以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶半導體材料由于其寬帶隙、高飽和漂移速度、高臨界擊穿電場等突出優(yōu)點，成為制作大功率、高頻、高溫及抗輻照電子器件的理想替代材料。隨著SiC單晶生長技術、外延材料工藝和GaN異質結外延技術的不斷成熟，寬禁帶半導體功率器件的研制和應用在近年來得到迅速發(fā)展，人們對SiC在新能源汽車、電力能源等大功率、高溫、高壓場合，以及GaN在快充和信息電子領域的應用前景寄予厚望。深入探索寬禁帶器件的材料及應用特性，最大限度發(fā)揮寬禁帶器件的性能，成為寬禁帶半導體變流技術及其應用的重要研究方向。

目前，寬禁帶半導體變流技術主要從新型容性/磁性材料、電路結構、軟開關拓撲、驅動電路、功率封裝技術、磁集成技術以及數(shù)字控制等方面開展探索和研究，采用最新的元器件、材料、工藝以及技術來對寬禁帶器件“揚長避短”，最大限度地挖掘其性能與潛力，最優(yōu)化實現(xiàn)寬禁帶半導體變流裝備的研制與應用。在無源器件、電路結構和軟開關拓撲方面，研究人員主要聚焦如何同時滿足提高頻率、效率、功率密度以及降低EMI等多個方面的需求，實現(xiàn)變流裝備性能的進一步大幅度提升；為了將裝備變換效率提升到極致，提升功率器件可靠性，一部分研究人員開展了新型高頻低損驅動技術和功率集成技術的研究，在現(xiàn)有集成驅動芯片和分離功率器件的基礎上，深入探索如何有效降低驅動損耗和各類寄生參數(shù)的影響、提升裝備效率和可靠性；同時也有學者關注磁性元件平面化和集成化，在開關頻率提升的基礎上，同時降低磁性元件的損耗、體積與重量，提升磁性元件自動化生產水平，從磁件角度提升變流裝備的效率、功率密度并降低裝備重量；此外，隨著開關頻率和功率的快速提升，越來越多研究人員開始關注數(shù)字控制器及系統(tǒng)的架構和算力的優(yōu)化問題，研究可以同時保證系統(tǒng)快速性和魯棒性的高頻實時數(shù)字控制方法，在提高裝備穩(wěn)定性的同時，促進裝備系統(tǒng)向自適應、智能化和網絡化方向發(fā)展。為了發(fā)掘“寬禁帶半導體變流技術及其應用”的最新動態(tài)，充分展示該領域國內外的最新研究進展與發(fā)展趨勢，共享國內外高校和企業(yè)的最新學術和技術成果，促進我國寬禁帶半導體變流技術的科技進步，《電氣傳動》編輯部推出“寬禁帶半導體變流技術及其應用”專題，我們非常榮幸地受邀擔任本專欄的特約主編。此次征稿得到了廣大學者的熱烈響應，共錄用7篇稿件，本期刊登3篇，涉及基于垂直多環(huán)路PCB布局的寄生參數(shù)優(yōu)化和高功率密度熱管理、SiC MOSFET在雙向無線充電系統(tǒng)中的特性與效率優(yōu)化和直流阻性家電特性分類方法等領域，期待啟迪寬禁帶半導體變流技術的創(chuàng)新；下期刊登4篇，涉及基于GaN的LLC諧振變換器的磁集成和PCB繞組優(yōu)化方法、基于氮化鎵和分數(shù)匝變壓器的高頻LLC變換技術、基于三重移相控制的雙有源橋變換技術以及基于SiC器件的三電平ANPC牽引變流技術等領域，旨在引發(fā)高頻高效寬禁帶半導體變流拓撲與磁集成技術的探討。

衷心感謝有關專家與學者對本專欄的大力支持，感謝《電氣傳動》編輯部及中國自動化學會電氣自動化專委會，特別感謝劉娟主任、劉舒慧副主編在專欄策劃與實施期間的辛苦工作，希望本專欄的推出能夠為同行提供參考，共同促進寬禁帶半導體變流領域的原始創(chuàng)新和應用實踐。

天津大學 王議鋒

哈爾濱工業(yè)大學 王懿杰

2023年1月