图 1-2 展示了双向直流/直流转换器拓扑的方框图。在诸如串式转换器这样的非隔离式拓扑中，双向转换器可用于可能采用电池储能的系统。由于直流/直流转换器需要在一个方向上充当电池充电器（降压模式）并且需要对电池放电（升压模式），从而在直流链路上提供更高且稳定的输出电压，因此双向性是必要的。

图 1-2 双向直流/直流转换器方框图

在升压模式下，由于该转换器通过直流链路为逆变器供电，因此放电功率限制为 4.6kW，限制是逆变器级的最大额定功率。根据电池电压，该值最高可达 30A。在降压模式下，也可以使用 30A 的充电电流来达到更高的功率级别。

在电流值为 30A 的情况下，仅单个 GaN FET 的传导损耗就可能非常高 (30×30×0.03 = 27W)，这可能会导致 GaN 器件发热，而 GaN FET 的 R_DS(on) 也会随温度的升高而增大，因而这会增加传导损耗。

为了减少器件过热以及因 FET 导通和开关损耗增大而导致功率损耗增加的这种影响，可以采用一种合理的设计来交错支路。在桥臂之间应用 360°/2 等于 180° 的相位差，以减少纹波电流，如图 1-3 所示。

图 1-3 标准化电流纹波 v/s 占空比

这种多相设计的两个相位都连接在输出节点上，因此每个相位的电感电流同时对输出电容器进行充电和放电，这取决于哪个相位处于活动状态（名为“L1 和 L2 电流”）。这种充放电会产生总输出电流（名为“输出电流”），其峰峰值较低，如图 1-4 所示。

图 1-4 输出电流波形

输出电容器中较小的纹波电流或交流电流会降低总输出电压纹波，从而减小将输出电压保持在公差范围内所需的电容量。在设计中添加额外的相位会降低流经去耦电容器的 RMS 输入电流，从而降低输入电压上的纹波。

分支的并联还有助于跨输出 EMI 滤波器实现两倍的开关频率，这有助于减小尺寸。对称交错涉及以相同频率切换不同部分，但会交错相位以控制噪声输出和纹波。两个分支需要相同的电流，从而产生 2 倍的输出电流，并且占空比是固定的，具体取决于电池电压和直流链路电压。此外，还会在半桥 FET 之间插入死区时间以避免电流路径短路，同时开关以互补方式进行切换。因此，这种设计的额定值可为升压级提供 4.6kW 的输出，并且能够在大约 330V 的电池电压下为电池充电，标称值可高达 10kW。每个交错级以 65kHz 的频率进行切换，从而产生 130kHz 的等效输出频率。