具有电压振荡抑制功能的双有源桥式转换器的调制策略

《IEEE Transactions on Power Electronics》：Modulation Strategy for Dual-Active-Bridge Converter with Mitigated Voltage Oscillation

双有源桥（DAB）变流器因电气隔离和高效特性在直流系统中应用广泛，但其高频电压振荡（HFVOs）易威胁变压器绝缘。现有优化绕组结构的方法存在效率与绝缘的权衡。本文提出通过谐振带内输出谐波优化减少HFVOs，同时优化电感电流均方根值以兼顾效率，经750V/50kHz/12kW原型验证，较单一电流优化方法降低77%电压振荡。

　　

摘要：

双有源桥（DAB）转换器在直流系统中具有很好的应用前景，因为它能够实现电气隔离和高效率。在大多数情况下，系统输出为全桥交流电和直流电压，但变压器端口可能会出现高频电压振荡（HFVOs）。这些高频电压振荡会威胁变压器的绝缘性能。目前，HFVOs的成因尚未明确。本文研究发现，HFVOs是由串联谐振频带内的谐波引起的，而非单一频率。现有的解决方案大多依赖于优化变压器绕组结构，但这会在HFVOs、效率和绝缘性能之间产生权衡。为了解决这一问题，本文提出了一种调制方法，通过优化谐振频带内的输出谐波成分来减少HFVOs。同时，该方法还优化了电感器的均方根（RMS）电流，以确保转换器的效率。该策略已在12kW/50kHz/750V的原型机上得到了验证。与仅优化RMS电流的方法相比，所提出的方法在实现最佳RMS电流的同时，将电压振荡降低了77%。