北方工业大学电气与控制工程学院 王 鹏 魏耀全

本文根据DAB双有源桥变换器有关电路仿真拓扑基本结构，了解其电路工作原理，以此依据推导设计出DAB双有源桥变换器小信号模型，在Matlab/Simulink软件中，搭建了以单移相调制的DAB双有源桥变换器仿真控制算法模型，用电压闭环控制来真实观察其输出电压、负载电流以及额定输出功率等信号波形，实现了输入电压DC400V，输出电压DC48V，功率500W以及输出电压误差≤1%的技术指标要求。

1 DAB双有源桥变换器的数学模型

1.1 工作原理

DAB双有源桥变换器由前后两级构成，前后都是H全桥电路，中间由变压器连接，并在左侧全桥电路输出端串联电感，DAB双有源桥变换器拓扑结构如图1所示。

图1 DAB双有源全桥变换器原理图

图2 DAB变换器单移相控制工作原理波形

图1中：V1和V2分别为输入和输出侧电压源，C1为前级电路直流滤波电容，C2为后级直流滤波电容。DAB变换器前后两级的电路是对称全桥结构。为了控制功率传输的方向和大小，通过控制开关管S1-S8并施加适当的脉冲，可以交替打开和关闭开关，这样就可以实现双向能量传输。

1.2 数学模型

忽略电路损耗，考虑前级的瞬时功率和后级瞬时功率等同，有以下方程式：

式中：v1是V1的瞬时值；v2是V2的瞬时值。

DAB双有源变换器的输入功率得到：

式中：d = to /T为占空比；to如图2中所示。

则电流i1、i2分别为：

对电流i1、i2在施加扰动于静态工作点附近，这样就得到了DAB小信号模型：

对式（2.3）进行高等数学计算，得到：

根据上述公式即可得出DAB双有源桥变换器的等效电路图，如图3所示。……