葛小伟，张　瞾，曹　鸿，谢少军

（南京航空航天大学自动化学院，南京211106）

SiC MOSFET在航空静止变流器中的应用研究

葛小伟，张瞾，曹鸿，谢少军

（南京航空航天大学自动化学院，南京211106）

航空静止变流器实现机载直流电到交流电的转换，对功率密度、效率、环境适应性、可靠性和电气性能等有较高的要求。碳化硅（SiC）半导体器件的开关速度快、高温特性好，在航空静止变流器中有很好的应用前景，但目前关于宽禁带器件在航空静止变流器中应用的研究比较少。首先结合现有的典型航空静止变流器电路拓扑分析了SiC MOSFET应用的关键问题；然后针对航空静止变流器逆变级的两级级联半桥逆变器，对比分析了应用SiC MOSFET与Si MOSFET的损耗大小，分析结果表明在现采用的开关频率下，即使现有SiC MOSFET导通损耗较大，但总损耗仍较小；且开关频率越高，SiC MOSFET的效率优势越明显，最后为适应高开关频率SiC MOSFET逆变器的需要设计了一种适应高开关频率和宽占空比变化信号的SiC MOSFET驱动电路，搭建了1台500 VA、115 V/400 Hz两级级联半桥逆变器实验样机，并验证了应用SiC MOSFET的航空静止变流器逆变级的可行性。

航空静止变流器；SiC MOSFET；级联逆变器；损耗分析；驱动电路

引言

航空静止变流器ASI（aeronautical static inverter）作为航空二次电源，其主要功能是将飞机上的发电机或蓄电池的28 V直流电转变为单相或三相的400 Hz交流电，供飞机的用电设备使用。目前，由于航空静止变流器输入电压范围宽，且要求电气隔离，一般采用两级式的结构，即由前级DC/DC直流变换器与后级DC/AC逆变器构成。……