李志君 ，黄 波 ，黄小羽 ，郑琼林 ，李 虹 ，邵天骢

（1.北京交通大学电气工程学院，北京 100044；2.泰科天润半导体科技（北京）有限公司，北京 100192；3.国网北京市电力公司电缆分公司，北京 100020）

大功率直流电源作为一种二次电源，是电力电子产业的基础产品，被广泛应用于工业和消费的各行各业中。半导体器件的特性影响着大功率直流电源的性能，而传统硅（Si）基半导体功率器件已经逐渐逼近了硅材料的极限[1-2]。近年来，为突破器件极限，以碳化硅 SiC（silicon carbide）和氮化镓 GaN（gallium nitride）为代表的第三代半导体产业迅猛发展，成为世界各国争相抢占的技术资源[3-5]。随着全球半导体产业逐步向亚洲转移，我国发展半导体产业的决心和支持力度空前加大，发展第三代功率半导体产业正当时[6]。

电力电子技术的发展，对大功率直流电源的功率等级、功率密度、模块化和绿色化提出了更高的要求[7]。宽禁带功率半导体器件的快速发展和商业化，为大功率直流电源领域带来了技术革新的契机。一般而言，宽禁带材料的能隙、击穿电场、导热系数、电子迁移率和熔点都显著高于传统Si材料[8]，这些特性使得基于宽禁带材料的半导体功率器件能够在比传统Si器件高得多的电压、开关频率和温度下工作[9-10]。其中SiC器件主要用于高压、大功率（600 V以上，kW以上）应用，特别是大功率直流电源场合[2-11]。文献[12]将SiC功率半导体器件用于Swiss Rectifier，获得了高达99.3%的效率；文献[13]设计搭建了一台1.1 kW的SiC半桥功率因数校正变换器PFC（power factor corrector），其峰值效率达 99.2%；文献[14]成功研制了1 kW的全SiC升压型DC-DC变换器，开关频率达800 kHz。……