对电动汽车的需求日益增加，主要是由于化石燃料储量减少。此外，选择电动汽车是经济的，因为它需要更少的运行成本，而且不会对环境造成损害。考虑到这些事实，提高电池和组件的效率是合乎逻辑的。其中一种方法是在电源转换器中使用宽带隙、氮化镓和碳化硅代替硅，因为传统的 DC-DC 转换器会造成巨大的功率损耗。

最近有研究表明，与 SiC 相比，GaN 晶体管的开关功率损耗更低，因此效率更高。由于功率密度对于通用 DC-DC 转换器、PEV 中的电力电子转换器至关重要，并且横向结构的商用 GaN 晶体管由于功率限制较高而无法使用。
使用通用转换器后，使用的模块数量将会减少，从而提高功率密度和可靠性，帮助我们提高 PEV 的效率和设计。为了解决横向 GaN 晶体管的限制，可以在 PEV 中采用多相拓扑来应用通用直流-直流转换器。然而，这会带来一系列问题。问题在于，具有高相数的多相转换器不适用于电力电子。

为了解决这些问题，我们研究了一种新型两相交错双向升压转换器，其中一个相基于 GaN，而另一个相基于 SiC。其背后的原理是仅使用基于 GaN 的相进行 1-15Kw 范围内的功率转换。另一个相提供超过 15kw 功率的转换。

现代应用（如多输入和零电压开关）使用多相拓扑在两相之间共享电流，电源转换器也使用同样的技术。然而，与其他转换器不同，本设计使用不同类型的有源器件。转换器的配置如图 1 所示。

图1 SiC-GaN基转换器布局

人们可能会认为，由于这种配置的电流共享不匹配，电流较大的二极管温度会更高，最终会导致不稳定。虽然由于双向拓扑，情况并非如此，但转换器的两侧都是晶体管。此外，由于不需要体二极管和反并联二极管，这项技术被证明是一个巨大的进步。

为了设计电感器，重要的是要考虑转换器的传导模式，在本例中将其设置为连续的。考虑到这一点，可以按照公式 1 所示计算电感器的数量：

等式 1

这里，Vo 是直流总线电压，Vin 是电池电压，Ȃfs 是开关频率，IL(min) 是最小电感电流。由于最小电流仅由 GaN 相提供，因此与单相转换器相比，小电感尺寸没有优势。同时，高压电容可按公式 2 计算：

等式 2

一、模型的数学计算

 我们研究了间隔以获得转换器的数学模型。因此，我们分析了升压模式，其中需要相当于 2 的电压比（Vin = 300 [V] 和 Vo = 600 [V]）。升压转换器的占空比及其电压比如下所示：

等式 3

在上式中，η 是转换器的效率。由于效率始终小于 1，因此转换器的占空比大于 50%。另一方面，交错式两相转换器中的开关命令具有 T/2 的时间偏移，其中 T = 1/fs 是时间周期。考虑到这一点，可能的电感器电流如下所示：

图2 电感电流