SiC MOSFET在航空靜止變流器中的應用研究

葛小偉，張　瞾，曹　鴻，謝少軍

（南京航空航天大學自動化學院，南京211106）

SiC MOSFET在航空靜止變流器中的應用研究

葛小偉，張瞾，曹鴻，謝少軍

（南京航空航天大學自動化學院，南京211106）

航空靜止變流器實現機載直流電到交流電的轉換，對功率密度、效率、環境適應性、可靠性和電氣性能等有較高的要求。碳化硅（SiC）半導體器件的開關速度快、高溫特性好，在航空靜止變流器中有很好的應用前景，但目前關于寬禁帶器件在航空靜止變流器中應用的研究比較少。首先結合現有的典型航空靜止變流器電路拓撲分析了SiC MOSFET應用的關鍵問題；然后針對航空靜止變流器逆變級的兩級級聯半橋逆變器，對比分析了應用SiC MOSFET與Si MOSFET的損耗大小，分析結果表明在現采用的開關頻率下，即使現有SiC MOSFET導通損耗較大，但總損耗仍較小；且開關頻率越高，SiC MOSFET的效率優勢越明顯，最后為適應高開關頻率SiC MOSFET逆變器的需要設計了一種適應高開關頻率和寬占空比變化信號的SiC MOSFET驅動電路，搭建了1臺500 VA、115 V/400 Hz兩級級聯半橋逆變器實驗樣機，并驗證了應用SiC MOSFET的航空靜止變流器逆變級的可行性。

航空靜止變流器；SiC MOSFET；級聯逆變器；損耗分析；驅動電路

引言

航空靜止變流器ASI（aeronautical static inverter）作為航空二次電源，其主要功能是將飛機上的發電機或蓄電池的28 V直流電轉變為單相或三相的400 Hz交流電，供飛機的用電設備使用。目前，由于航空靜止變流器輸入電壓范圍寬，且要求電氣隔離，一般采用兩級式的結構，即由前級DC/DC直流變換器與后級DC/AC逆變器構成。……