6/25-3F36磁芯）、电容及搭载STM32F108C8T6微控制器的控制板。搭建硬件原型进行测试。
4：实验流程与操作步骤：
优化流程包括定义变量、通过公式（如导通损耗、开关损耗）计算损耗，并运行遗传算法寻找帕累托最优设计。使用直流电源、电子负载和功率分析仪测试原型效率，在0°C至-140°C循环温箱中进行低温可靠性测试。
5：数据分析方法：
基于损耗模型计算效率并实验验证。通过计算系统重量与功率得出W/kg指标。通过效率测量与循环测试评估低温性能。
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获取完整内容-
Microcontroller
STM32F108C8T6
STMicroelectronics
Control board microcontroller for converter operation.
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eGaN FET
GS66508T
GaN Systems
Used as switches in the DC-DC converters for high efficiency and radiation tolerance in space applications.
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Inductor Core
ER32/6/25-3F36
FXC
Core for planar inductors in converters, designed for low-temperature performance.
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Input Capacitor
CGA9P4X7T2W105M250KE
Input capacitor for fast settling in MPPT perturbations.
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Output Capacitor
2220Y6300105KXTWS2
Output capacitor for voltage regulation.
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