1. 拓扑结构

双有源桥式(DualActive Bridge,DAB)双向DC-DC 变换器的拓扑如图所示,这种拓扑结构具有对称性，所有开关管器件都是有源半导体全控型，使能量能够双向传输。双向全桥式结构能够适合于高电压和大功率场合,比如在微电网储能系统、充电汽车、不间断电源等领域有广泛的应用。这种结构的变换器具有功率密度高的特点而且由于对称式布局让控制方法相对简单，能实现软开关，可作为多端口的组成单元。
DAB变换器拓扑如图2-1所示，由2个对称H桥(HB为输入侧桥、HB2为输出侧桥)、中间的高频隔离变压器及其等效漏电感和输入输出侧并联电容组成。其中，Vi为输入侧直流电压，V2为输出侧直流电压，C为输入侧并联电容，C2为输出侧并联电容，起到滤波作用，L是等效漏感，i和叫分别为变压器等效漏感上的电流和电压，设定高频变压器变比为n:1，i。为V侧的输出电流。此双直流变换器的两侧是以中间的高频隔离变压器为中轴而对称，而通过移相控制[37-38]将两侧的输入输出直流电压调制成交流方波电压，并与漏电感串联共同组成变换器的交流/交流等效环节。设定V和Ved分别为原、副边的交流方波电压。变换器的交流/交流环节的等效模型如图2-2所示。利用变压器左右两侧桥开关管驱动信号的相位差，在等效漏感两侧得到相位不同的方波，其占空比恒定不变，通过调节相位差来实现能量传输。由于能量是从相位超前的一侧传输给相位滞后的一侧，因此当HB的相位超前于HB2时，变换器处于正向工作模式;当HB的相位滞后于HB2时，变换器处于反向工作模式。变换器的传输功率大小决定于变压器原边和副边H桥开关管控制信号的移相角，而移相角就等于两侧交流方波电压的相位差。


DAB变换器输出端接有源负载，既可以用作直流母线之间的接口也可以用作蓄电池或者超级电容等储能设备。根据需要，可在正反向工作模式之间来回切换。若需要设计为稳压电源,只要将变换器的输入端接电源,而将输出端接无源负载即可。当直流母线向储能设备充电时是以一个开环系统运行，通过控制移相角来控制功率的传输。而当储能设备向直流母线提供能量使直流母线电压保持稳定时，是以一个闭环系统运行。

2. MATLAB仿真模型

3. 降压控制模块：

4. 升压控制模块：

5. 仿真输出：

5.1 降压输出：

5.2 升压输出：