為了幫助自己和大家對雙主動橋隔離雙向DC-DC變換器有一個初步了解，將翻譯一篇發(fā)表于IEEE on Power Electronics的高引用綜述。無其他用途，僅學(xué)習(xí)交流用。

首先感謝原文作者給予的寶貴的學(xué)習(xí)機會。

原文名稱：Overview of Dual-Active-Bridge Isolated Bidirectional DC–DC Converter for High-Frequency-Link Power-Conversion System???? https://ieeexplore.ieee.org/document/6658916

VII ?設(shè)計建議及未來趨勢

A ?設(shè)計建議

根據(jù)前面的分析，HFLPCSs中DAB-IBDC的一般設(shè)計程序和建議如圖 21所示。給出了拓撲結(jié)構(gòu)的選擇是第一步，控制方法的優(yōu)化是第二步，參數(shù)的設(shè)計是第三步，選擇功率器件是第四步，磁性元件的設(shè)計是第五步，硬件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是最后一步。

從第一節(jié)的分析來看，HFLPCS中使用最廣泛的轉(zhuǎn)換器仍然是圖 2中典型的DAB-IBDC。所以這里以BESS的DAB-IBDC為例來介紹設(shè)計建議。

圖 21?在HFLPCS中IBDC的一般設(shè)計程序和建議

在DAB-IBDC的控制方法中，TPS控制是最難實現(xiàn)的，目前也沒有統(tǒng)一的實現(xiàn)標準。在EPS控制中，當電壓轉(zhuǎn)換狀態(tài)或潮流方向發(fā)生變化時，應(yīng)改變兩橋的工作狀態(tài)。在SPS控制中，效率、ZVS范圍等都存在缺陷。因此，在工程應(yīng)用中，DPS控制可能是實現(xiàn)難度和性能的相對最優(yōu)方法。

在參數(shù)設(shè)計中，輸入輸出電壓V1和V2，變壓器匝數(shù)比n，輔助電感L（包括變壓器漏感）以及開關(guān)頻率fs是應(yīng)確定的主要參數(shù)。通常，輸入和輸出電壓是由特定的應(yīng)用程序決定的。例如，在第六節(jié)討論的BESS中，輸入電壓由雙向直流-交流變換器控制，以減少諧波和提高功率因數(shù)，直流電壓為連接到220-V/50-Hz交流電網(wǎng)的直流-交流變換器通常限制在350-450V，標準值為380或400V[145]。輸出電壓由使用過的蓄電池系統(tǒng)決定，通常由6或12V系列電池組成，標準值分別為48,192,240V等。變壓器匝數(shù)比n應(yīng)與DAB-IBDC的電壓轉(zhuǎn)換比相匹配，以降低循環(huán)電流，提高效率。因此，在實際系統(tǒng)中，輸入輸出電壓電平和變壓器匝數(shù)比通常由特定的應(yīng)用決定。

輔助電感L和開關(guān)頻率fs直接影響DAB-IBDC的傳輸功率、峰值電流和RMS電流。為了確保安全可靠的運行，L和fs的設(shè)計必須滿足以下要求：1）傳輸功率能達到所需的最大負載功率；2）部件的電流應(yīng)力始終保持在可承受范圍內(nèi)；3）組件的當前均方根值始終保持在可承受范圍內(nèi)。此外，L和fs的設(shè)計還必須考慮優(yōu)化效率和功率密度。

在選擇功率器件時，建議采用寬禁帶功率器件來提高效率和功率密度，尤其是在HFL PCS中，而SiC/GaN功率器件可能是解決HF-IBDC應(yīng)用瓶頸的關(guān)鍵。在設(shè)計磁性元件時，建議采用鐵基納米晶材料，以提高效率和功率密度。

在設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)時，將輔助電感和變壓器集成到單個模塊中是一種推薦的方法，并推薦模塊化和即插即用的硬件結(jié)構(gòu)提高DAB-IBDC的功率密度、靈活性和可靠性。

B 未來趨勢

鑒于上述DAB-IBDC的研究現(xiàn)狀，到目前為止，世界上的許多研究都集中在基本特征、拓撲結(jié)構(gòu)和軟開關(guān)解決方案、控制策略以及硬件設(shè)計與優(yōu)化等方面。

今后，基于SiC/GaN功率器件的DAB-IBDC的設(shè)計和性能優(yōu)化，以及DAB-IBDC用于HFL?PCS的系統(tǒng)級解決方案將是趨勢，進一步的關(guān)鍵問題可能是：1）基于SiC/GaN功率器件的DAB-IBDC拓撲結(jié)構(gòu)、電氣參數(shù)和控制策略的電氣優(yōu)化設(shè)計方法，以充分利用它們的高溫、高頻和低損耗特性；2）基于SiC/GaN功率器件的DAB-IBDC機械優(yōu)化設(shè)計方法，進一步提高HFL?PCS的效率、功率密度、模塊化和可靠性；3）以DAB-IBDC為核心電路的高效、高功率密度的多功能、模塊化、智能HFLPCS解決方案；4）基于DAB-IBDC的智能HFL PCS的智能功率、電壓和故障控制管理方法。

VIII ?結(jié)論

廣泛認為DAB-IBDC是下一代HFLPCS的核心電路，具有廣闊的市場前景。本文綜述了DAB-IBDC的研究現(xiàn)狀、發(fā)展史，還介紹了DAB-IBDC的研究必要性，并對基本表征、控制策略、軟開關(guān)解決方案和變體以及硬件設(shè)計和優(yōu)化等方面的研究課題進行了全面的回顧和分析。在此基礎(chǔ)上，在世界范圍內(nèi)給出了幾種典型的DAB-IBDC用于HPLPCS的應(yīng)用方案。此外，本文還提出了一些設(shè)計建議和未來的發(fā)展趨勢。隨著固態(tài)半導(dǎo)體、磁性和電容材料以及微電子技術(shù)的最新進展，預(yù)計大規(guī)模實際使用DAB-IBDC用于HFLPCS。而在未來，基于先進功率器件的DABIBDC的設(shè)計和性能優(yōu)化，以及DAB-IBDC對HFLPCS的系統(tǒng)級解決方案將是趨勢。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的双主动桥隔离双向DC-DC变换器（七）设计建议及未来趋势、总结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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