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据行家说《2026 AIDC与SiC/GaN技术应用报告》统计，国内外已有超31家企业实现固态变压器（SST）技术突破，标志着SST正式从实验室走向产业视野，一场围绕新一代电力变换技术的竞赛已然鸣枪。
不过，这组数据仅仅是SST产业现状的A面，B面却是另一番景象：真正实现量产交付的企业屈指可数，绝大多数仍停留在样机测试或小批量验证阶段。
现阶段SST规模化落地存在多重技术难点，其中局部放电是制约行业量产的核心瓶颈，成为所有厂商必须攻克的首要关卡。
在量产交付的SST先行者中，阳光电源、为光能源、伊顿、台达等企业合计订单已突破300MW，成为SST产业化的标杆。这些企业分别采用何种方案实现“零局放”突破？跳出高频变压器绝缘优化的传统思路，还有哪些创新技术能够对SST的局放问题形成有效改善？今天，我们将为大家深入剖析。
SST局放治理①：
高频变压器的绝缘设计
固态变压器通常采用级联结构，其核心电路由多个子模块串联构成。每个子模块包含中压单元（即CHB的H桥与DAB原边）、高频变压器（HFT）以及低压单元（DAB副边），中压单元与低压单元通过高频变压器实现隔离与功率传输。
现阶段，SST的主电路和控制已有较长时间的技术积累，高频变压器成为影响效率、温升、绝缘和长期可靠性的关键环节，尤其是它的局部放电已成为全行业亟待突破的共性难题。
在2026年新津固态变压器产业研讨会上，西南交通大学电气工程学院舒泽亮教授表示，“过去很多团队把SST的攻关重心全放在SiC器件和拓扑上，却忽略了高频变压器的绝缘可靠性关卡。”
据他们的长期测试发现，70%以上的SST失效根源不是主功率器件故障，而是高频变压器灌封层的微局放逐步侵蚀绝缘结构。
针对高频变压器的局放问题，目前多家SST厂商已经有较好的应对策略。台达电子局部放电的解决方法主要是通过爬电距离优化、局部放电抑制设计，让中压高压端（如10kV或13.8kV）与800V低压端彻底电气隔离。
根据“行家说三代半”此前报道，阳光电源的SST主要从3个维度入手实现了机柜级“零局放”。一是为高频变压器开发了以环氧树脂为主的绝缘介质，通过全方位的设计和电场缓释等技术实现了在21kV下的零局放设计。二是通过固体绝缘与空气绝缘有效保障功率变换机柜的零局放。三是配备局放检测单元，可以提前6至12个月预警局放风险。
而伊顿和为光能源则披露了更多的技术细节。
SST高频变压器的绝缘系统通常先用柔性聚酰亚胺（PI）对绕组进行包覆，然后再用环氧树脂（EP）对绕组间隙进行灌封填充，构成PI-EP复合绝缘。但PI-EP界面因理化特性差异而存在气隙，成为局部放电源头，且在高频高温下更易失效，是绝缘的薄弱环节。
为了实现高频变压器绝缘系统在10–30kHz、180°C以上电热应力下的长期可靠性，伊顿在内部屏蔽材料增加了半导体绉纸，其弹性和对环氧树脂的强附着力使屏蔽层可与环氧树脂直接结合而无需增设界面层，这不仅消除了界面间隙带来的绝缘隐患，也有助于提升浇注体的一体化成型质量与长期可靠性。
此外，传统固态变压器的高频变压器多采用整体灌封，但是灌封胶与磁芯存在热膨胀系数不匹配，在热应力下容易导致磁芯开裂，从而存在三大突出问题：成本高昂；温升后电性能急剧下降；以及长期运行中易产生局部放电，影响设备可靠性。
针对上述问题，为光能源披露了一种新的高频高压变压器工艺。根据该公司2025年专利书，他们将高压侧线圈组件作为独立单元进行单独灌封，使灌封胶不与磁芯整体灌注在一起，从而显著降低因两者热膨胀系数不匹配而拉裂磁芯、导致电性能急剧降低的概率。同时，在控制方法上，通过调节低压侧与高压侧线圈组件的相对面积来控制漏感，并通过控制磁芯与各线圈组件的绝缘距离，使变压器能够适配不同的耐压环境要求。该方案整体降低了电性能急剧降低的发生概率，同时有助于缓解局部放电风险并控制成本。
SST局放治理②：
功率转换柜的绝缘优化
固态变压器的局放防控绝不能仅聚焦于高频变压器，中压舱的功率变化柜同样是局放治理的重中之重。
前面提到，阳光电源为了实现机柜级“零局放”，他们还在功率变换机柜采用了固体绝缘和空气绝缘的双重措施。无独有偶，伊顿的固态变压器也在中压舱采取了绝缘措施，以实现局放抑制。
根据伊顿的固态变压器论文，为了满足42kV耐压要求，他们的中压单元四周引入了聚酯玻璃毡板（GPO-3）绝缘板（下图紫色部分），实现了与机柜框架的隔离，显著提高整个系统的绝缘性能。在15kV检测电压下，该绝缘设计的局部放电测试结果为2.96 pC，低于10pC的要求值。
