デュアル・アクティブ・ブリッジのモデリングと性能

電気自動車(EV)用充電器は、交通機関の電化に不可欠であり、その役割はますます大きくなっています。制御ソフトウェアのHIL（Hardware-in-the-Loop）テストは、パワーエレクトロニクスデバイスを開発する際によく知られた利点を提供します。オンボード充電器（OBC）もDC急速充電器（DCFC）も、グリッド側入力のAC-DCコンバータと、バッテリに接続する絶縁型DC-DCコンバータで構成される2段式パワーエレクトロニクスコンバータです。リアルタイム・シミュレーションを行う場合、DC-DCコンバータには2つの重要な特徴があります：

コンバータのサイズと重量を減らすために、一般的に非常に高いスイッチング周波数が使用される。
系統電源周波数（50/60 Hz）で電力伝送を行う系統連系コンバーターとは対照的に、絶縁変圧器に関連する波形の基本高調波はスイッチング周波数に等しい。

したがって、コンバータのDC-DC段をシミュレーションできるかどうかが、リアルタイム・シミュレーションの最大の課題となる。シミュレーションの忠実度を見積もるためには、複数のパラメータを考慮することができる：

シミュレーション時間ステップ
デジタル入力サンプル・レート
スイッチング・モデルのタイプと、スイッチング動作を処理する追加アルゴリズム

全てのシミュレーション・パラメータとアルゴリズムを理解することは難しく、時間がかかります。モデルのすべての側面を完全に把握したとしても、コンバーター・モデルはある動作点では超高忠実度を提供しますが、他の場所では満足のいく結果を得られないかもしれません。最終的に、シミュレーションの忠実度を測る真の指標は、コントローラーのハードウェア・イン・ザ・ループ（C-HIL）として知られる、現実的な外部コントローラーと連動させてモデルを実行することにあります。

このホワイトペーパーでは、デュアル・アクティブ・ブリッジ（DAB）コンバータが Typhoon HILツールチェーンでどのようにモデル化されるかについて、詳細かつ徹底的に説明します。シミュレーション・データは、外部に接続されたコントローラを使用したリアルタイム・シミュレーションで得られたものです。詳細なシミュレーション結果は、究極の疑問に答えるために提供されます：DABコンバータをリアルタイムでシミュレーションするための最高スイッチング周波数は？