前言：

在前几天发出的三端口功率变换系统的文章后《三端口功率变换系统的原理和仿真》，我就一直在想三相 AC/DC 整流的直流母线是 800V，如果使用两电平的 DCDC，就需要使用 1200V 的 SIC 器件。所以，我在想能不能使用三电平的技术，来把开关器件的电压等级降下来，或者是能处理更高等级的输入 / 输出电压呢，这正是本文的背景。

答案是可以，DAB 使用移相控制，其中原边或者副边全桥的两个桥臂使用 50%的占空比互补工作，在使用三重移相控制方法时，两个有源桥臂还需分出超前和滞后桥臂。单纯就提取原边或者副边某个全桥来进行分析，上下管 50%互补，通过调制超前与滞后的关系来进行功率调整，这让我很容易的联想到三电平移相桥的控制方法，可见这篇文章里面各个模态下的工况描述：《三电平 ZVS 半桥的控制模型与仿真 基于 PSPICE》。所以 DAB 的调制是与移相全桥相似的，所以，三电平 DAB 是可以的。

（图一三电平 DAB 原边桥臂）

可见图一所示，其中 Q1 和 Q4 为超前开关，Q2 和 Q3 为滞后开关，当 Q1/Q2 或者 Q3/Q4 一起开通时，即可产生两个方向的 400V 的电压加到变压器上。同时利用 D1 和 D2 来分别钳位 Q2/Q3 开关的电压，再通过让 Q1/Q4 先关断，Q2/Q3 的开关时序来实现电压钳位，实现三电平的效果，其驱动波形可见图二：

（图二 原边 PWM 时序）

这样在原边就可以得到三个电平的电压波形输入变压器，如果副边是 400V 等级的输出，就可以使用两电平的全桥来做。就能将 800V 的母线电压降低到 400V，或者把 400V 的低压反向输出到 800V，实现了 800V 高压母线到 400V 低压母线的高低压双向变换，所以通过三电平 DAB 的功率拓扑，可以很容易的组合实现三相 AC/DC 整流 / 逆变的功率双向变换处理。

功率拓扑：

（图三 TL DAB）

系统满负载波形，原边 800V 副边输出 375V 负载 7.5KW：

（图四 TL DAB 全桥电压和电流）

通过前文的介绍和分析，我们可以很容易的把三电平的技术应用到 DAB 变换器上，但是如果觉得三电平半桥的输出功率不够，需要扩大系统的输出功率，那就上三电平全桥吧，再使用变压器的串并联方法来扩大副边的输出功率。拓扑可见：

（图五 TL FB DAB）

系统满负载波形，原边 800V 副边输出 350V 负载 10KW：

（图六 TL FB DAB VIN800/VOUT350V/10KW）

(图七 TL FB DAB VIN800/VOUT500V/10KW)

可见使用三电平全桥拓扑后，原边的电压是正负 800V，副边是正负 350V，并且所有的开关的耐压都在 650V 以内，实现了大功率低成本优化。所以如果要进一步提升功率，我后面会继续尝试一下三电平三相 DAB 的实现。

 小结：简单的说明了三电平 DAB 的控制实现方法，也把三电平应用到半桥和全桥方案上，提供了两种实现高压~低压大容量双向 DCDC 实现变换器的实现方法。关于三电平 DAB 的更多研究后续会逐步展开，有了进展会慢慢更新哈。

回复：3L_DAB_FB 获得仿真模型

关于本人：

我是杨帅，有多年电源硬件和软件开发经验，熟悉各种电源仿真软件的使用，包括模拟控制方向的 Pspice 和 Simplis，以及数字控制使用 Matlab 和 Plecs。熟悉 PSFB，CLLC，DAB，PFC 等功率架构的拓扑，控制算法，环路设计。目前是从事车载电源行业，专注在中等功率变换器领域，数年来一直从事电力电子仿真技术研究与应用推广，致力于实现让天下没有难搞的电源仿真而努力。

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