基于Si半导体材料的功率器件在性能上已经很难提升,而基于宽禁带半导体材料能够有效提升器件的性能,对新型宽禁带半导体器件的研究成为了当前的热点。基于新型宽禁带半导体氮化镓器件在高频、低损耗、高温、大规模集成等方面具备传统Si半导体器件所不可替代的优点,在DC/DC变换器、逆变器、电机驱动器等领域得到了广泛的关注和应用。随着氮化镓器件开关速率的提高,线路中寄生参数对氮化镓器件的开关过程的影响越来越明显,过大的寄生参数会抑制氮化镓器件的开关性能,无法展现其优良的特性与优势。为了研究寄生参数对开关特性的影响,首先详细分析了氮化镓器件的开关过程,在LTspice中搭建了双脉冲测试电路,通过仿真分析各部分寄生参数对氮化镓器件开关特性的影响,明确了不同寄生参数影响的规律,从而指导基于氮化镓器件在硬件电路PCB设计中的布局。然后,本文基于GaN HEMT在DC-DC变换器中的死区时间设置问题进行研究。由于GaN HEMT在反向导通过程时存在较大的压降,在高频开关过程中,死区时间引起的反向导通损耗会显著的影响变换器的效率。为了优化变换器的死区时间,本文以同步Buck变换器为例,详细分析了死区时间内GaN HEMT的开关过程,根据不同负载电流条件下死区时间的取值进行分析,提出了一种优化的死区时间设置方法。同时建立了非理想变换器的连续时间模型,采用脉冲响应不变法对连续时间模型离散化得到离散时间模型,并采用频域法分析了不同模型之间的差异。同时,进一步对高频开关下的数字控制环路进行设计,介绍了高分辨率DPWM的实现方法,通过分析不同DPWM调制方法的特点,提出了一种混合调制方法的控制策略,根据系统的运行状态切换调制方式,既能提高系统输出电压精度,又能提高系统的动态特性。借助于双线性变换方法对数字补偿器设计,并给出了具体的设计流程。最后详细的讨论了硬件电路设计过程,并成功研制了一台基于氮化镓器件GS66508T的480W的同步Buck变换器,开关频率为500kHz,验证了电路设计和控制策略的合理性。采用优化后的死区时间使得变换器的效率提高了1.3%,最高效率可达94.8%。采用切换调制方式的控制策略提升了系统的动态性能,负载瞬态响应速度更快,验证了控制策略的合理性和有效性。