随着社会的发展与技术的进步，人们对电力电子变换器效率和功率密度的要求日益提高，使得第三代功率半导体如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)器件得到越来越广泛的应用。其中，GaN器件由于其优良的开关速度、更小的器件损耗，在中小功率变换器领域具有明显优势。同时为了减小开关损耗，进一步提高开关频率，运用三角电流模式(triangular current mode TCM)实现软开关的策略得到了应用与推广。在GaN器件逆变器中实现TCM模式的有效运行是本文的主要研究内容。
　　本文首先介绍了GaN器件的基本特性，分析了其适合高频开关的优势。变换器运用GaN器件较传统Si器件可工作在更高的开关频率，运用TCM模式实现零电压开通(zero-voltage-switch，ZVS)，可进一步降低开关损耗，推高因损耗而受限制的开关频率。本文以基本的buck/boost电路为例，分析了TCM模式的基本原理与谐振过程，研究通过控制负向电流与死区时间让TCM模式更高效实现开关管的ZVS，优化变换器效率。
　　其次，以典型电路拓扑Dual-buck为研究对象，介绍了常用的TCM模式控制方法。分析了基于状态观测器实现TCM模式的控制方法，该方法相对于传统的控制方法减少了高频检测电路，仅通过控制手段即可实现逆变器TCM模式运行，然而实现的难度仍然较大。本文实现了进一步的简化，提出一种基于负脉动调节的TCM模式数字控制方法，使得数字控制分析方法能够应用在TCM模式的变频环境中。通过仿真和实验证明，该控制方法能较好地控制Dual-buck电路实现TCM模式运行，具有良好的控制效果。
　　最后，本文建立了逆变器的损耗模型，计算了逆变器在TCM模式与CCM模式下运行的损耗。理论计算表明，TCM模式明显提高了逆变器的功率密度与效率，验证TCM模式下工作的逆变器在效率方面的优势。