“英飞凌杯”先进电源变换技术竞赛决赛测试评分细则
1. 规范性检查
| 是否采用宽禁带器件 | E1= (是E1=1，否E1=0分 |
| PCB板是否不超过4层 | E2= (是E2=1，否E2=0分 |
| 开关频率是否大于100kHz | E3= (是E3=1，否E3=0分) |
| 是否隔离 | E4= (是E4=1，否E4=0分) |
说明：
1.宽禁带器件、PCB板层数、开关频率、拓扑隔离检查(未使用宽禁带器件或PCB板层数超过4层或开关频率小于100kHz或未隔离，任何一项未满足要求，记0分)
2.赛事工作人员将核对样机PCB、Gerber设计文件、器件及拓扑，并确认与现场样机是否一致。开关频率核对将在测试过程中记录，参赛队可指定一个主要高频开关管，使用示波器测量驱动信号或开关节点波形；建议参赛队伍预留测试接口。
3.优先进行满足要求参赛作品的测试；未满足要求的作品在时间允许的情况下，顺延到最后进行相关指标测试，但不能参与评奖
2. 功率密度测试(基础分15分，加分上限40分)
功率密度(基础分) 功率密度=额定功率(600W)/体积。
说明：
体积包含结构件、散热器、输入输出电容、辅助电源等，并按最长、最宽、最高外形尺寸计算。由于赛题控制需要，可使用硬件开关或上位机通讯设备进行模式选择和指令下发，该部分不计入功率密度，但该部分不得承担样机主要功率变换或核心控制功能。
功率密度 | 长/宽/高(cm) | 体积(cm3) | 功率密度(W/cm3) | 得分 | 评分规则 |
1. 功率密度≥2 W/cm³，得15分; 2. 功率密度低于2 W/cm³时，每低0.2 W/cm³扣1分。 3. 功率密度高于2 W/cm³时，每高0.1 W/cm³加1分；额外加分最高40分。 |
3. 电气性能测试(基础分85分，效率有加分，且不设上限)
说明:
1) 样机测试由参赛团队完成，赛事指定工作人员现场见证。
2) 测试环境为室温、无风环境，样机采用自然冷却。
3) 测试组网图如下图所示。所需直流电源、交流负载/电源、功率分析仪、示波器以及连接用的空开由赛事方准备。建议参赛队预留用于连接样机输入输出到空开之间的功率线缆(大约30cm)以及信号测试接口。
4) 测试现场不提供外置低压辅助电源。参赛样机应基于赛题规定的直流或交流电源，自行设计并实现低压辅助供电电路。
5) 离网及并网测试过程中不允许掉电；连续满载运行超过 20 min 后允许停机。离/并网模式切换过程中允许掉电。
6) 测试过程中允许返修一次或更换样机一次，返修或换机后所有项目须重新测试。
7) 正式测试开始后，不允许修改或重新烧写控制器程序。
图1 样机测试组网示意图
3.1 基本功能测试（共32分）
正向放电功能（共18分）
样机工作于DC-AC模式，直流侧接双向直流电源，交流侧接阻性负载。按表3顺序设置直流电压及负载，每个工况稳定20 s后记录，测试过程中不停机。
直流输入 | 交流负载 | 电压有效值&频率 | 得分 | 电压THD | 得分 |
200 V | 200 W | 不考核 | |||
200 V | 600 W | ||||
400 V | 200 W | 不考核 | |||
400 V | 600 W |
评分规则:
1）交流电压、频率满足要求，获得基础分3分；
2）600W下交流电压THD满足要求，获得基础分3分；
3）交流电压/频率/THD指标不在范围，获得基础分1分;
4）无法运行/无输出，0分；
反向充电功能（共14分）
样机工作于AC-DC模式，交流侧接电网模拟器，设置为220 V/50 Hz，直流双向电源以恒压模式吸收能量。按表4顺序设置直流电压并下发交流输入有功功率指令，每个工况稳定20 s后记录，测试过程中不停机。
直流恒压负载 | 交流输入功率 | 交流功率精度 | 得分 | PF与电流THD | 得分 |
200 V | 200 W | 不考核 | |||
200 V | 600 W | ||||
400 V | 200 W | 不考核 | |||
400 V | 600 W |
评分规则:
1）输入功率精度满足要求，获得基础分2分；
2）600W下交流电流THD&PF满足要求，获得基础分3分；
3）输入功率/电流THD/PF指标不在范围，该计分单元得基础分1分;
