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高频电力电子系统国产化性能卡脖子难题

发布时间: 2026-07-13
截止日期:2026-11-30

价格 ¥20万

地区： 安徽省 马鞍山市 雨山区

需求方： 中钢***公司

行业领域

新材料产业

需求背景

当前机载高频开关电源朝着高频、小型化、重载、高功率密度方向快速迭代升级，电力电子系统运行工况日趋严苛，配套软磁材料的低损耗、宽温稳定、高饱和磁通等综合性能成为决定整机能效与可靠性的核心要素。现阶段国内高频电力电子设备主流配套材料为传统软磁铁氧体，该类材料存在突出性能短板：在高频交变工作环境下磁损耗快速激增，伴随设备温升升高出现磁性能大幅衰退，直接造成电源整机转换效率下降、功率密度难以提升；与此同时，适配高频重载机载场景的高端软磁材料核心配方、制备工艺长期被海外企业垄断，高端牌号产品国产化量产、稳定供给能力不足，形成材料供给与性能双重 “卡脖子” 问题，严重制约我国机载高频电力电子系统自主化、高性能化发展。

目前国内现有软磁铁氧体体系难以同步满足高频低损耗、宽温稳定、大功率承载三大指标，缺少完全自主可控、适配机载高频重载场景的高性能软磁材料成套制备技术。因此，攻关新一代低损耗宽温稳定软磁材料，解决传统软磁铁氧体高频损耗高、高温性能劣化的行业痛点，突破高端软磁材料国产化供给瓶颈，对实现机载高频电力电子系统全链条自主可控、提升装备功率密度与能效水平具备重大战略与产业价值。

需解决的主要技术难题

1.高频工况下磁损耗精准抑制难题。高频交变磁场会引发涡流损耗、磁滞损耗同步上升，如何通过主晶相组分调控、超细晶粒晶界改性、掺杂体系优化，从微观结构层面大幅削减高频综合损耗。

2. 宽温域性能稳定化调控难题。机载设备温差跨度大、长时间持续发热，传统软磁高温饱和磁通下降、损耗陡增，如何构建耐高温稳定微观钉扎结构，实现高低温区间磁性能无明显衰退。

3. 高端软磁配方与工艺自主化难题。海外高端牌号核心掺杂配方、烧结温控工艺形成技术壁垒，如何自主开发无专利规避的全新材料体系与成套制备工艺，摆脱进口材料依赖。

4. 规模化量产性能一致性控制难题。高频软磁对晶粒均匀度、密度、气孔率敏感度极高，批量生产易出现性能离散，如何优化成型、烧结全流程工艺参数，实现大批量产品性能稳定可控，保障国产化稳定供货。

期望实现的主要技术目标

 a. 高频损耗指标：1MHz 高频工况下，材料单位体积损耗较传统商用软磁铁氧体降低 40% 以上；b. 高温稳定性能：-40℃～150℃宽温区间，饱和磁通密度衰减幅度≤8%，高温无损耗突变；c. 功率承载能力：同等体积条件下，适配开关电源重载工况，系统功率密度提升 30% 以上；d. 国产化自主可控：形成完全自主知识产权的材料配方、生产工艺，可替代进口高端软磁牌号；e. 量产稳定性：批量产品磁性能离散度≤6%，具备万吨级连续工业化生产能力；f. 整机适配性：配套机载高频开关电源，整机能量转换效率提升 2.5 个百分点以上。