1. 痛点问题 功率半导体是支撑能源领域发展的核心部件。为实现3060双碳目标，我国正在超常规推动新能源发电、大容量输配电和电气化交通等领域，对电压等级4.5kV以上的功率器件需求急速增长。提高器件电压和容量可以减少器件串并联数量、缩减装备体积和成本，是解决城市用地紧张、降低海上风电平台建设成本的关键。然而，受工作机理和制备工艺限制，IGBT器件最大功率等级为4.5kV/3kA和6.5kV/0.75kA，已接近瓶颈，无法满足能源发展需求。因此，亟需更高电压、更大容量、更高可靠性和更低制造成本的功率半导体器件解决方案。 2020年，中国功率半导体市场规模达2000亿元，但90%以上依赖进口，尤其是4.5kV以上器件，近乎全部进口。亟需寻求自主可控的功率半导体器件国产替代方案。 2. 解决方案 本技术面向新能源发电和输配电领域大容量、高可靠的需求，提出了自主化IGCT器件（集成门极换流晶闸管）的设计、制备和驱动控制方案，可以提高阻断电压和关断电流能力、降低器件运行损耗，且可以结合应用工况开展定制优化，如改善器件防爆特性、解决高压装置中的驱动供电问题等，从而实现大容量、高可靠、低成本、高效率的能量管理和功率变换。 目前团队已研制出4.5kV/5kA和6.5kV/4kA的IGCT器件，功率等级全面覆盖IGBT，且具有向更大容量发展的潜力。与IGBT、MOSFET等晶体管器件相比，本技术提出的IGCT具有通态损耗低、耐受电压高、可靠性高、抗干扰能力强等突出优势，符合能源发展趋势，且制造工艺沿用基本沿用传统的晶闸管路线，制造成本低，国内工艺基础好。

研究内容及用途： 超级电容器是一种大功率密度 （> 1 kW/kg ）的新型 能 量 存储 装 置 。 电 化 学 超 级 电 容 器 (Electrochemical Supercapacitor or Ultracapacitor) 通常由两个电极组成，中间充有电解质，并由可允许离子导 电的隔膜分开。电极与电解质界面存在双电层电容，当电极采用大表面， 多孔材料时，其电容值可达几百法拉第每克 (> 10

最大输出功率: 55kW；额定交流输出功率: 50kW；额定电网电压: 三相三线，270/315Vac（±10%）；最大输出交流电流: 118A；电网频率范围: 47-52Hz；电网电流谐波畸变率: <3%。

CO2激光打标机是融合先进的激光振镜打标技术、进口射频激励封离型CO2激光器于一体，将激光束通过扩束、振镜、聚焦，最后通过控制振镜的偏转实现标刻的高性能激光设备。   

针对现有大功率LED散热所面临的主要技术瓶颈，提出了一种大于大功率LE。散热的回路热管装置，具有散热效率高、散热设计能满足造型需求、均温性好、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低、节能效果显著等特点。 该大功率LED散热的回路热管装置，包．括  大功率LED、蒸发器、循环管、冷凝器、储液器，蒸发器为平板状，基发器的壁面直接与大功率LED焊接，吸收掉大功率LED灯热量的蒸发器通过循环管连接至fJ可释枷芝量的冷凝器，循环管穿过储液器伸入至蒸发器内部。 所述平板状蒸发器内部和所述储液器内部都平铺有能吸附工质液体的物质结构，且蒸发器内部和储液器内部的能吸附工质液体的勃质结构是连为一体的。所述通过储液器回流入平板式蒸发器内部的回流管段部分在其管壁上开有数个便于工质液体尽快回流到蒸发器内的毛细结构上的小孔。所兰平板式蒸发器与储液器之间用可有效地防止蒸发器中的蒸气窜入储液器的悉气挡枚隔离开。 该大功率LED散热的回路热管装置散热效率高、散热设计能满足造型需求、均温性好、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低、节能效果显著。