4）无法运行/无输出，0分；
3.2 转换效率测试（基础分共25分，有加分，不设加分上限）
放电和充电各测试5个工作点，每点独立计分，基础分合计25分。直流侧200 V、250 V、300 V、350 V、400 V五个电压点，各自取五点效率的算术平均值。
项目 | 交流侧 | 直流侧 |
DC-AC放电 | 离网阻性负载600 W标称档 | 依次恒压200、250、300、350、400 V |
AC-DC充电 | 交流电源220 V/50 Hz | 依次恒压200、250、300、350、400 V |
每个工作点带载30 s后开始记录，采用功率分析仪积分功能测量后续30 s内的输入与输出能量。效率按同一记录区间的输出能量与输入能量之比计算，包含辅助电源损耗。
正向效率测试以及反向效率测试测试过程中不停机，正反向切换允许停机。
项目 | 工作点 | 转换效率 |
DC-AC放电 | 200Vdc | |
250Vdc | ||
300Vdc | ||
350Vdc | ||
400Vdc | ||
AC-DC充电 | 200Vdc | |
250Vdc | ||
300Vdc | ||
350Vdc | ||
400Vdc |
评分规则：
1）效率基础分计分：按照工作点独立计分方式，正反向设置10个工作点，任一工作点效率≥92%，得基础分2.5分；该工作点下效率<92%，得基础分1分，该工作点无法输出/无法运行，不得分。
2） AC-DC充电平均效率加分:需完成充电工况5个工作点的效率测试。平均效率92%~96%，每高于92%0.4个百分点，加1分；平均效率>96%，在第二点基础上额外加分，每高于96% 0.2个百分点，加1分。
3） DC-AC放电平均效率加分: 需完成放电工况5个工作点的效率测试。平均效率92%~96%，每高于92%0.4个百分点，加1分；平均效率>96%，在第二点基础上额外加分，每高于96% 0.2个百分点，加1分。
例：AC-DC充电平均效率96%，加10分；DC-AC平均效率98%，再加20分；效率项目总计加分30分。
3.3 持续工作稳定性测试（基础分6分）
在室温、无风及自然冷却条件下，分别验证DC-AC放电模式和AC-DC充电模式的满载稳定运行能力。
模式 | 测试条件 | 稳定运行要求 | 基础分 |
DC-AC放电 | 直流侧300 V；交流输出220 V/50 Hz；离网阻性负载600 W标称档。 | 连续5 min，无保护触发、异常或故障。 | 3分 |
AC-DC充电 | 交流电源220 V/50 Hz；直流侧恒压300 V；交流输入有功功率600 W。 | 连续5 min，无保护触发、异常或故障。 | 3分 |
说明：
1. 若已完成DC-AC放电全部5个工作点的效率测试，则无需额外进行DC-AC放电稳定性测试，该项目计3分；
2. 若已完成AC-DC充电全部5个工作点的效率测试，则无需额外进行AC-DC充电稳定性测试，该项目计3分；
3.4 并网功率因数调节测试（基础分12分）
直流侧双向电源设为300 V，交流侧电源设为220 V/50 Hz，样机控制放电视在功率为600 VA。通过外部指令/硬件开关依次设置表9三个工况，稳定后记录。
目标功率因数 | PF允许偏差 | 得分 | 交流电流THD | 得分 |
1.0 | ±0.05 | ＜5% | ||
0.8超前 | ±0.05 | ＜5% | ||
0.8滞后 | ±0.05 | ＜5% |
评分规则：
1） PF达标得2分；未达标但偏差不超过±0.1得1分；偏差超过±0.1得0分。
2） 电流THD达标得2分，不达标得1分。相应工况无法运行或无输出，该工况不得分。
3.5 并网正反向功率切换测试（基础分10分）
直流侧电压为300 V，交流侧电源为220 V/50 Hz。样机初始运行于单位功率因数AC-DC充电600 W状态，稳定后下发指令，在线切换至单位功率因数DC-AC放电600 W状态。
使用示波器观测交流电压、电流波形，捕捉切换瞬间的电流波形，测量并记录功率切换时间。
评分规则：
1） 切换时间≤50ms，得10分;
2） 在线切换时间＞50ms，得5分；
3） 样机无法切换功率方向，不得分。