电源技能成长记
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007 #DAB 大降压比仿真验证(基于SPS的DAB仿真)
006 #DAB 电感与电流之间的关系(基于SPS的DAB特性分析)
005 #DAB 电感对电流影响疑问说明(基于SPS的DAB特性分析)
004 #DAB 电感对电流的影响(基于SPS的DAB特性分析)
003 #DAB 漏感选择(基于SPS的DAB特性分析)
002 #DAB 双有源桥变换器随笔
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003 #DAB 漏感选择(基于SPS的DAB特性分析)

双有源全桥变换器(dual active full bridge,DAFB)适用于大功率双向变换领域,由于具备软开关,输入输出宽等优点,被广泛应用。

本人水平有限,内容根据仔细查阅相关资料学习总结,如有错误请大家多包涵。如果觉得内容不错,可以分享给身边的朋友,如果有疑问可以与我(wechat:xfw9601)一起讨论或在文末留言


双有源全桥变换器最早追溯到上世纪90年代,我在双有源桥(DAB)变换器 随笔中已提到。最初DAFB采用SPS控制,这种控制方法十分简单,容易实现,但是它也有许多的缺点,主要是轻载和电压不匹配时效率低,而且ZVS容易丢失。典型DAFB拓扑如图1所示。

图1 DAFB拓扑

可以将图1中的拓扑功率传输可以看作为电力系统中两条母线之间功率流动,简化电路如图2所示。

图2 功率流向示意图

工作原理不再这里展开,许多论文和书籍中有详细分析过程。

在双有源桥的功率级设计中,最重要的因素是漏感的选择、相移角、输出电容额定值、开关频率、SiC mosfet的选择、变压器和预期的ZVS运行范围。这些设计参数中有许多是相互关联的,其中任何一个参数的选择都直接影响到其他参数。例如,漏电感的选择直接影响到传输的最大功率,进而影响到相移。

1、漏感

漏电感的选择是设计中最重要的参数。与变换器输出功率密切相关,表达式如下

式中可以看出,电感值减小输出功率增大,给定开关频率、漏电感、输入输出电压时,功率变换的最大值出现在Ø=π/2处。

SPS控制DAFB电感电流工作波形如图3所示。

图3 电感电流工作波形

根据波形可以得到I1和I2的电流表达式如下

根据电流表达式可以达到软开关的条件如下

第一个式子是副边满足软开关的条件,第一个式子是原边满足软开关的条件。

根据上述分析,就可以得到漏感、电压传输比、移相角与输出功率的曲线。如图4所示。

图4 不同电感值软开关范围与电压传输比的关系

TI参考设计 TIDA-010054给出的关系曲线如图5所示。

图5 不同电感值软开关范围与电压传输比的关系

图4根据分析得出的曲线和图5曲线规律恰好相反,不知道是自己的问题还是参考手册上的有问题,但是不影响原理的分析。

总结:本部分给出了漏感的分析方法及满足ZVS的范围,这也是分析变换器非常重要的部分。

最后:感谢“RK仿真工作室”提供的帮助,视频非常好,学习了视频之后感觉茅塞顿开,对基于SPS的DAFB有了新的感悟,为接下来的学习奠定了基础。如有需要的朋友可以留言或与小编联系。

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