工作原理
双有源桥（DAB）变换器通过高频变压器和串联电感连接两个全桥。功率从相位超前的桥流向相位滞后的桥，大小由两个方波电压之间的移相决定。由于两侧桥都是有源的，功率可以双向流动，因此 DAB 常用于电池充电器、储能系统和固态变压器。
单移相（SPS）调制只在两桥之间使用一个移相 d。它简单，但当电压变换比 M 远离 1 时会产生很大的无功环流。双移相（DPS）在每个桥内部增加内移相，三移相（TPS）使用彼此独立的内移相，两者都能降低电流应力并扩大 ZVS 范围。
对于 SPS，本计算器根据最大功率和所选的最大移相设计串联电感，然后求出所选工作点的移相。它还会检查零电压开关（ZVS）的充要条件，并考虑开关管寄生电容的影响。
DPS 和 TPS 的结果以基准功率 P_N 归一化，便于直接比较不同设计。在这两种模式下，请输入折算到 V2 侧的 L；若沿用 SPS 结果，将 L_k 乘以 n² 即可。这里 d 是相对于半个开关周期的比例，n = N2/N1。不同论文的定义不同，与其他资料比较前请先确认。
设计步骤
- 1确定工作范围：V1、V2 的最小值和最大值、功率范围以及开关频率。
- 2选择匝比，使 M = V2 / (n · V1) 在最常见的工作范围内接近 1；ZVS 和 RMS 电流在 M = 1 附近最佳。
- 3为满功率选择最大移相 d_max。较小的 d_max 意味着较小的电感和较低的 RMS 电流，但控制裕量较小；常见取值约为 0.25 到 0.35。
- 4根据最大功率点的功率方程计算串联电感，然后检查工作范围其他极端点的移相和 ZVS 条件。
- 5如果在轻载或 M 远离 1 时丢失 ZVS 或 RMS 电流过高，请改用 DPS 或 TPS 调制，并比较电流应力。
公式
- 电压变换比
- M = V2 / (n · V1)
- SPS 传输功率（L_k 折算到 V1 侧）
- P = d · (1 − d) · V1 · V2 / (2 · n · f_s · L_k)
- 串联电感（设计 1）
- L_k = (1 − d_max) · d_max · V1 · V2_max / (2 · n · f_s · P_max)
- DPS/TPS 基准功率（L 折算到 V2 侧）
- P_N = n · V1 · V2 / (8 · f_s · L)
计算示例
当 V1 = 48 V、V2 = 400 V、1 kW、100 kHz、d_max = 0.35 时，若 n 留空，则取 n = V2_max / V1 ≈ 8.33，使满功率时 M = 1。设计结果为 V1 侧 L_k ≈ 2.6 µH，电感峰值电流约 32 A。
常见错误
- 混用 n、d 的约定以及 L 所折算的一侧。在与论文或仿真比较之前，先确认每个公式采用的是哪一侧。
- 在满功率时使用接近 0.5 的 d。d = 0.5 时功率最大，因此暂态时没有剩余的控制裕量。
- 忽略变压器漏感，它会叠加到外部串联电感上。
- 只在满功率下检查 ZVS。当 M ≠ 1 时，SPS 通常在轻载下首先丢失 ZVS。
常见问题
什么时候应该用 DPS 或 TPS 代替 SPS？
当电压变换比明显偏离 1 时（例如电池电压范围很宽），SPS 在轻载下会失去 ZVS，且 RMS 电流增大。DPS 和 TPS 以更复杂的控制为代价改善这两个问题。
移相 d 是什么意思？
d 是两个桥电压之间的移相，以半个开关周期的比例表示。正常工作范围为 0 < d ≤ 0.5，d = 0.5 时传输功率最大。
为什么 ZVS 检查要考虑寄生电容？
在下一个开关管导通之前，开关时刻的电感电流必须足以对开关管输出电容充放电。电容越大，所需电流越大。
计算结果为工程估算值，请结合数据手册、仿真和实测验证设计。