学Simulink——基于 PWM 加相移混合控制的双向 DC-DC 变换器仿真

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手把手教你学Simulink——基于 PWM 加相移混合控制的双向 DC-DC 变换器仿真

摘要

Abstract

1. 引言

1.1 研究背景

1.2 本文目标

2. 混合控制机理

2.1 拓扑选择：双有源桥（DAB）

2.2 混合控制自由度

3. Simulink 主电路建模

3.1 参数设置

3.2 关键模块

4. PWM + 相移混合调制实现

4.1 原边 PWM 控制

4.2 副边相移控制

4.3 控制逻辑结构

5. 闭环控制策略设计

5.1 电压外环

5.2 混合控制解算

6. 仿真结果与分析

6.1 宽电压适应能力

6.2 回流功率对比

6.3 软开关表现

7. 工程优势总结

7.1 混合控制的核心优势

7.2 适用场景

8. 结论

参考文献

致谢

手把手教你学Simulink——基于 PWM 加相移混合控制的双向 DC-DC 变换器仿真

摘要

在双向 DC-DC 变换器中，单一控制方式往往难以兼顾宽电压范围、高效率与低电流应力。PWM 控制适合降压/升压调节，但开关损耗大；相移控制（Phase Shift）适合隔离型拓扑，但在电压不匹配时回流功率高。

本文将PWM 调制与相移控制有机结合，以双有源桥（DAB）为基础，在 Simulink 中实现PWM + 相移混合控制策略。仿真结果表明，该混合控制可在宽电压增益下同时实现低回流功率、低电流应力与全负载软开关，显著提升系统综合性能。

关键词：​ 双向 DC-DC；双有源桥；PWM；相移控制；混合控制；Simulink

Abstract

In bidirectional DC-DC converters, a single control method often fails to balance wide voltage range, high efficiency, and low current stress simultaneously. PWM control is effective for voltage regulation but suffers from high switching loss, while phase-shift control is suitable for isolated topologies but introduces high circulating power under voltage mismatch conditions.

This paper integrates PWM modulation with phase-shift control and implements a hybrid control strategy on a Dual Active Bridge (DAB) converter in Simulink. Simulation results show that the proposed method achieves low circulating power, low current stress, and full-load soft switching under wide voltage gain conditions, significantly improving overall system performance.

Keywords:​ Bidirectional DC-DC; Dual Active Bridge; PWM; Phase Shift Control; Hybrid Control; Simulink

1. 引言

1.1 研究背景

👉混合控制 = 取长补短

1.2 本文目标

在 Simulink 中：

• 实现原边 PWM + 副边相移

• 验证宽电压范围性能

• 对比单一控制与混合控制