永磁同步电机应用范围广泛,随着科学技术的进步与发展,电动汽车、航空航天等领域对永磁同步电机驱动器提出了更高的要求。传统的Si基电机驱动器由于材料特性的限制,其性能已很难有较大的提升,而GaN器件相较于Si器件而言具有更低的导通电阻、更高的开关频率、更低的开关损耗等优势,因此基于GaN器件的永磁同步电机驱动器有望在效率、功率密度、动态性能等特性方面获得较大的提升。虽然GaN器件的特性优越,但是其较快的开关速度以及较为苛刻的栅源极工作要求,也对GaN器件的驱动电路以及GaN基电机驱动器设计提出了更大的挑战。本文首先从eGaN HEMT的主要电气特性出发,从理论上分析了eGaN HEMT驱动电路中驱动正压、驱动负压、开通驱动电阻和关断驱动电阻等主要参数对eGaN HEMT开关特性和正反向导通特性的影响,并搭建双脉冲实验平台进行了验证。针对桥臂串扰问题,详细分析了桥臂串扰的机理,通过实验测试探讨了栅源电容、开通关断驱动电阻以及驱动负压对串扰电压的影响,对比评估了几种无源串扰抑制方法的缺陷,给出了改进型有源箝位抑制电路,并对辅助电容进行了优化取值。此外,对驱动电路共模噪声问题也进行了分析与解决。基于上述对驱动电路的研究,归纳得出了eGaN HEMT驱动电路的设计流程及主要参数的优化设计方法。之后本文针对GaN基电机驱动器样机的软硬件设计进行了研究。从PCB优化设计和去耦电容选取两方面研究了三相逆变主功率电路中关断漏源电压尖峰抑制问题,从电流和转速位置信号采样和处理角度给出了信号采样调理电路的设计方法,介绍了GaN基电机驱动器软件的主要程序设计方法。搭建了1.5k W的GaN基电机驱动器样机并进行了实验测试,验证了其能够稳定可靠工作,进一步验证了上述设计方案的正确性和可行性。最后,本文对电机驱动器的死区补偿控制策略进行了研究。从理论角度讨论了逆变器非线性问题产生的原因以及影响因素,建立了逆变器输出误差电压的数学模型,基于此给出了传统和改进型时间补偿控制策略的实现方案。通过实验测试了死区时间和开关频率对相电流THD值的影响,并且验证了两种时间补偿控制策略的有效性。