前言：

2018年6月我研究boost src找到了一種實(shí)現(xiàn)寬范圍的ZVZCS辦法：《兩種諧振全橋?qū)崿F(xiàn)ZVS和ZCS的控制方式思考》。

2019年12月我研究dab src用調(diào)頻和移相來控制，實(shí)現(xiàn)了非常漂亮的滿載電流波形，但是無奈無功環(huán)流忒大最后沒有解決被放棄，測試波形下圖：

直到今天2020年12月我還是在繼續(xù)研究dab src，我前不久看到ETH的一篇論文后，終于看到實(shí)現(xiàn)寬范圍ZVZCS方法的曙光！如果能把這種控制應(yīng)用在obc上不知道要有多爽，應(yīng)用在寬范圍的雙向dcdc也應(yīng)該非常不錯，ZVSZCS實(shí)現(xiàn)效果可見圖2所示。

各位看完ZVZCS的效果圖后肯定會問，那么該怎么實(shí)現(xiàn)呢？到這里首先要回顧一下諧振實(shí)現(xiàn)ZCS的關(guān)鍵，那就是一半的諧振周期要小于一半的開關(guān)周期。這樣就可以在開關(guān)周期結(jié)束之前，諧振電流能回落到零點(diǎn)，可見下圖所示。下圖兩種波形都可以，無非是電流有效值的大小問題了。

所以可能存在的幾種途徑來實(shí)現(xiàn)：

1，使用不對稱PWM，只開關(guān)4/fr，另外的部分電流由諧振電流自然下降到零

2，固定開關(guān)頻率鎖定LLC工作點(diǎn)，依靠LLC的工作特性來實(shí)現(xiàn)近似ZCS，在使用副邊開關(guān)來調(diào)節(jié)增益

3，使用DAB SRC，調(diào)節(jié)移相來實(shí)現(xiàn)ZVZCS

寫到這里我不得不先回顧一下我在去年測試DAB SRC時的遇到的環(huán)流問題，當(dāng)原副邊兩個全橋一起工作時，而且是開關(guān)頻率稍大于LC的諧振頻率，從阻抗的角度來講，此時諧振腔的輸入阻抗非常非常低的，就是這里產(chǎn)生的環(huán)流主要，可見下圖所示：

雖然從波形來看工作在諧振頻率之上，但是由于此時諧振腔阻抗非常低，產(chǎn)生了非常高的無功環(huán)流，這一點(diǎn)是我們很不希望看到的。所以DAB SRC如果要選擇工作頻率，一定是要遠(yuǎn)離諧振頻率，越遠(yuǎn)諧振腔成感性。適當(dāng)?shù)倪x擇DAB SRC的工作頻率還能降低關(guān)斷損耗（在電流波形上產(chǎn)生一些類似于正弦的效果），對效率的提升還是有一定的意義的，其工作波形可見下圖所示：

（DAB SRC 開關(guān)頻率高于諧振頻率運(yùn)行波形）

我那時候?qū)AB SRC的控制方法是依靠頻率和移相兩個變量來進(jìn)行控制，具體思路為：M=Vi/n*Vo，r = Fsw / Fr開關(guān)頻率與諧振頻率之比，SRC諧振電感和諧振電容的等效阻抗Zo，考慮在等于諧振頻率時Po為Vin^2/Zo。系統(tǒng)的開關(guān)頻率為高于諧振頻率區(qū)域，通過調(diào)制相位超前或滯后實(shí)現(xiàn)功率流向的雙向傳遞。從功率傳遞公式可以看到，有兩個量是可以固定的，一個是Vin^2/Zo，在不同的輸入電壓下，通過采樣即可知道當(dāng)前的輸入電壓，另外諧振電感和電容在設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)被固定在工作中不會發(fā)生較大的參數(shù)變化。M和r是輸入輸出電壓和開關(guān)頻率對功率的傳遞系數(shù)，在系統(tǒng)工作起來之后，這個變量就會被計(jì)算出來，所以對于功率來說，僅存在sin(φ)不知道，而這個φ就是我們要控制原副邊移相角度。

如果通過這么一種控制方法：還是通過控制開關(guān)頻率，但是開關(guān)頻率僅在比較小的范圍內(nèi)變化，比如從r到0.5-0.9范圍內(nèi)，如果諧振頻率50KHz,那么開關(guān)頻率范圍就是從56 – 100KHz范圍內(nèi)變化，但是在這個范圍內(nèi)能否滿足功率輸出的要求，還需要計(jì)算得到移相角度。 通過FHA的功率傳遞公式，我可以根據(jù)輸出功率，開關(guān)頻率，輸入輸出電壓比例和目標(biāo)功率（Vin^2/Zo）來計(jì)算得到sin(φ)的值， 得到這值是正弦函數(shù)的值，要使用ascsin函數(shù)來根據(jù)上式中得到的值計(jì)算φ，然后還要根據(jù)asinf函數(shù)來得到幅度，在使用pi/180來計(jì)算得到實(shí)際的移相角度。得到角度之后，在根據(jù)周期時間長度，如90°長度是0.25開關(guān)周期，來計(jì)算得到所需要移相的時間長度。

雖然當(dāng)時沒有解決依靠調(diào)頻和原~副邊移相控制的DAB SRC的環(huán)流和效率的問題，但是這個問題還是給我留下了很深刻的印象，直到最近看到一篇ETH應(yīng)用在中高壓領(lǐng)域的DAB IDCM控制的時序圖，引起我的想象，這個不正是我一直在思考要實(shí)現(xiàn)的東西嗎，下圖來至參考文獻(xiàn)1：

控制時序：

可見論文中把原邊半橋用對稱PWM控制，副邊超前橋50%占空比同步與原邊開關(guān)時序，利用副邊滯后橋的移相角度解決環(huán)流問題。當(dāng)原邊諧振電流到零后，副邊的全橋也同步把電壓拉到零（通過移相來實(shí)現(xiàn)），在這個時間內(nèi)原邊PWM關(guān)閉，副邊全橋電壓為零，諧振腔無電壓，所以環(huán)流可以降低。根據(jù)論文中的思路，我可以很容易把這個控制策略放到DAB SRC上。而且可以有兩個變量來進(jìn)行調(diào)節(jié)，第一個是開關(guān)頻率，SRC必然還是會受到開關(guān)頻率的調(diào)節(jié)，第二個就是原邊的占空比。 可見實(shí)現(xiàn)：

（DAB SRC VIN400 // VO 400 POUT 7.5KW）

從上圖最大負(fù)載處可以看到ZVZCS已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)，而且控制簡單易于實(shí)現(xiàn)。PWM調(diào)制部分：

實(shí)現(xiàn)：

功率系統(tǒng)（VIN400/VO400/PO7500）：

輕負(fù)載運(yùn)行，VIN400/VO300V/2KW：

在輕負(fù)載情況下可以調(diào)頻也可以移相，還可以調(diào)占空比，在這個控制上有了3個維度的控制手段，所以不會存在增益調(diào)不下來等問題。

小結(jié)：根據(jù)參考文獻(xiàn)中的控制策略，實(shí)現(xiàn)了DAB SRC的寬范圍ZVZCS控制。對于優(yōu)化DAB SRC的效率有一定的參考意義，但是系統(tǒng)增益大于1的方法目前還不明確，所以我有了新的發(fā)現(xiàn)會再來聊一聊這些。本期廢話比較多（整理了一些以前的思考內(nèi)容），如果有錯誤請見諒，感謝觀看，謝謝。