摘要：近些年来，随着科技的不断发展，电力电子器件也得到了迅猛发展，人们对电力电子器件的要求也越来越高，越来越多的地方需要用到电力电子器件，尤其是在高温高压，高频高效方面的电力电子器件。其中，与SiC相关的电力电子器件得到人们的青睐，与Si器件相比具有很多优势而且SiC拥有很大的发展潜力，因此在未来将有可能逐渐取代Si器件。

由于人们对SiC器件的不断研究，其制造技术在今天已经相当成熟，成为众多国家研究的热点。很多SiC器件已经完成了商业化的转型，例如SiC BJT，SiC MOSFET以及SiC JFET。其中SiC MOSFET在动态特性和静态特性方面较其他器件有相当大的优势。因此受到了广泛的关注。

这篇文章所要研究的正是SiC MOSFET,型号为C2M0160120D。主要是采用国内外文献相结合，还有仿真建模的方法对其进行研究。主要介绍了SiC MOSFET的动态特性和静态特性。静态特性从输出特性，转移特性和导通电阻三方面介绍，动态特性主要介绍开关特性。

在仿真方面，本文主要采用的是LTspice仿真工具。对SiC MOSFET的特性进行仿真。然后将仿真结果与数据手册上的数据进行对比得出结论，验证结论的可靠性。

在基本结构方面从半桥式逆变器，全桥式逆变器和推挽式逆变器三种拓补结构进行选择，最合适的是全桥式拓补结构。

最后还设计了一款1.2kW的SiC单相逆变器。主要是给出了设计主电路和驱动电路的过程。

关键词：SiC MOSFET；高频高效变流器；单相H桥逆变器；LTspice

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1电力电子器件发展历史-1

1.2 SiC MOSFET研究现况-1

1.3 SiC MOSFET逆变器研究现况-2

1.4 SiC MOSFET逆变器的一些问题-3

1.4.1 逆变器高频率工作时驱动电路的变化-3

1.4.2逆变器的高频震荡与损耗-3

1.5本章小结-4

第二章 SiC MOSFET工作原理和基本特性-5

2.1 SiC MOSFET工作原理-5

2.2 SiC MOSFET静态特性-5

2.2.1 SiC MOSFET静态特性与参数-5

2.2.2 SiC MOSFET静态特性仿真模型-8

2.2.3 SiC MOSFET静态特性仿真分析-8

2.3 SiC MOSFET动态特性-10

2.3.1 SiC MOSFET动态特性与参数-10

2.3.2 SiC MOSFET动态特性仿真模型-11

2.3.3 SiC MOSFET动态特性仿真分析-12

2.4本章小结-15

3.1单相逆变器的基本结构及拓补-16

3.1.1单相逆变器的基本结构-16

3.1.2单相逆变器的拓补结构及特点-16

3.2 LTspice IV仿真工具介绍-18

3.3单相H桥逆变器的PWM调制及工作原理-18

3.3.1 PWM调制-18

3.3.2单相H桥逆变器的工作原理-18

3.4 单相逆变器的LTspice仿真-19

3.4.1 双极性 SPWM LTspice 模块-20

3.4.2 单极性 SPWM LTspice 模块-21

3.5本章小结-21

第四章 SiC单相H桥逆变器的设计-23

4.1主电路设计-23

4.1.1 功率器件选择-23

4.1.2 直流侧平波电容设计-24

4.1.3 硬件电路设计-24

4.2驱动电路设计-25

4.2.1 驱动电路设计要求-25

4.2.2 驱动电路结构设计-25

4.2.3 驱动电阻选择-26

4.3 本章小结-26

第五章 总结与展望-28

5.1本文主要完成工作-28

5.2 未来展望-28

参考文献-29

致 谢-31