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由于碳化硅（SiC）材料出色的物理特性,SiC MOSFET成为最有可能取代Si IGBT的电力电子器件。尤其在中/高压大功率应用场合,SiC MOSFET模块的出现势必将推动电力电子技术进入一个新的阶段。为了使SiC MOSFET模块可以更好地应用在电力电子变流器中,本文进行了如下工作:对目前最先进的大容量1700V、300A SiC MOSFET模块及Si IGBT模块的动静态性能进行测试与对比分析。发现了SiC MOSFET模块四个性能特点:（1）即使当Si IGBT模块的外部驱动电阻降为0Ω,其开关损耗也比采用常用外部驱动电阻的SiC MOSFET模块的高;（2）当外部驱动电阻大于某一个值时（如8Ω）,SiC MOSFET模块开关时的最大瞬态dv/dt及di/dt（EMI）水平与Si IGBT模块的相似,但是其开关损耗比Si IGBT模块的小得多;（3）与Si IGBT模块开通电流尖峰与负载电流成指数关系（斜率逐渐减小）不同,SiC MOSFET模块的开通电流尖峰与负载电流成线性关系,所以在负载电流较大时,SiC MOSFET模块的开通电流尖峰有可能大于Si IGBT模块的开通电流尖峰。本文还提出器件开通电流尖峰模型解释此性能特点;（4）当SiC MOSFET模块的栅极驱动负电压采用常用的-6V时,由串扰问题导致的驱动负电压尖峰比驱动正电压尖峰的危害大。对应用SiC MOSFET模块的三相两电平变流器进行损耗建模。首先通过分析与实验得出采用SiC MOSFET作为变流器的开关器件时,主要存在以下三方面的特点:（1）SiC MOSFET模块一般工作于同步整流模式并且其第一象限与第三象限输出特性不对称;（2）SiC MOSFET模块的开关损耗与直流母线电压不成正比;（3）SiC MOSFET模块存在由输出电容带来的损耗。考虑以上三个特点,在传统三相两电平损耗模型的基础上,增加了SiC MOSFET沟道（或沟道与反并联SiC SBD）反向续流损耗模型、SiC MOSFET输出电容带来的损耗模型并以不同母线电压时的开关能量比取代传统开关损耗模型中的电压比。通过实验,证明了此新模型比传统三相两电平变流器损耗模型具有更高的准确度。利用此模型预测了100kW SiC MOSFET模块变流器在5kHz到80kHz时的效率并与100kW Si IGBT模块变流器的效率相比较,证明了SiC MOSFET模块应用于变流器时带来的开关频率及效率优势。对SiC MOSFET变流器中SiC MOSFET模块开关过程进行分析与建模。基于模型,对主开关器件开通前的死区(前置死区Td,ahead)及主开关器件关断后的死区(后置死区Td,after)进行优化以减小死区时间内的损耗。将优化后的前置死区与后置死区相结合得到优化不对称可变死区（OAVDT）设置,其可以提高变流器的效率并且减小基波电压损失。实验证明,相比于传统固定死区时间设置,采用OAVDT设置可以有效减小SiC MOSFET三相两电平变流器的损耗且在轻载与高开关频率下更加明显。为了直接准确地评估SiC MOSFET模块应用于大功率高功率密度变流器中的可行性,研发了100kW高功率密度SiC MOSFET变流器。对100kW SiC MOSFET变流器的母排、散热器及三相电感进行设计。为了减小变流器的体积,对三相电感进行结构优化,最终使变流器功率密度达到1.657kW/dm3。通过100kW全功率实验验证了所研发的100kW SiC MOSFET高功率密度变流器在电磁、热及机械方面的性能。对此变流器内部空间进行体积分析,发现其附加体积所占比例高达55.5%,这意味着变流器功率密度进一步提高的关键为减小附加体积。该论文有图103幅,表7个,参考文献135篇。