雙有源全橋變換器（dual active full bridge，DAFB）適用于大功率雙向變換領域，由于具備軟開關，輸入輸出寬等優點，被廣泛應用。

話不多說，上干貨。

雙有源全橋變換器最早追溯到上世紀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，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拓撲如圖1所示。

圖1 DAFB拓撲

可以將圖1中的拓撲功率傳輸可以看作為電力系統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分析過程。

在雙有源橋的功率級設計中，最重要的因素是漏感的選擇、相移角、輸出電容額定值、開關頻率、SiC mosfet的選擇、變壓器和預期的ZVS運行范圍。這些設計參數中有許多是相互關聯的，其中任何一個參數的選擇都直接影響到其他參數。例如，漏電感的選擇直接影響到傳輸的最大功率，進而影響到相移。

漏感參數設計

漏電感的選擇是設計中最重要的參數。與變換器輸出功率密切相關，表達式如下

式中可以看出，電感值減小輸出功率增大，給定開關頻率、漏電感、輸入輸出電壓時，功率變換的最大值出現在?=π/2處。

基于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

根據波形可以得到I1和I2的電流表達式如下

根據電流表達式可以達到軟開關的條件如下

第一個式子是副邊滿足軟開關的條件，第一個式子是原邊滿足軟開關的條件。

根據上述分析，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 不同電感值軟開關范圍與電壓傳輸比的關系