以SiCMOSFET为代表的宽禁带半导体器件工作频率高、器件损耗低、导热性好,SiCMOSFET在功率变流器的应用成为研究热点。鉴于城市轨道交通车辆车载充电机仍然存在着效率低、发热严重、功率密度低等问题,本文将SiC MOSFET应用于城轨车辆充电机,完成SiC器件充电机的研究和设计,实现充电机性能的优化。文中首先对比总结了 SiC MOSFET与Si IGBT的通态、阻态、开关和驱动特性等工作特性参数;完成SiC MOSFET驱动电路的设计;面向SiC MOSFET功率回路中的串扰电压以及高频开关电压振荡问题,采用负压关断与降低栅极关断电阻结合的方法抑制串扰电压,采用RC吸收的方法抑制开关振荡;通过双脉冲实验完成驱动电路和器件特性的测试。针对高频SiC MOSFET器件的特性,文中完成了充电机主回路拓扑和控制方式以及元器件参数的设计;完成了充电机控制系统以及运行程序设计;设计了充电机系统闭环控制器,保证充电机高频化后的动态响应能力和稳定性;搭建高频化充电机MATLAB/Simulink仿真模型和实验平台,基于仿真波形和实验波形验证充电机参数设计和控制系统设计的合理性和可行性。为研究SiC充电机性能优化的情况,文中完成SiC MOSFET和Si IGBT充电机效率和功率密度等性能方面的对比。在现有条件下,测试结果表明,在同等容量下基于SiC器件的高频充电机较之于Si器件在效率和功率密度方面分别提升1.4%与 40.3%。图65幅,表20个,参考文献65篇。