DAB(dual active bridge)
雙向全橋隔離dc-dc變換器(DAB)和Buck/Boost不同,該變換器通過交流電感進行功率傳輸,其調制和控制不適合直接借鑒已有的研究。
調制挑戰:開關網絡相對復雜,調制自由度較多,最優調制設計困難,傳統最優調制無法實現在線運算。
建模挑戰:雙向全橋隔離dc-dc變換器因直交直結構建模困難,傳統“二階”模型無法揭示其動態特性。
控制挑戰:傳統控制方法基于“二階”電路的建模思路,無法實現一階變換器的超快動態響應。
協同挑戰:傳統多模塊協同控制方法無法發揮變換器控制潛能,變換系統控制任具有固有缺陷。
調制優化
相移調制方法是雙向全橋隔離dc-dc變換器最常用的調制方法。和占空比調制方法不同,該方法總是滿足伏秒平衡特性。
相移調制:單相移(SPS),擴展相移(EPS),雙重相移(DPS),三重相移(TPS)。
單相移調制方法是雙向全橋隔離dc-dc變換器最簡單的調制方法。當變壓器兩端電壓匹配時,變換器能實現最好的性能,包括全功率范圍軟開關、最小導通損耗和最高效率。當變換器兩端電壓不匹配時,變換器的電流應力和回流功率將增加,軟開關范圍將變窄,變換器的效率顯著降低。
電流優化調制的方法
電流優化調制方法分為兩種,包括電流有效值優化調制方法和電路應力優化調制方法。這兩種調制方法能實現所有開關的軟開關,并且減小變換器的導通損耗。在輕載時,這兩種電流優化調制方法采用相同的調制模式;在重載時,最小電流有效值調制方法具有兩種調制模式,而最小電流應力調制方法只有一種。
零電壓開通優化調制方法
為了實現開關S1的零電壓開通,需要負的電感電流來為MOS上的Cds電容放電;為了實現開關S2的零電壓開通,需要正的電感來為MOS上的Cds電容放電。在全功率范圍內,零電壓開通優化調制方法能夠實現雙向全橋隔離dc-dc變換器所有開關的零電壓開通,來提升變換器的效率,但其調制模式不連續。