1.1目的及意义

“绿色能源”的发展对解决环境污染和化石能源枯竭问题具有重要意义。燃料电池是最高效、最有效的可再生能源之一。

燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和外部电路等四部分组成。电池的阴、阳两极兼具电子传导及催化剂的作用，燃料气由阳极通入，反应放出的电子经外电路传导到阴极，再与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路产生电流。在此过程中，燃料电池由于自身的电化学反应以及内阻,仅产生一定的热量，生成物主要是水，无任何有害气体排放，是真正的清洁环保电源。

近年来，燃料电池汽车的迅猛发展和商业化的推进席卷了整个世界，其高效节能以及零排放或接近零排放的良好环境性能，使之迅速成为当今世界能源和交通领域开发的热点。随着国际各大汽车生产商和石油巨头的积极参与，从资金到技术的大力投入，燃料电池汽车已经走出实验室，开始商业化旅程。很多专家更是乐观地认为，燃料电池汽车将引发汽车工业的革命，最终取代传统内燃机车成为主流。

宽禁带半导体材料（Eg大于或等于2.3eV）被称为第三代半导体材料。主要包括金刚石、SiC、GaN等。和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有禁带宽度大，高饱和漂移速度、高热导率、高临界击穿电场、非常适用于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件。由于SIC功率器件可显著降低电子设备的能耗，因此SIC功率器件也被誉为带动“新能源革命”的“绿色能源”器件。

本设计将研究基于宽禁带器件的燃料电池用单相DC-DC功率电路设计。

1.2国内外研究现状

1.2.1燃料电池