随着航空、航天等应用场合对变换器性能要求的不断提高,促使变换器逐渐向高效率、高功率密度和高可靠性等方向发展。新型的碳化硅器件由于具有通态电阻小、开关速度快和阻断电压高等优势,与硅器件相比,更有利于满足变换器的发展要求。利用数学规划的方法对变换器的设计参数进行优化选择,可以明确性能指标与设计参数之间的直接量化关系,从而实现性能最优化。因此碳化硅器件与优化设计方法在变换器中的应用逐渐受到国内外研究人员的关注。与硅MOSFET相比,碳化硅MOSFET具有较好的通态与开关特性,但是其也存在门极开启电压和门极电压极限值较低等问题,为了保证碳化硅MOSFET可靠工作并充分发挥其性能优势,需要根据器件特性对驱动电路进行深入研究。本文对驱动电压的选择和桥臂电路中的串扰问题进行了分析,重点讨论了串扰问题的产生机理及其抑制方法,并搭建了通态电阻测试平台及双脉冲测试平台进行实验验证。变换器优化设计过程包括数学模型的建立、求解及结果的修正,本文针对全桥DC/DC变换器,首先对工作原理与损耗模型进行了阐述,在此基础上基于Matlab软件建立了变换器损耗的数学模型,采用恒定频率次优化的方法进行优化求解,得到了不同开关频率处的最佳设计参数。同时考虑到温度对损耗的影响,利用Flotherm软件建立了变换器热模型进行热场仿真,将器件的稳态工作温度代入数学模型中,对优化设计结果进行修正。最后,本文搭建了基于碳化硅MOSFET的输出功率为2k W的全桥变换器样机,对主要工作点的电压、电流波形及温度情况进行了测试分析,同时搭建了基于硅MOSFET的样机,验证了碳化硅MOSFET对变换器效率的提升效果。