一种基于DAB变换器的单级微型逆变器控制方法

前言：ENPHASE 的IQ8系列使用了基于DAB变换器的拓扑架构，和使用反激的区别很大，所以我去学习了一些关于DAB应用在逆变上的一些资料。下图是来自充电头网的一篇拆解报告：《拆解报告：ENPHASE ENERGY微型逆变器IQ8X-BAT-US》中的一张图片。

从图中可见，低压这边有四个低压贴片MOS，经过变压器到高压后就四个MOS，然后EMI滤波电路就进电网了。经整理很容易得到该逆变器的功率部分的原理图框架为：

  系统使用DAB架构，高压侧双向开关配合电网实现换向工作，电容C1/C2用来做另外一个半桥，为了节约成本仅使用一路高压桥臂。因此该拓扑的控制自由度为：开关频率，原边内移相，原-副边外移相。  因此控制波形为，

  在不同的阶段电感上的电压分别是n*VPV+0.5*Vg，n*VPV-0.5*Vg，0.5*Vg。根据不同阶段加在电感上的电压和持续时间，可以计算得到输出电流与移相角度的公式，细节部分可见参考文献1。

另原边内移相为：ϕ ，外移相为： φ，建立两个关系为：ϕ = kφ，则可以简化公式为：

在建立一个中间变量m，另m = 2(2k^2- 2k + 1)，

另实际开关频率与最大开关频率的关系为：

则可以简化输出电流公式：

  对输出电流进行分析发现具有较强的非线性，控制变量外移相与输出电流的关系为：

  但是固定外移相角度，通过开关频率和内移相来进行控制后，输出电流与控制变量高度线性化：

因此就可以建立控制方法，来实现对AC电网的跟踪运行：

建立控制模型，输入38V，匝比1：4，电网220VAC，Llk 50uh，C1/C2 2.2uF。

功率：

运行：

过零点：

原边内移相到最大值，最大程度的降低零点电流

小结：跟着参考文献的内容建立了闭环仿真模型，解决了之前使用单移相控制时并网电流不佳的问题，主要是是移相角度与输出电流的非线性问题导致，更多的细节请参考原文。感谢支持，感谢观看，谢谢。关于更多基于DAB的单级逆变器应用我还会持续深入研究，后续会继续更新，感谢。

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参考文献：Highly Efficient Single-Stage DAB Microinverter Using a Novel Modulation Strategy to Minimize Reactive Power  Owon Kwon , Kwang-Seop Kim, and Bong-Hwan Kwon , Member, IEEE