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高功率密度、高效率、高可靠性变换器成为未来电力电子技术发展的趋势。其中电力电子器件是影响变换器性能的关键因素。在中大功率应用领域,低开关频率的传统Si IGBT方案和高成本的新兴SiC MOSFET方案均不能同时兼顾变换器的性能和成本。Si IGBT和SiC MOSFET的并联组成的混合器件组合结合了IGBT的低成本以及SiC MOSFET的高性能。它的出现为中大功率应用领域的高功率密度、高效率、高经济效益提供了新发展思路。本文将Si/SiC混合器件应用在逆变器中,研究Si/SiC混合器件对逆变器性能提升的影响,从电学、热学性能以及成本多种角度对Si/SiC混合器件与Si IGBT、SiC MOSFET在器件特性、逆变器性能以及经济效益方面进行综合对比研究。本文首先介绍了Si/SiC混合器件不同的门极驱动模式以及在双脉冲实验中开关损耗最小的开关延迟时间的优化过程。在此基础上,对Si/SiC混合器件与同规格的IGBT、SiC MOSFET进行器件特性对比分析,包括导通特性、开通特性以及续流二极管的反向恢复特性。通过测试实验证实了Si/SiC混合器件具有导通压降低、开关损耗小以及反向恢复性能好等优异性能。其次,本文对Si/SiC混合器件的逆变器的损耗进行了详细分析,为散热系统设计提供依据。同时与传统的IGBT、SiC MOSFET损耗模型进行对比分析,为逆变器的损耗分布以及效率评估提供参考依据。然后搭建了5kW全桥逆变器实验平台。对Si/SiC逆变器的实验波形、混合器件温度分布以及效率进行了测试和分析。同时逆变器实验对比了Si/SiC混合器件与IGBT、SiC MOSFET的转换效率以及功率器件温度。实验结果证明了Si/SiC混合器件在变换器中保持着较高的效率、开关频率以及输出功率。最后在应用层面以光伏逆变器为例,对比分析了Si/SiC混合器件与IGBT方案、SiC MOSFET方案的经济效益,为不同应用场合的开关器件选型提供思路。