随着逆变器应用场合的不断扩展,装置的高功率密度性成为研究的新趋势和热点。提高装置的功率密度,需要利用高开关频率减小其中无源元件的体积,但高开关频率会导致装置的效率低下,需要采用软开关技术减小高频带来的开关损耗,传统的软开关技术均需要增加额外的辅助电路,无疑阻碍了高功率密度的实现;同时GaN器件由于其自身高开关速度、低导通电阻的优势更易应用在高频高效的设计中。因此,本文将从控制改进的角度对GaN高频高效逆变器进行展开研究。首先基于全桥逆变器拓扑,详细分析临界电流模式控制的工作原理以及软开关的实现过程;从开关频率的角度对比分析三种临界电流模式控制方法,基于三种控制方法的过零点尖峰问题,对其进行优化,提出新的临界电流模式控制策略。在此控制策略下,详细阐述实际电路中电感、负向电流等参数的选择依据,并在PSIM中搭建优化后临界电流模式控制的仿真电路,对电路进行开环、闭环以及并网仿真,验证了理论的可行性。其次设计了一台500W全桥逆变器样机,对其硬件与软件设计过程进行详细说明。通过实验验证对比分析得到新的临界电流模式较三种临界电流模式的过零点处开关频率不为0,因此尖峰更小,与理论分析相符。同时与采用正弦脉宽调制(SPWM)的全桥逆变器进行对比实验,由于临界电流模式实现了零电压开通,开关损耗较SPWM控制更小,经测得满载情况下采用临界电流模式控制的效率较SPWM控制提高了近1%。针对临界电流模式导致输出电流纹波较大的问题,从拓扑改进的角度选择三桥臂交错式电路,控制改进的角度选择三角载波移相控制和新的临界电流模式相结合的控制策略,详细分析其工作原理。其次,深入阐述三角载波移相控制策略的理论依据以及实现过程,在PSIM中搭建三角载波移相控制仿真电路,产生了幅值以正弦规律变化的连续三角载波,印证了理论的可行性;并对基于三角载波移相控制的交错式逆变器进行电路仿真,经测得输出电流的总谐波畸变率(THD)为1.9%,满足并网电流指标要求,验证了理论的正确性。