SiC功率器件开关速度快、开关损耗小、反向恢复特性好,能提高单级功率因数校正(PFC)电路的应用频率,提升效率、功率因数及装置稳定性,简化电路结构,减小体积、功耗和设计难度。本文以SiC材料和已经市场化应用的SiC/Si功率器件为基础开展如下工作:(1)概述SiC材料和SiC功率器件的特征、应用成本、应用前景和其在功率因数校正领域的应用优势;分析其在商业化应用进程中的优势和存在的问题,认为其与传统Si材料技术逐步取代又兼容共存的发展新格局。(2)搭建SiC MOSFET开断特性的Saber仿真平台,仿真寄生参数、驱动电阻、驱动电压等对MOSFET开关性能的影响;对比分析SiC/Si功率器件动静态特性和外部应用条件变化对其各自性能发挥的影响;搭建能充分发挥SiC MOSFET开关性能的负压驱动电路和负压电路;分析了SiC MOSFET高频应用及桥臂串扰问题。(3)分析PFC电路在连续模式(CCM)下的反向恢复问题,利用SiC SBD优异的反向恢复性能既能为CCM模式下的反向恢复问题提供解决方案,又能简化电路结构提高电路稳定性;基于SiC功率器件搭建升压/降压型单级功率因数校正待测电路。(4)实验验证:SiC功率器件的应用对PFC变换器的效率、损耗、温度稳定性等多项性能指标有积极意义,其中:基于SiC功率器件的升压型PFC在150kHz时,效率从84.5%提升至90.4%,综合功耗降低45.1%,100kHz时,最大温升降低约20.1℃;降压型PFC在AC 235V输入时效率提升约1%。