【摘 要】
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电力电子器件在装置中的实际性能一方面和电路实际拓扑、控制方式、外部环境等有关,另一方面也和器件本身材料有关。用传统的逆变技术来举例,在应用于大功率的场合下,因为硅基电力场效应晶体管（Si MOSFET）的导通阻抗和栅极电荷较大,从而导致了其导通损耗和驱动损耗较大。在电路实际工作中,由于电路中电感的影响,电流不发生突变,MOSFET自身的体二极管需要进行续流。体二极管的特性好坏,影响着器件的开关频率
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电力电子器件在装置中的实际性能一方面和电路实际拓扑、控制方式、外部环境等有关,另一方面也和器件本身材料有关。用传统的逆变技术来举例,在应用于大功率的场合下,因为硅基电力场效应晶体管（Si MOSFET）的导通阻抗和栅极电荷较大,从而导致了其导通损耗和驱动损耗较大。在电路实际工作中,由于电路中电感的影响,电流不发生突变,MOSFET自身的体二极管需要进行续流。体二极管的特性好坏,影响着器件的开关频率和电路整体的稳定性。相同条件下,新型的SiC MOSFET与传统Si MOSFET相比时,其导通阻抗低、栅极电荷少、同时体二极管特性要好,并且新型的SiC MOSFET还具有高禁带宽度,高击穿临界场强,高饱和电子漂移速率和高热导率等特性。它的出现使电力电子技术继续向前迈进。本文首先对Si MOSFET和SiC MOSFET的器件特性进行全面对比,突出了SiC MOSFET在大功率应用中的优势。搭建双脉冲电路,对Si MOSFET和SiC MOSFET分别在25℃及75℃下进行实验,采集并分析二者反向恢复电流波形,证实SiC MOSFET的反向恢复特性要优于Si MOSFET。其次详细描述了基于Si MOSFET和SiC MOSFET全桥逆变器的工作原理和调制方式,并且对损耗进行分析。最后,对全桥逆变器主电路各部分进行设计,搭建出基于Si MOSFET和SiC MOSFET全桥逆变器的实验平台,对Si MOSFET和SiC MOSFET工作状态进行对比,分析输出电压和电流波形THD。并且对同桥臂两个开关器件的种类分成4种情况进行实验,对效率进行对比。通过绘制效率曲线发现同桥臂开关器件均为SiC MOSFET其效率最高,证实了SiC MOSFET器件的优越性。
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