随着国际社会对能量变换的需求不断提升,大功率电力电子变流系统近年来得到了快速发展。在数据中心、电力牵引、中压配电网等应用场合中,随着功率等级的提升,传统的基于工频变压器的方案局限性越来越大,然而,固态变压器技术(Solid State Transformer,SST)的出现进一步提升了大功率变流系统的性能。目前SST多采用原边串联副边并联(Input-Series Output-Parallel,ISOP)的多胞结构,虽然易于工程实现,但是其功率密度相比于传统方案不具备明显优势,为了进一步提升性能,需要构建单胞结构的SST。高压SiC MOSFET器件的出现使得构建单胞结构的SST成为可能,然而受制于高压器件的制造成本和生产工艺,目前尚无商用的高压SiC MOSFET产品,作为一种替代方案,使用低压SiC MOSFET串联以代替高压器件在某些方面具有一定的优势,但是由串联结构带来的器件均压问题需要被妥善解决。虽然SiC MOSFET器件相比于传统的硅器件性能更优,然而由于其开关速度更快,且开通阈值电压和负压耐受能力较低,因此更容易受到串扰电压的影响。为此,本文分析了在半桥应用中串扰电压的成因,并建立了考虑寄生电感参数的驱动回路阻抗模型。在驱动回路中加入了可用于驱动阻抗调节的并联电容支路,结合实际的串扰电压波形的频谱特性,提出了基于驱动回路和功率回路阻抗适配的串扰抑制驱动,经过实验验证,相比于传统方法,该方法可将串扰抑制效果提升35%。为了实现串联SiC器件的均压,分析了串联运行时器件不均衡电压的成因,并且提出了一种结合软开关模态的外并缓冲电容的均压方法。该方法不仅可以实现串联器件的均压,且由于与软开关工作模态相结合,因此不会引入额外的损耗。结合MOSFET的线性模型,建立了不均衡电压的模型,定义了不均衡电压灵敏度Sv。模型指出,外并较大的缓冲电容时,器件关断时的电压上升阶段内,流过沟道的电流近似为零,器件实现了软关断,且Sv只与负载电流和缓冲电容有关,所得结论得到了实验验证。搭建了基于八个SiC MOSFET器件串联的9.6kV半桥功率模组,并以此构建了基于SiC MOSFET器件串联的中压LLC变换器。由于加入了用于电压均衡的并联缓冲电容,中压LLC的工作特性与传统LLC有明显不同,因此在时域下建立了变换器模型,在此基础上对比了与传统LLC的异同。提出了一种缓冲电容参数设计的折中原则,并给出了优化设计案例。最终搭建了一台5kV/400V 30kW的样机,并通过了实验验证,结果表明,外并缓冲电容后,串联器件电压均衡效果较好,且器件实现了软开关,变换器实现了较高的转换效率,在额定功率点达到了99%的工作效率。