零电压开关 (ZVS) 可显著降低开关损耗并提高效率。为了实现 ZVS，电流在导通之前从漏极流向源极并使 C_OSS 电容放电。在 DAB 转换器中，由于开关频率较高，ZVS 的实现起到关键作用。

考虑直流侧 Q1、Q2 桥臂的开关事件。图 3-6 显示在先前的开关事件中，Q2 导通并且电感器中的电流流动。在该图中，显示了 Q1 的寄生 C_OSS 和体二极管。

图 3-6 先前的开关

出现开关事件时，控制器首先关断 Q2 并且死区时间开始。从变压器流出的电流基本上是恒定的，因为该电流由次级侧的 Lk 驱动。当 Q2 关断时，电流必须流经 Q1。该电流开始流入 Q1 的寄生 C_OSS 电容并放电。

图 3-7 C_OSS 放电

当 C_OSS 完全放电时，体二极管变为正偏置且二极管开始导通。对于 GaN 器件，这种模式通常称为第三象限导通。由于第三象限中的源漏极电压较高，该模式中的损耗可能会很大。TI 建议将死区时间保持在合理水平，使损耗续较低。

图 3-8 第三象限导通

最后，死区时间结束时，控制器接通 Q1。电流开始流过开关。这种导通称为软开关，因为几乎没有电压损耗、电流重叠损耗和 C_oss 损耗。

图 3-9 软开关

有以下三种开关条件：

• 完全 ZVS
• 部分 ZVS
• 硬开关

如果从源极流向漏极的电流能够在死区时间内使寄生 C_OSS 电容完全放电，则满足 ZVS 条件，这种开关称为完全软开关。

如果开关事件中的电流不足以在死区时间内使 C_OSS 放电，则该开关为部分 ZVS。寄生电容器中仍然有储能，该能量在出现导通事件时在开关中耗散。这会降低效率并增加开关温度。死区时间和关断电流的增加有助于使开关更柔和。

如果在开关事件中电流反向流动，则该开关为完全硬开关。存储在 C_OSS 中的全部能量在开关中耗散。在这种情况下，增加 DT 对开关行为没有影响。控制器需要优化调制参数，以便在发生开关事件时获得正确的电流方向。在许多情况下，可以优化相移角或频率以在 ZVS 可行时增大范围。然而，在某些情况下（例如负载极轻时），无法为所有桥臂实现 ZVS。

循环电流对于 DAB 非常重要。循环电流类似于电网系统中的无功电流。如同无功电流，循环电流会产生额外的导通损耗。但与电网中的无功电流不同，DAB 中的循环电流在某些情况下更实用。

为了说明循环电流的作用，请考虑 DAB 的 SPS 模式。传输到次级侧的电流随着基本相移的增加而增大。另外在有功电流增大时，循环电流也增大。当初级侧和次级侧电压具有不同极性时，转换器会改变电感器中电流的方向（循环时间）。在循环时间内，DAB 将电感器电流放电至零，然后以相反极性对电感器重新充电。这种放电和再充电方式不会促进功率传输，并会产生两种负面影响。第一个影响基本上是放电和再充电过程中的导通损耗。此过程进行的时间越长，系统中的循环损耗就越大。其次，循环时间会缩短功率传输周期中的活动时间。这意味着，如果活动时间更短，转换器需要更大的电流幅度才能向输出端提供相同的平均电流。

图 3-10 输出电流与循环电流随 D2 相位移的变化

如果基本相移从开关周期的 0 增加到 0.25，则输出电流增大。然而，如果 PS 高于 0.125，而有功电流的增加幅度不是很大，则 RMS 电流会大幅增加。因此，不建议在 SPS 模式下使用高于 ±0.125 的基本相移。

相反，该循环电流为在 DAB 中实现 ZVS 提供关断电流。通常，转换器旨在使循环电流保持为实现 ZVS 所需的小值。可利用 EPS 方法中的内部相移和频率变化来控制系统中的循环电流大小。