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航空静止变流器(ASI)是一种利用功率半导体器件将飞机上的直流电源变换成电压一定且频率固定的逆变电源。随着航空飞机上用电设备的复杂化、多样化以及精细化,与过去相比现代航空飞机对机载供电电源功能和性能上的要求越来越高,这使得ASI朝着小型化、轻量化、高效化和模块化的趋势发展。碳化硅(SiC)功率半导体器件相比于硅(Si)基功率半导体器件具有一系列优越的特性,故将其应用在ASI上会有非常好的发展前景,但是目前关于将SiC功率器件应用在ASI上的相关研究还相对较少。本文以两级式3kVA功率级的三相ASI的研制为目标,结合本课题静止变流器的设计指标和SiC MOSFET的特性,就体积、重量、效率和模块化设计等关键问题,从拓扑结构、调制策略、采样方式、控制算法以及新型功率器件的应用等方面入手,进行了基于Si MOSFET和基于SiC MOSFET的航空逆变电源的对比研究,并具体介绍了两者的设计方法。本文的研究内容为:1.对ASI的研究现状进行了深入的理解和分析,结合半导体功率器件的特性对比结果,指出SiC器件是未来航空电源中功率开关器件的首选,为ASI的小型化和轻量化提供新的思路。2.在对关于ASI研究文献分析的基础上,确定了以两级式三相组合式逆变电路为本课题ASI的整体电路拓扑,以推挽正激电路为前级直直变换器拓扑,以传统全桥逆变电路为后级直交逆变器拓扑,并重点对后级DC/AC逆变器进行深入研究。3.根据选定的拓扑对后级单相全桥逆变器的等效模型和三种SPWM调制方式进行了理论分析,并搭建了SPWM驱动脉冲、单相全桥和三相组合式逆变开环以及双闭环控制系统的仿真模型,验证了逆变系统控制方法的可行性和参数计算的准确性。4.在仿真验证的基础上对以数字控制的三相组合式ASI进行软硬件设计,包括驱动电路、隔离电路、辅助电路、采样电路、DSP最小系统的设计以及相关SPWM生成、PI算法等程序设计。5.在实验室搭建了一台基于Si器件的3kVA三相逆变电源样机和一台基于SiC器件的1kVA单相逆变电源样机,并对两个样机进行测试和分析,实验结果验证了本文理论计算、仿真分析和软硬件参数设计的正确性,同时证明了SiC MOSFET相比Si MOSFET具有优异的开关性能以及低损耗特性,在ASI的应用中能有效地提升逆变电源的功率密度,为拓展SiC功率半导体器件在航空电源的应用范围提供了借鉴。