随着我国轨道交通建设的不断发展完善,高速列车逐渐朝着智能化、轻量化、高安全性的方向发展。车载辅助逆变器是高速列车中最重要的装置之一,高速列车的轻量化和经济性也要求辅助逆变器要实现小型化和高功率密度。目前基于硅器件的辅助逆变器已达到发展瓶颈,在效率和功率密度方面难以突破,所以需要对基于第三代半导体器件的辅助逆变器进行研究,进一步提升装置的性能和可靠性,以满足高速列车的发展需求。SiC MOSFET具有耐压等级高、开关速度快、工作结温高等优点,采用SiC MOSFET作为辅助逆变器的功率器件,可以提高逆变器的开关频率,减小系统损耗,体积和重量。因此本文以基于SiC MOSFET的辅助逆变器为研究对象,从SiC MOSFET的开关机理、逆变器控制算法、小功率实验样机设计三个方面展开研究,主要工作内容如下:首先,针对SiC MOSFET对寄生参数敏感,会在开关过程中产生电压、电流尖峰的问题,深入研究了SiC MOSFET开关暂态过程,并对其进行数学建模,推导出SiC MOSFET漏源极电压、漏极电流在开关瞬态过程的数学表达式,分析了驱动电阻、驱动电压、栅源极电容等驱动电路参数对电压、电流过冲和开关损耗的影响。利用PSpice软件,搭建了双脉冲测试电路,选取Rohm公司型号为BSM300D12P2E001的SiC MOSFET功率模块,并且基于该模块的PSpice模型进行仿真分析,通过逐一改变驱动电路参数,观察SiC MOSFET开关过程中电压、电流的变化,以验证理论分析的准确性。其次,推导了三相三线制辅助逆变器的数学模型,分析得到当逆变器输出接有不平衡负载时,输出电压不平衡,而当逆变器接有非线性负载时,逆变器输出电压含有低次谐波。为此,研究了辅助逆变器的电压电流双闭环PI控制算法和无差拍控制算法,并进行仿真验证。仿真结果表明,在逆变器接有不平衡负载和非线性负载时,采用PI控制算法,输出电压会存在不平衡现象和明显含有低次谐波分量,而采用无差拍控制算法则可以保证逆变器输出电压基本不受负载类型的影响,且谐波分量显著小于PI控制算法。然后,设计并且搭建了基于SiC MOSFET的辅助逆变器实验样机,样机主要包含主功率电路、LC滤波电路、SiC MOSFET驱动电路、电压电流检测电路、信号调理电路、DSP控制器及辅助供电电源等部分组成。对电压、电流采样电路和信号调理设计过程进行详细阐释。给出了LC滤波电路设计方法,并对SiC MOSFET驱动特性进行分析,设计了驱动电路。最后,在所设计的小功率辅助逆变器实验样机上,编写了基于TI公司的TMS320F28335控制器的辅助逆变器控制程序,对本文所阐述的电压电流双闭环PI控制算法和无差拍控制算法进行实验验证。