伊顿的固态变压器的中压单元引入绝缘板（紫色部分）
事实上，固态变压器中压单元的局放设计还可以进一步优化，例如采用新的信号隔离技术替代光纤通信。
现阶段，光纤是固态变压器常用的信号隔离手段，例如伊顿MV SST固态变压器2.0系统采用光纤通信实现<3μs级系统保护。
光纤通信在SST中应用示意图
来源：国家电能变换与控制工程技术研究中心（2017）
通常，光纤隔离技术主要可用于固态变压器的2个信号通信场景：一是前级AC-DC高压H桥整流单元的主控系统与模块单元控制器之间的通信；二是后级DC-DC的原边与副边控制器之间的通信。
H桥主控与模块单元光纤通信（左）、DC-DC原边与副边光纤通信（右）
光隔离是通过将电信号转换为光信号，经由光纤传输，再在光接收器中还原为电信号，相较于容耦、磁耦等信号隔离技术，它具有抗电磁干扰能力强、隔离电压高、支持远距离传输及宽带宽等特性，更适合固态变压器的高压应用场景。但是，它也增加了固态变压器的绝缘技术要求。
以SST隔离级LLC拓扑为例，其原/副边之间的隔离信号传输常依赖光纤，通常需在中间绝缘挡板进行开孔以供光纤穿过，而开孔会损害绝缘和局放性能。而且光纤存在抗弯性差、易老化、温漂大等固有局限性，对于固态变压器的长期可靠性也有一定的影响。
DC-DC原边与副边光纤通信示意图
事实上，目前行业已经出现了一种新的非接触式信号传输方式——德氪微推出的毫米波无线隔离技术，有助于增强SST的绝缘性能。
据了解，相较于光纤隔离技术，德氪微的毫米波无线隔离技术在核心参数上优势显著。首先，其隔离芯片可实现1000µm以上绝缘层厚度，耐压级别达万伏以上，且在实测50kV隔离耐压与30kV浪涌电压的极限测试下保持零失效。同时，该技术还具备高共模瞬态抗扰度（CMTI）、纳秒级低延时和高度集成化等优势，全面满足固态变压器的严苛工况要求。
德氪微毫米波隔离技术结构图
基于上述优势，德氪微的毫米波无线隔离技术可精准解决传统固态变压器的光纤通信的痛点。
首先，它采用非接触式信号传输，因此无需在绝缘挡板上开孔，从源头规避了开孔对绝缘结构和局放性能的破坏。其次，它是基于固态半导体工艺，无光纤抗弯性差、易老化、温漂大等固有局限，信号传输长期稳定可靠，而且传输速度远比光纤快，为固态变压器的高压隔离通信提供了更优的解决方案。
除了固态变压器LLC原副边的信号隔离通信外，毫米波无线隔离技术还可以大幅降低前级AC-DC主控与子模块的通信设计复杂度和成本。
鉴于主流SiC MOSFET器件的耐压等级有限，固态变压器的前级AC-DC变换器H桥通常需采用多个子模块级联（串联或并联）的拓扑结构，随着子模块数量的增加，光纤通信链路的数量成比例增长。
伊顿SST的控制器与光纤布线
因此，现有固态变压器H桥的光纤隔离方案存在多重局限性：一是光纤链路数量庞大，直接推高了系统故障率；二是光纤弯折敏感，易引发信号衰减甚至物理断裂；三是光模块与接口器件的综合成本远高于其他隔离芯片方案；四是每路光纤接收器及其驱动芯片均需独立供电，迫使系统增设多路隔离电源，显著推高设计复杂度与体积，严重制约了SST的紧凑化设计；五是光纤的共模瞬变抗扰度（CMTI）指标偏低，难以满足100kHz以上高频开关工况下的可靠性要求。
针对上述光纤隔离方案的五大局限，德氪微的毫米波无线隔离技术以全新芯片级架构实现根本性突破。
首先，毫米波无线隔离模组通过电缆便捷连接控制柜，免去复杂布线，直接消除光纤链路数量庞大及弯折敏感带来的故障隐患；
其次，其单模组支持双向通信，可替代两个光纤模组，大幅降低物料与维护成本，且核心芯片支持串口信号直连透传，无需繁琐编码，极大简化系统集成；
同时，该方案具备超过50kV的隔离耐压、高于400kV/μs的CMTI、2.5Gbps速率及小于3ns的延迟，全面满足高频开关工况下的高耐压、高抗扰、高速率与低延迟要求，以更简单、智能、可靠的方式重新定义高压隔离标准。
据了解，目前德氪微正积极推进毫米波无线隔离技术在SST中的应用，进展顺利。
随着SST向更高电压、更高频率演进，局部放电正成为制约绝缘寿命与系统安全的突出瓶颈。对此，行业已从材料、结构到无线隔离技术多维破局——伊顿、为光、阳光、台达、德氪微等企业各有所长，业内还有更多厂商也在积极布局。期待这些技术合力攻克局放等技术难关，推动SST在数据中心、充电桩、储能等新型电力场景中规模化落地，为能源转型筑牢安全基石。
