雙有源全橋變換器（dual active full bridge，DAFB）適用于大功率雙向變換領(lǐng)域，由于具備軟開關(guān)，輸入輸出寬等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。
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雙有源全橋變換器最早追溯到上世紀(jì)90年代，我在雙有源橋（DAB）變換器 隨筆中已提到。最初DAFB采用SPS控制，這種控制方法十分簡單，容易實現(xiàn)，但是它也有許多的缺點，主要是輕載和電壓不匹配時效率低，而且ZVS容易丟失。典型DAFB拓?fù)淙鐖D1所示。
圖1 DAFB拓?fù)?/p>
可以將圖1中的拓?fù)涔β蕚鬏斂梢钥醋鳛殡娏ο到y(tǒng)中兩條母線之間功率流動，簡化電路如圖2所示。
圖2 功率流向示意圖
工作原理不再這里展開，許多論文和書籍中有詳細(xì)分析過程。
在雙有源橋的功率級設(shè)計中，最重要的因素是漏感的選擇、相移角、輸出電容額定值、開關(guān)頻率、SiC mosfet的選擇、變壓器和預(yù)期的ZVS運行范圍。這些設(shè)計參數(shù)中有許多是相互關(guān)聯(lián)的，其中任何一個參數(shù)的選擇都直接影響到其他參數(shù)。例如，漏電感的選擇直接影響到傳輸?shù)淖畲蠊β?，進(jìn)而影響到相移。
1、漏感
漏電感的選擇是設(shè)計中最重要的參數(shù)。與變換器輸出功率密切相關(guān)，表達(dá)式如下
式中可以看出，電感值減小輸出功率增大，給定開關(guān)頻率、漏電感、輸入輸出電壓時，功率變換的最大值出現(xiàn)在Ø=π/2處。
SPS控制DAFB電感電流工作波形如圖3所示。
圖3 電感電流工作波形
根據(jù)波形可以得到I1和I2的電流表達(dá)式如下
根據(jù)電流表達(dá)式可以達(dá)到軟開關(guān)的條件如下
第一個式子是副邊滿足軟開關(guān)的條件，第一個式子是原邊滿足軟開關(guān)的條件。
根據(jù)上述分析，就可以得到漏感、電壓傳輸比、移相角與輸出功率的曲線。如圖4所示。
圖4 不同電感值軟開關(guān)范圍與電壓傳輸比的關(guān)系
TI參考設(shè)計 TIDA-010054給出的關(guān)系曲線如圖5所示。
圖5 不同電感值軟開關(guān)范圍與電壓傳輸比的關(guān)系
圖4根據(jù)分析得出的曲線和圖5曲線規(guī)律恰好相反，不知道是自己的問題還是參考手冊上的有問題，但是不影響原理的分析。
總結(jié)：本部分給出了漏感的分析方法及滿足ZVS的范圍，這也是分析變換器非常重要的部分。
最后：感謝“RK仿真工作室”提供的幫助，視頻非常好，學(xué)習(xí)了視頻之后感覺茅塞頓開，對基于SPS的DAFB有了新的感悟，為接下來的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。如有需要的朋友可以留言或與小編聯(lián)系。