三种产品及其关键技术： 1、冷凝端扩展型仿生毛细管芯平板热管 基本原理：（1）在散热翅片内构造许多通道，增加平板热管冷凝端的散热面积。（2）在平板热管蒸发端表面上烧结仿生毛细管芯，提高热管蒸发端的传热系数。（3）热管蒸发端和冷凝端（散热翅片）采用一体化设计，从而确保平板热管和散热器之间的紧密接触。（4）众多散热翅片内的通道与仿生毛细芯相结合，类似于许多微型热管同时工作。 技术指标：（1）提高散热性能20%（用于大功率LED的散热器产品如图5所示）。（2）中心温度降低20℃；减少产品重量50%。（3）材料成本可节省50％。 综合优势：（1）由于固体翅片内存在延伸冷凝器，可为加热区提供充足的液体，保证加热区在超高热流密度下不会达到干燥状态。（2）翅片不仅用作散热器，还用作冷凝器。固体翅片内的冷凝传热确保了沿翅片高度方向均匀温度，从而提高翅片效率。（3）散热器可在反重力状态下运行，体积小，重量轻。由于集成设计，蒸发器和翅片散热器之间不存在接触热阻。 应用领域：电力电子、航空航天、能源动力、石油化工、军工设备等领域中大功率、大热流密度芯片及其设备的散热，例如大功率激光器、照明LED、控制芯片、燃料电池、新能源汽车、激光、雷达及大数据计算中心等。 2、回路热管 基本原理：（1）回路热管内部构造了三层毛细芯，第一层毛细芯为多尺度结构吸液芯，取代了传统回路热管中的实心沟槽微通道。多尺度结构吸液芯可将蒸发器内的汽－液流动路径分开，液体通过多尺度毛细芯吸入，蒸汽在固－液－汽界面处产生，并通过大尺度沟槽溢出。多尺度毛细芯同时满足了两个需求：蒸汽溢出需要多尺度孔隙，液体吸入需要小尺度孔隙。（2）第二层和第三毛细芯不仅起到回流液体的作用，还起到防止热泄露的作用。第三毛细芯为超低导热率材料，可大大减少从蒸发器到补偿箱的热泄漏。 技术指标：（1）与传统回路热管相比，蒸发器中心温度可降低20-50℃，最大热流密度可达40W/cm2。（2）在300W加热功率下，最大反重力高度可达500mm。 综合优势：（1）可在反重力状态下运行。（2）散热功率大，散热距离长。 应用领域：航空航天、能源动力和军工装备等领域光电设备的散热。 3、超薄热管 基本原理：（1）将仿生多尺度微－纳结构应用于热管蒸发端毛细芯。（2）热管超亲水蒸发端和超疏水冷凝端相互匹配，共同调节热管内部的汽液相分布。（3）热管蒸发端和冷凝端的相变传热主要是核态传热机制，传热系数对于热流密度的变化具有自适应响应特性。 技术指标：（1）显著降低热管蒸发端中心温度30-40℃(~100W/cm2)。（2）蒸发传热系数提高2.4倍。（3）冷凝传热系数提高4倍。 综合优势：（1）体积小，重量轻。（2）显著提高设备稳定性、可靠性和使用寿命。 应用领域：笔记本电脑、微处理器、手机等小型电子设备的散热。

双输出传动箱是双螺杆挤出机中的关键装置 , 它广泛用于制备化工、食品、甚至建筑材料制砖等工业生产领域。近几十年用于制备塑料、化纤、碳纤维和食品加工的双螺杆挤出机都配备的是来自德国 THYSSEN HENSCHEL 和意大利 Zambello 的大功率双输出传动箱，这些高端设备曾经是国内同类产品无法替代的。受化工机械企业需求的委托，我们对大功率双输出传动系统展开了研发，解决了关键技术，并制造出了规格不同的系列产品，成功地替代了 THYSSEN HENSCHEL 和 Zambello 的系列产品，已经安全用于化工塑料领域 6 年。至今，我们已经发明了大功率双输出传动系统的多种传动结构和传动系统的最优化设计方法，从而巨大地减小了传动箱的体积，提高了传动功率。目前，已经为南京 GIANT 机电有限公司完成了从 18.5KW 到 800KW 的全系列大功率双输出传动箱产品设计，产品已经全部替代进口产品，并 100% 安全运转至今。实践表明，我们自主研发的关键技术和最优设计结构已经在行业中处于领先水平，成熟技术可以推广应用于其它需要大功率双螺杆挤出机的场合。

等离子体电弧加热器是采用电极放电产生电弧的方法将气体加热到高温状态（几千至上万度高温），可以用来模拟高速飞行器，如飞机、火箭、高超音速导弹、太空探测器等在飞行过程中所承受的高温、高压外部环境，对研究飞行器在特殊太空条件下所使用材料的耐烧蚀性、隔热性能等参数具有重要意义。为了使电弧加热器地面模拟更接近实际飞行器的再入环境，真实地考核再入飞行器防热材料的性能，以便做到精确的防热设计，从而降低飞行器的制造和发射成本，需要高性能的电弧加热器来满足各种地面模拟试验。   技术特点: 容量大、组合灵活，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。 主要技术指标： 电源输出参数为直流3000A/21000V，或6000A/10500V。根据不同电路拓扑组合，方便适用于其他参数要求。   应用范围： 该电源为电弧加热器地面模拟试验系统提供直流电源，适用于管弧加热器、长分段加热器、碟片加热器等，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。

双输出传动箱是双螺杆挤出机中的关键装置,它广泛用于制备化工、食品、甚至建筑材料制砖等工业生产领域。近几十年用于制备塑料、化纤、碳纤维和食品加工的双螺杆挤出机都配备的是来自德国THYSSEN HENSCHEL和意大利Zambello的大功率双输出传动箱，这些高端设备曾经是国内同类产品无法替代的。受化工机械企业需求的委托，我们对大功率双输出传动系统展开了研发，解决了关键技术，并制造出了规格不同的系列产品，成功地替代了THYSSEN HENSCHEL和Zambello的系列产品，已经安全用于化工塑料领域6年。至今，我们已经发明了大功率双输出传动系统的多种传动结构和传动系统的最优化设计方法，从而巨大地减小了传动箱的体积，提高了传动功率。目前，已经为南京GIANT机电有限公司完成了从18.5KW到800KW的全系列大功率双输出传动箱产品设计，产品已经全部替代进口产品，并100%安全运转至今。实践表明，我们自主研发的关键技术和最优设计结构已经在行业中处于领先水平，成熟技术可以推广应用于其它需要大功率双螺杆挤出机的场合。 应用范围： 双输出传动系统主要为双螺杆挤出机提供双输入传动。因双螺杆挤出机广泛用于石油化工、塑料、化纤、碳纤维、化工造粒、制药、食品加工和建筑材料等各个生产领域，并且因生产效率、节能等工业化的要求，需要大功率的双螺杆挤出机，因而大功率的双输出传动箱需求就必不可少。