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悬浮斩波器作为磁浮列车悬浮控制系统的核心驱动装置,其能否高效可靠地运行直接影响整车的效率和安全。本文以长沙磁浮快线的悬浮斩波器优化研制作为研究目标,重点研究碳化硅(Silicon Carbide,SiC)金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)替代传统斩波器内部的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)所需要考虑的开关振荡问题,有源门极电压控制器设计以及开关过程中存在的功率损耗问题。最后,设计悬浮斩波器测试实验平台完成碳化硅器件的开关性能测试。论文的主要研究内容如下:1.碳化硅MOSFET的开关过程分析。在分析碳化硅MOSFET内部基本结构和静态特性的基础上,进行碳化硅MOSFET开关过程分析。尤其是对其开关过程中存在的振荡现象进行了建模和分析。在得到开关振荡机理之后,确定引起振荡的各个因素,特别考虑了非理想状态下的运行情况,得到更加符合实际情况的开关运行轨迹。2.碳化硅MOSFET驱动电路分析与仿真。提出设计碳化硅MOSFET驱动电路时需考虑的多方面因素。通过碳化硅MOSFET硬开关电路仿真分析传统的改变门极电阻方法对开关波形的影响,分析设计了有源门极电压控制的方法。分别比较了门极变换电阻和有源门极电压控制这两种不同抑制开关振荡策略的效果。3.碳化硅悬浮斩波器的应用问题研究。在分析悬浮斩波器基本结构的基础上,总结了悬浮斩波器内部各种损耗类型。提出碳化硅MOSFET替代IGBT所需要注意的问题,并进行了碳化硅MOSFET与IGBT的开关损耗仿真对比。从具体仿真结果上验证碳化硅MOSFET的使用可以降低整个悬浮斩波器的功耗,从而优化悬浮斩波器,实现高功率密度的运行。最后,提出斩波器在应用过程中应考虑的其它问题。4.悬浮斩波器测试平台的实现和实验结果分析。在改进的升压电路上进行双脉冲测试实验得到碳化硅MOSFET的开关波形。分析了实验平台测试开关波形的方法,根据高速测量电路需要考虑的因素和要求,对测试平台搭建所需要的硬件及传感器进行设计及选型。最终实际测量出IGBT和碳化硅MOSFET的开关波形图,并作了详细的分析比较。