雙管正激為什么效率做不高

雙管正激（Dual Active Bridge, DAB）是一種高效的功率轉(zhuǎn)換技術(shù)，廣泛應(yīng)用于中高功率密度的電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，雙管正激的效率可能受到多種因素的影響，導(dǎo)致效率無法達(dá)到理想水平。

1. 雙管正激的基本原理

雙管正激是一種雙向功率轉(zhuǎn)換技術(shù)，其核心思想是通過兩個(gè)全橋變換器實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸。在雙管正激中，兩個(gè)全橋變換器分別連接在輸入側(cè)和輸出側(cè)，通過控制兩個(gè)全橋的開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)能量的傳輸和轉(zhuǎn)換。雙管正激具有以下特點(diǎn)：

• 高效率：由于采用了全橋結(jié)構(gòu)，雙管正激的開關(guān)損耗較小，可以實(shí)現(xiàn)較高的效率。
• 雙向能量傳輸：雙管正激可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，適用于能量存儲(chǔ)、能量回饋等應(yīng)用場(chǎng)景。
• 軟開關(guān)：通過合理的控制策略，可以實(shí)現(xiàn)雙管正激的軟開關(guān)，進(jìn)一步降低損耗。

2. 雙管正激效率不高的原因分析

盡管雙管正激具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，其效率可能受到多種因素的影響，導(dǎo)致效率無法達(dá)到理想水平。以下是一些主要的原因：

2.1 器件損耗

雙管正激中涉及到的主要器件包括開關(guān)器件、二極管、電容器和電感器等。這些器件在工作過程中都會(huì)產(chǎn)生損耗，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。

2.1.1 開關(guān)器件損耗

開關(guān)器件是雙管正激中的核心元件，其損耗主要包括導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。導(dǎo)通損耗與器件的導(dǎo)通電阻有關(guān)，而開關(guān)損耗與器件的開關(guān)速度和驅(qū)動(dòng)能力有關(guān)。為了降低開關(guān)器件的損耗，可以采用低導(dǎo)通電阻、高開關(guān)速度的器件，如硅基MOSFET、碳化硅MOSFET等。

2.1.2 二極管損耗

二極管在雙管正激中起到整流和續(xù)流的作用，其損耗主要包括導(dǎo)通損耗和反向恢復(fù)損耗。為了降低二極管的損耗，可以采用低導(dǎo)通電阻、低反向恢復(fù)時(shí)間的二極管，如肖特基二極管、快速恢復(fù)二極管等。

2.1.3 電容器損耗

電容器在雙管正激中起到濾波和儲(chǔ)能的作用，其損耗主要包括等效串聯(lián)電阻（ESR）損耗和等效串聯(lián)電感（ESL）損耗。為了降低電容器的損耗，可以采用低ESR、低ESL的電容器，如陶瓷電容器、薄膜電容器等。

2.1.4 電感器損耗

電感器在雙管正激中起到儲(chǔ)能和濾波的作用，其損耗主要包括直流損耗和交流損耗。直流損耗與電感器的直流電阻有關(guān)，而交流損耗與電感器的交流電阻有關(guān)。為了降低電感器的損耗，可以采用低直流電阻、低交流電阻的電感器，如鐵氧體電感器、空芯電感器等。

2.2 控制策略

雙管正激的控制策略對(duì)效率的影響也非常大。合理的控制策略可以降低損耗，提高效率。以下是一些常見的控制策略：

2.2.1 固定頻率控制

固定頻率控制是一種簡(jiǎn)單的控制策略，通過固定開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)雙管正激的控制。然而，固定頻率控制無法適應(yīng)負(fù)載變化，可能導(dǎo)致效率降低。

2.2.2 可變頻率控制

可變頻率控制是一種更高級(jí)的控制策略，可以根據(jù)負(fù)載變化調(diào)整開關(guān)頻率，以降低損耗，提高效率。然而，可變頻率控制的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要精確的頻率調(diào)節(jié)和負(fù)載檢測(cè)。

2.2.3 軟開關(guān)控制

軟開關(guān)控制是一種通過調(diào)整開關(guān)時(shí)間實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流開關(guān)的控制策略，可以顯著降低開關(guān)損耗，提高效率。然而，軟開關(guān)控制的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，需要精確的開關(guān)時(shí)間和相位控制。

2.3 寄生參數(shù)

寄生參數(shù)是雙管正激中不可避免的存在，包括寄生電容、寄生電感等。這些寄生參數(shù)會(huì)對(duì)雙管正激的性能產(chǎn)生影響，導(dǎo)致效率降低。

2.3.1 寄生電容

寄生電容主要存在于開關(guān)器件、二極管、電容器等元件中。寄生電容會(huì)導(dǎo)致電壓振蕩、電磁干擾等問題，從而影響雙管正激的效率。

2.3.2 寄生電感

寄生電感主要存在于電感器、變壓器等元件中。寄生電感會(huì)導(dǎo)致電流振蕩、損耗增加等問題，從而影響雙管正激的效率。