雙管正激的工作原理、特點及應用

雙管正激（Dual-Active Bridge，簡稱DAB）是一種雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)，廣泛應用于電力電子領(lǐng)域，如無線能量傳輸、電池充電器、電動汽車充電器等。

一、雙管正激的工作原理

1. 雙管正激的基本結(jié)構(gòu)

雙管正激由兩個全橋變換器組成，每個全橋變換器由四個開關(guān)器件組成，通常使用MOSFET或IGBT。兩個全橋變換器之間通過一個變壓器連接，變壓器的原邊和副邊分別連接到兩個全橋變換器的輸入和輸出端。

2. 雙管正激的工作原理

雙管正激的工作原理可以分為以下幾個步驟：

（1）開關(guān)器件的導通與關(guān)斷

在雙管正激中，兩個全橋變換器的開關(guān)器件交替導通和關(guān)斷。當一個全橋變換器的開關(guān)器件導通時，另一個全橋變換器的開關(guān)器件關(guān)斷，反之亦然。

（2）變壓器的磁化與去磁

當一個全橋變換器的開關(guān)器件導通時，電流通過變壓器的原邊，使變壓器磁化。當開關(guān)器件關(guān)斷時，變壓器的磁通量減小，產(chǎn)生反電動勢，使另一個全橋變換器的開關(guān)器件導通，實現(xiàn)能量的雙向傳輸。

（3）雙向功率傳輸

雙管正激可以實現(xiàn)雙向功率傳輸。當一個全橋變換器向另一個全橋變換器傳輸能量時，另一個全橋變換器可以作為負載接收能量。當需要反向傳輸能量時，只需改變開關(guān)器件的導通順序即可。

二、雙管正激的特點

1. 高效率

雙管正激采用全橋變換器，具有較高的功率轉(zhuǎn)換效率。在理想情況下，雙管正激的效率可以達到98%以上。

2. 雙向功率傳輸

雙管正激可以實現(xiàn)雙向功率傳輸，適用于需要雙向能量傳輸?shù)膽脠鼍?，如無線能量傳輸、電動汽車充電器等。

3. 軟開關(guān)

雙管正激采用零電壓開關(guān)（ZVS）和零電流開關(guān)（ZCS）技術(shù)，可以實現(xiàn)軟開關(guān)，降低開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)效率。

4. 低電磁干擾

雙管正激采用交錯并聯(lián)的開關(guān)方式，可以有效降低電磁干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

5. 可擴展性

雙管正激具有較好的可擴展性，可以根據(jù)需要增加全橋變換器的數(shù)量，實現(xiàn)更高的功率傳輸。

三、雙管正激的應用

1. 無線能量傳輸

無線能量傳輸是一種新興的技術(shù)，可以實現(xiàn)遠距離、高效率的能量傳輸。雙管正激由于其高效率、雙向功率傳輸?shù)忍攸c，被廣泛應用于無線能量傳輸領(lǐng)域。

2. 電動汽車充電器

電動汽車充電器需要實現(xiàn)雙向功率傳輸，以滿足電動汽車的充電和放電需求。雙管正激由于其雙向功率傳輸能力，被廣泛應用于電動汽車充電器的設計中。

3. 電池充電器

電池充電器需要實現(xiàn)雙向功率傳輸，以滿足電池的充電和放電需求。雙管正激由于其雙向功率傳輸能力，被廣泛應用于電池充電器的設計中。

4. 可再生能源系統(tǒng)

可再生能源系統(tǒng)需要實現(xiàn)能量的雙向傳輸，以滿足能源的存儲和釋放需求。雙管正激由于其雙向功率傳輸能力，被廣泛應用于可再生能源系統(tǒng)的設計中。

四、雙管正激與其他功率轉(zhuǎn)換技術(shù)的比較

1. 與單向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)的比較

單向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)只能實現(xiàn)單向能量傳輸，而雙管正激可以實現(xiàn)雙向能量傳輸，具有更高的靈活性和適用范圍。

2. 與雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)的比較

雖然雙管正激和一些其他雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)（如雙向Buck-Boost變換器）都具有雙向功率傳輸能力，但雙管正激具有更高的效率、更低的電磁干擾和更好的可擴展性。

3. 與多相功率轉(zhuǎn)換技術(shù)的比較

多相功率轉(zhuǎn)換技術(shù)可以實現(xiàn)更高的功率傳輸，但雙管正激具有更高的效率、更低的電磁干擾和更好的可擴展性。

五、結(jié)論

雙管正激是一種高效的雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)，具有廣泛的應用前景。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，雙管正激將在無線能量傳輸、電動汽車充電器、電池充電器等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。未來，雙管正激技術(shù)將繼續(xù)優(yōu)化和發(fā)展，以滿足日益增長的能源需求和環(huán)保要求。