随着人口增长和全球气候变暖,很多国家开始实行节能减排政策。电力电子技术在能量转换和电能控制中扮演着非常重要的角色,能源互联网、智能电网、电动汽车等新兴领域均需要电力电子技术的参与。电流型PWM整流器是一种降压输出的变换器,在需要降压输出的场合具有不可替代的应用优势。随着宽禁带器件的发展,更是为电流型整流器开拓了应用市场。顺应发展趋势,本文围绕基于碳化硅器件的三相电流型整流器优化设计进行研究。首先,设计了一种SiC BJT驱动电路。SiC BJT新型器件是IGBT器件的有力竞争对手,由于SiC BJT是电流型器件,设计适应于SiC BJT的电流型驱动电路非常重要。文中首先设计了一种双电源阻容驱动电路,针对该驱动电路存在的反流问题和电压钳位问题又设计了一种双电源阻性时序驱动电路。为了验证新的驱动电路优势,对两种驱动电路分别进行LTSPICE仿真,并制作了对应的驱动样版,仿真和实验结果验证了所提出方案的良好驱动性能。接着,建立了三相电流型整流器的损耗模型,对三相电流型整流器的开关单元进行优化设计。由于电流型整流器的开关单元是由功率管和二极管顺向串联组成,导通损耗大。为此,文中将碳化硅器件应用于开关单元中,设计了四种器件组合的开关单元,并依托简化的换流电路对四种不同开关单元的换流特性进行实验对比,实验结果表明了碳化硅器件在开关性能和导通性能上的优势。然后,着重讨论三相电流型整流器叠流时间的优化设计。首先详细分析了叠流时间对三相CSR的影响,并对换流过程分两种情况进行分析建模,估算换流速度。然后在简化的双脉冲换流平台上测试母线电压和负载电流对换流过程的影响。最后,提出叠流时间的分区调节方案,可在低母线电压下加快换流过程,并实验验证方案的可行性。最后,设计了3kW全碳化硅电流型整流器的原理样机。对硅基和碳化硅基的整流器样机在体积、效率、成本三个方面进行比较,实验说明了碳化硅器件在电流型整流器中的应用优势。