李 婧 袁立强 谷 庆 孙建宁 段任之

（清华大学电机系 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京 100084）

一种基于损耗模型的双有源桥DC-DC变换器效率优化方法

李 婧 袁立强 谷 庆 孙建宁 段任之

（清华大学电机系 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京 100084）

对双有源桥DC-DC变换器（DAB）系统中的各部分损耗进行建模，并依据此模型，以提升效率为目标，对DAB系统进行优化设计。首先，介绍单移相调制策略下的DAB工作原理，并推导漏电感电流有效值的解析表达式。为突出DAB的电流波形特征，引入电压转换比的概念，这一概念与变压器匝比相关。然后，介绍损耗建模方法。DAB系统的损耗主要分为两部分，一部分源于半导体器件；另一部分源于高频隔离变压器及电感。两者的损耗数值不仅由本身的材料特性决定，同时与运行工况紧密相关，如传输功率、电压、电流等。将单移相调制下的DAB电流、电压波形特征，与器件和变压器的本身特性结合考虑，解析建立DAB的稳态损耗模型。并在此基础上，通过数值计算的方法，对电压转换比进行优化设计，同时优化移相比的选择，增强软硬件的适配性，提升DAB的整体效率。最后，通过实验对所建损耗模型及优化方法进行了验证。

双有源桥DC-DC变换器 损耗模型 高频隔离变压器 电压转换比 效率优化

0 引言

随着环境的日益恶化，能源危机问题日渐突出，如何实现能源互联与高效节能是电力领域面临的新目标和挑战[1,2]。……