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随着电力电子技术的高速发展,高功率密度高可靠性的功率变换器的需求越来越迫切。新型宽禁带碳化硅功率器件由于其更高的耐压,更低的开关损耗和更高的可靠性,将会带来功率变换器的革新,尤其是在高压大功率运用的场合SiC MOSFET可以取代Si IGBT提高开关频率,从而实现功率变换器的高可靠性和小型化。本文主要是基于SiC MOSFET的功率变换器的相关研究,目前,大功率变换器的技术已经很成熟,但是使用的开关管大都是Si IGBT,受IGBT本身构造和特性的限制其开关频率很难做高,主流的产品都是20kHz左右,所以制造的大功率变换器在体积上都是比较大的。而SiC MOSFET与其相比因为有更小的开关损耗和更快的开关速度所以能实现上百kHz的开关频率。本文先根据SiC MOSFET驱动特性设计了合适的驱动,满足了SiC MOSFET驱动的电平要求和快速性要求。同时使用双脉冲测试了SiC MOSFET的动态性能,双脉冲的测试方法较好的还原了器件在实际运用中的动态开关过程,通过实验测试的方法观察开关管开通和关断时候的波形,进而选择合适的驱动参数,减小开通和关断过程中的寄生震荡和开关损耗。本文基于型号ACMF10120D的SiC MOSFET研制了一个2kW100kHz的移相全桥DC-DC变换器,并完成了样机的研制,对比分析了在不同的开关频率和功率下的效率,展现了SiC MOSFET高开关频率的优势。为了明确SiC MOSFET低开关损耗的优势,在该平台下用相同功率等级的的Si IGBT替换SiC MOSFET进行了对比效率分析。最后分析了功率变换器系统的可靠性,针对并联移相全桥变换器建立了一个可靠性评估和费用优化的模型。包括基于复杂网络的单机变换器可靠性分析模型和并联整机的费用优化模型,先通过重要性评估矩阵,进行单机元件重要度的评估,再进行并联整机的费用优化,确定基于可靠性和费用分析的单机变换器的最佳数量。