由于硅材料的禁带宽度较窄,导致其在阻断电压、能耗、工作温度和开关频率等方面已难以满足新一代功率系统的要求,成为了电力电子系统发展的瓶颈。而第三代宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)是最有希望替代硅(Si)成为制备新一代功率半导体器件的首选材料,其禁带宽度为Si的3倍、击穿场强能够达到Si的10倍、热导率为Si的3.3倍、饱和电子漂移速率是Si的2.5倍。基于碳化硅材料的商用功率MOSFET也相继进入市场,它具有阻断电压高,开关速度快,导通损耗小,耐高温等优点。SiC MOSFET器件研究的已相对成熟,基于SiC MOSFET器件的电力电子应用也发展迅速,然而SiC MOSFET驱动与保护方面研究还处于起步阶段。由于SiC MOSFET驱动及保护模块直接控制SiC功率器件的开关,其性能将直接影响功率器件的工作性能和效率。然而在实际应用中,SiC MOSFET高速开关驱动还存在许多问题,尤其是开关速度(损耗)与EMI是相互制约的。此外,SiC MOSFET高速并联开关应用中,SiC功率器件的可靠性也是一大挑战。因此,针对SiC MOSFET器件特性,设计一款功能完善的高速驱动保护模块兼顾高速开关,高效过流保护以及动态均流,使得SiC功率器件能够更加快捷稳定的应用于电力电子系统,对于推广SiC功率器件有着重要的意义。本文在SiC MOSFET已有驱动保护研究的基础上,针对SiC MOSFET超高速应用驱动(100kHz-1MHz)进行了设计优化,并针对SiC MOSFET高速开关下的DESAT检测及过流保护进行了改善,将过流保护结合栅极过欠压保护,对故障状态进行锁存和计数,提升高速开关中故障检测的抗干扰能力。此外,针对并联SiC MOSFET高速开关应用驱动设计了新型的动态均流结构,该结构可调节并联器件在开关瞬态的分流不均,以提高并联应用中SiC MOSFET器件的可靠性。研究的主要内容如下:(1)分析了碳化硅材料及器件的发展现状和应用前景,并对SiC MOSFET驱动保护的研究现状进行了综述。(2)分析了SiC MOSFET器件的开关动态特性、并联均流特性,并进行了理论研究和仿真研究,得出影响SiC MOSFET高速开关驱动以及并联驱动的关键因素为驱动电阻和阈值电压。(3)基于理论研究的基础,对供电电源选择(驱动电压,峰值电流等)、隔离方式选择、驱动结构设计、控制保护电路设计和测试电路选择等方面进行了充分的考量与分析,最终确定合理可行的SiC MOSFET高速驱动保护方案,并在Cadence PSpice平台上进行了仿真,验证可以高速稳定工作在500kHz,并且具备过流保护、过欠压保护、动态均流和错误状态锁存等重要功能。(4)基于Cadence PSpice仿真结果,在Altium Designer下绘制了SiC MOSFET高速驱动保护模块的PCB原理图及版图,并制作样机实测来验证上述设计,经验证该高速驱动保护模块可工作在1MHz(200W),在1.25k W功率级别时仍可工作在500kHz以上,所设计的过流保护,过欠压保护以及动态均流功能均与仿真一致。此外,通过实验验证了驱动电阻和阈值电压会导致动态电流失衡,而且动态电流失衡对于静态均流也会产生严重影响。在高频开关时,器件动态电流失衡导致的温差并不能通过其导通电阻的正温度系数平衡,因此也验证了动态均流结构对于SiC MOSFET并联应用的必要性。