ZHCU677C June 2019 – July 2022
2.3.2 双有源电桥 - 开关序列
在单相双有源电桥中，同时控制初级电桥和次级电桥。所有开关都采用 50% 占空比工作。对角开关会一起导通和关断，因此每个电桥的输出都是方波。本节将详细阐述转换器的开关序列。
根据电感器电流波形以及变压器初级侧电压与次级侧电压之间的相移，开关序列分为四个间隔。电压和电流波形如图 2-10 所示。在间隔一期间，电感器电流波形既有正值也有负值，因此电流换向遵循图 2-4 和图 2-5 中所示的方案。在此间隔期间，初级侧的开关 Q1 和 Q4 与次级侧的开关 Q6 和 Q7 传导电流。
图 2-4 间隔 1：负电感器电流
图 2-5 间隔 1：正电感器电流在此间隔期间，初级侧上的电压 Vp 等于 V1，而次级侧上的电压 Vs 等于 V2。这两个电压之差会出现在漏电感器上，并且此间隔期间的电流斜率可通过Equation2 估算得出。
在间隔二期间，电感器电流为正值。变压器初级侧上的电压为正值，等于 V1，且次级绕组上的电压为正值，等于 V2。因此，这两个电压之差会出现在漏电感器上，并且此间隔期间上升电流的斜率可以通过Equation3 计算得出。
在此期间，开关 Q1 和 Q4 保持导通，但由于次级侧上的电压现在为 V2 并且电感器电流为正值，因此开关 Q5 和 Q8 会导通来传导电流。在 Q6 和 Q7 关断与 Q5 和 Q8 导通之间存在一个较小的死区时间时段。在此死区时间内，会出现零电压开关 (ZVS) 现象，下一节中将对此进行详细说明。第二个间隔的换向序列如图 2-6 所示。
图 2-6 间隔 2在间隔三期间，电感器电流开始从其正峰值下降为负值，如图 2-10 所示。在此间隔期间，初级侧上的电压为 –V1，而次级侧上的电压为 V2。这两个电压之差（即 (-V1-V2)）会出现在电感器上。因此，电流会以负斜率下降，如Equation4 所示。
在此间隔期间，开关 Q5 和 Q8 继续保持导通，但由于初级侧上的电压现在为 –V1，因此开关 Q2 和 Q3 会导通来传导电流。图 2-7 和图 2-8 中分别显示了电感器电流 IL > 0 和 IL < 0 在两个方向上的导通情况。
图 2-7 间隔 3：正电感器电流
图 2-8 间隔 3：负电感器电流在间隔四期间，电感器电流继续为负值。在此间隔期间，初级侧上的电压为 –V1，而次级侧上的电压为 -V2。这两个电压之差（即 (-V1+V2)）会出现在电感器上。因此，电流会以负斜率下降，如Equation5 所示。
在此期间，开关 Q2 和 Q3 会继续保持导通，但由于次级侧上的电压现在为 –V2，因此开关 Q6 和 Q7 会导通来传导电流，如图 2-9 所示。
图 2-9 间隔 4图 2-10 显示了初级侧和次级侧上的开关的栅极脉冲。变量 Ø 表示初级侧 PWM 脉冲 和次级侧 PWM 脉冲之间的相移。Vp 和 Vs 表示变压器初级绕组和次级绕组上的电压。IL 表示变压器电流。
图 2-10 栅极信号、变压器初级电压和次级电压以及电感器电流