1.3.1　DAB变换器优化调制技术

DAB变换器一般工作在定频模式，其常用的调制方法可以根据控制自由度进行分类，主要包括单自由度的单移相调制[101,120]、两自由度的双重移相（dual-phase-shift, DPS）调制[121-123]和扩展移相（extended-phase-shift, EPS）调制[123-126]，以及三个控制自由度的三重移相（triple-phase-shift, TPS）调制[101,120,127-131]。这些调制方式都是通过控制DAB变换器原、副边交流端口信号的占空比和相对相移实现对传输功率的控制，而原边及副边交流端口电压方波的相对相移是通过调节全桥内部超前桥臂和滞后桥臂之间驱动信号的相移来实现的。其中，TPS调制方式是上述多种调制方式中最基本的形式，DPS调制、EPS调制和SPS调制都是TPS调制的特殊形式[130]。仅含有一个控制变量的SPS调制最为简单，对于每个确定的传输功率，仅有一个控制量取值位于合理的取值范围，因此唯一确定了DAB变换器的电流应力和电感电流有效值。然而在负载较小或输入和输出电压的比值与变压器的电压比不匹配时，SPS调制方式的软开关范围较小，变换器电流应力、电感电流有效值迅速增加，这使得DAB的转换效率下降。因此SPS调制具有很大局限性[101,122,124]。

为了克服SPS调制方式的不足，已有的研究分别从减少电流应力[127-128,132-133]、降低回流功率[122,124,134]等方面入手，对DPS调制和EPS调制进行优化。但是由于DPS调制和EPS调制均只有两个控制自由度，因此这两种调制方式的优化结果可视为TPS调制中的局部最优解，可以寻求进一步改善。此外，电感电流有效值与开关器件以及磁性元件的导通损耗直接相关，因此针对DAB变换器电感电流有效值进行优化更具有现实意义。对于TPS调制方式，有学者对电感电流有效值最小化和效率最优化问题进行了研究，但其计算和分析均针对具体装置，既没有给出优化调制策略的解析表达式，得到的结果也难以直接推广到其他应用场合[101,135-137]。同时，这种调制方法无法实现在线计算，需要将控制变量的取值在离线计算之后以数据表的形式存储到控制芯片中。这不但需要采用更复杂或者价格更昂贵的控制系统，而且当电路参数发生变化时，数据表需要重新生成，控制程序也需要重新设计，这两个缺点阻碍了此种方法的推广。因此有必要研究解析的DAB变换器电感电流优化调制策略。

本书第3章和第4章对DAB变换器调制策略优化问题进行了深入分析，给出了电感电流有效值最优化调制策略的解析形式，并在此基础上设计了实现在线优化的闭环控制方法，从而提高DAB变换器的转换效率。