单相移 (SPS) 调制是双有源电桥 (DAB) 转换器最基本并且广泛采用的控制方法。在 SPS 控制下，初级侧全桥（桥 1）和次级侧全桥（桥 2）均以固定的 50%占空比运行。每个电桥的对角开关对（如 Q1/Q4 和 Q5/Q8）会同步打开及关闭。

该方案中的核心控制变量是外部相移角 $\varphi$ 在初级侧方波电压 (V_p) 和次级侧方波电压 (V_s) 之间引入。该相移角直接调节通过高频隔离变压器 T1 的功率流的方向和幅度，如图 2-4 所示。

图 2-4 SPS 控制下的波形

两个电桥之间传输的平均功率 P₁₂ 由串联泄漏电感 L_s 中存储和释放的能量控制，这可以通过数学公式表示为:

其中 V₁ 是输入直流电压，V₂ 是输出直流电压，f_s 是开关频率，N 是变压器匝数比 (N = N1/N2)。

• 正向功率模式 ( $0\le \varphi \le \pi$ )：V_p 导入 V_s，导致能量从初级侧流向次级侧。
• 反向电源模式 ( $-\pi \le \varphi \le 0$ )：V_p 滞后于 V_s，导致能量从次级侧无缝流回初级侧。

图 2-5 SPS 控制下 PWM 和电流的完整波形

为了最大限度地减少开关损耗并实现高总系统效率，SPS-DAB 完全依靠存储在漏电感器 L_s 中的无功能量对 MOSFET 寄生输出电容 C_oss 进行放电和充电，从而促进零电压开关 (ZVS)。图 2-5 显示了 PWM 和电流的完整波形。以前进操作模式为基准，典型的开关周期执行以下关键间隔：

• 间隔 1（ $t_0$ 至 $t_0^{\text{'}}$ - 死区时间实现，如图 2-6 所示）：当在 $t_0$ 之前时，开关 Q1 和 Q4 关闭。在此死区时间间隔期间，电感器电流 I_L 必须保持为负值 ( $I_L\left(t_0\right)<0$ ）。这种负电流迫使存储在 L_s 中的能量释放 Q1 和 Q4 的输出电容，同时对 Q2 和 Q3 的输出电容充电，从而在 Q1 和 Q4 导通之前在二者之间产生必要的零电压条件。
  图 2-6 间隔 1 期间的 DAB 转换器工作级
• 间隔 2（ $t_0^{\text{'}}$ 至 $t_1$ - ，如图 2-7 所示）：在 $t_0^{\text{'}}$ ，开关 Q1 和 Q4 在严格的零电压条件下导通（理想情况）。电感电流通过 Q1 和 Q4 的通道，并开始线性上升。
  图 2-7 间隔 2 期间的 DAB 转换器工作级
• 间隔 3（ $t_1$ 至 $t_2$ - 电流反转，如图 2-8 所示）：在 $t_1$ ，电感电流过零并切换方向为正，继续其线性进程，该进程由变压器两端的电压差驱动。
  图 2-8 间隔 3 期间的 DAB 转换器工作阶段
• 间隔 4（ $t_2$ 至 $t_2^{\text{'}}$ - 次级侧 ZVS 实现，如图 2-9 所示）: 在 $t_2$ ，次级侧开关 Q5 和 Q8 关闭。要为次级电桥启用 ZVS，此时电感器电流必须为正（ $I_L\left(t_2\right)>0$ ）。该正变压器电流可成功使 Q5 和 Q8 的输出电容放电，同时在次级侧死区时间内对 Q6 和 Q7 充电。
  图 2-9 间隔 4 期间的 DAB 转换器工作阶段
• 间隔 5（ $t_2^{\text{'}}$ 至 $t_3$ ）- 完全换向，如图 2-9 所示）：在 $t_2^{\text{'}}$ Q5 和 Q8 实现软导通。电流会自然地流经次级电桥通道，完成初级到次级电源换向阶段，直到下一个半个周期重复剩余 FET，其范围为 $t_3$ 至 $t_6$ 。
  图 2-10 间隔 5 期间的 DAB 转换器工作阶段