三端口隔离DC-DC变换器软开关特性研究

作者：余雪萍; 涂春鸣; 肖凡; 刘贝; 郭祺

来源：电工技术学报, 2021, 1-13.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.200963

• 软开关
• 隔离式DC-DC变换器
• 电感电流
• 移相控制

三端口隔离DC-DC变换器（Triple Active Bridge， TAB） 作为新能源接入的一种积极探索与尝试，在分布式光伏接入、新能源汽车以及多电压等级直流用电需求等领域得到了广泛关注。软开关能力作为TAB应用的关键优势之一，可以有效的降低开关损耗，提升变换效率。然而，由于开关管数量增多，TAB的工作模式及移相控制方法较双有源桥DC-DC变换器（Dual Active Bridge， DAB）出现了成倍增加的现象，现有DAB的零电压开通（Zero-Voltage Switching，ZVS）研究方法已不利于推广至TAB。本文在分析TAB工作原理的基础上，从开关管驱动信号出发，将TAB的等效电路进行了分解，构建了双电源作用下电感电流的统一表达式。基于叠加定理，TAB每个开关管开通时刻的电感电流均可以由多个双方波电压源作用下的电感电流相加得到，并且不受移相控制方法的影响，计算简便。基于TAB等效电路的分解模型，本文绘制了不同移相控制方法下TAB的全开关ZVS区域，并对其进行了讨论分析。最后搭建了实验平台，验证了本文方法的可行性与有效性。