基于碳化硅功率器件及软开关技术的高性能逆变器关键技术研究的任务书.docx

基于碳化硅功率器件及软开关技术的高性能逆变器关键技术研究的任务书
任务书
一、研究目的和意义
随着工业化和信息化的进程，电力电子技术成为控制和调节电能的关键技术之一。逆变器作为电力电子技术中的重要装置，将直流电转换为交流电，广泛应用于各种电力电子器件中。随着科学技术的不断发展和进步，各种新型逆变器设备也不断涌现。其中，碳化硅功率器件为一种新兴的半导体器件，具有高压、大电流密度和高温等特点，越来越广泛的应用于高温、高频、高压应用领域中。同时，软开关技术因其具有低能耗和高效率的特点，也成为逆变器领域中的前沿研究课题。因此，本研究的目的在于研究基于碳化硅功率器件及软开关技术的高性能逆变器关键技术，探究其在工业应用中的优势和应用前景。本研究结果将有助于推动电力电子技术的发展，提高我国电力电子技术的国际竞争力。
二、研究内容
1.碳化硅功率器件的基本原理及性能分析。
碳化硅功率器件包括二极管和MOS管两种类型，本部分将从器件物理机制、材料选择、制造工艺等方面进行分析，研究碳化硅功率器件的基本原理及其性能特点。
2.软开关技术的基本原理和优势研究。
软开关技术是指采用特殊的电路结构，在开关电路的开启和关闭时，通过不同的电路组合实现非零电压和非零电流的切换，从而降低损耗和提高效率。本部分将研究软开关技术的基本原理、分类和应用领域，着重探究其在逆变器中的优势和应用情况。
3.基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器的设计和开发。
本部分将以模块化设计为基础，研究基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器关键技术，并进行相关电路、控制和算法设计。主要包括逆变器的拓扑结构设计、模块电路设计、控制算法设计、电路组成和元器件选择等。
4.基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器的性能测试和分析。
本部分将对所研制的基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器进行性能测试和分析，包括转换效率、输出波形、输出电压稳定性、负载能力以及信号损失等指标的分析和评估。
三、研究方案及时间安排
1.前期准备（1个月）
进行文献资料收集和相关技术背景的了解；搭建实验平台，准备所需元器件和实验工具。
2.碳化硅功率器件的基本原理及性能分析（2个月）
分析碳化硅功率器件的物理机制、材料选择和制造工艺。对碳化硅二极管和MOS管两种类型的器件进行品质分析和性能测试。
3.软开关技术的基本原理和优势研究（2个月）
对软开关技术进行基本原理、分类及应用领域的研究，具体阐述其在逆变器中的优势和应用情况。
4.基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器的设计和开发（5个月）
通过对前期分析结果的综合考虑，设计并开发基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器，其中包括逆变器的拓扑结构设计、模块电路设计、控制算法设计、电路组成和元器件选择等。
5.基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器的性能测试和分析（2个月）
对所研发的基于碳化硅功率器件及软开关技术的逆变器进行性能测试和分析，包括转换效率、输出波形、输出电压稳定性、负载能力以及信号损失等指标的分析和评估。
6.论文撰写和总结（2个月）
撰写论文，总结研究成果，提出改进建议。并进行学术讨论，对所得成果进行深入和广泛的交流讨论。
四、预期成果
1.研究深入探讨了碳化硅功率器件和软开关技术在逆变器中的应用；
2.研制了基于碳化硅功率器件及软开关技术的高性能逆变器；
3.对研制的逆变器进行了相关性能测试和分析，并确立逆变器的优良性能；
4.工程应用前景广阔，拓展了电力电子技术的实际应用领域；
5.撰写一篇结论清晰、数据可靠的高水平研究论文。
五、参考文献
1.沈小军,等.碳化硅功率器件及其应用[J].电工材料,2015,31(1):1-6.
2.周云网络.软开关技术的发展现状及展望[J].电气自动化,2018,40(32):38-43.
3.邬小洪,等.基于硅基SOIMOSFET的QuasiResonantFlybackConverter的设计[J].光电子·凝聚态光学·量子光学,2015,44(07):1740-1745.
4.杨柯也.研究碳化硅功率器件的发展现状与趋势[J].电能计量,2018,45(03):1-6.
5.PamidiMR,VoutchkovII,AyyanarR,etal.Siliconcarbide-basedhigh-frequencyhigh-efficiencyinversion[J].IEEETransactionsonIndustryApplications,2013,419(2):560-569.