CN111262468A - 高频电外科逆变器及其双模式平滑切换与软开关控制方法 - Google Patents

高频电外科逆变器及其双模式平滑切换与软开关控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高频电外科逆变器，包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、隔直电容、射频变压器，以及多通道交错并联结构，每个通道交错并联结构包括交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管、交错并联结构第一滤波电感、交错并联结构第二滤波电感。本发明还公开了高频电外科逆变器的双模式平滑切换与软开关控制方法。本发明能够防止电外科发生器工作在全桥模式时交错并联模块之间发生短路，实现了各开关管的零电压开通，降低了开关损耗，提高了变换器的工作效率，并且减小了切换过程中造成的输出电压过冲以及开关管两端电压尖峰问题。

Description

高频电外科逆变器及其双模式平滑切换与软开关控制方法
技术领域
本发明涉及一种电外科发生器，特别是一种高频电外科逆变器及其双模式平滑切换与软开关控制方法。
背景技术
电外科发生器是一种广泛应用于各类电外科手术的大功率变频电源装置，通过将电网的工频交流电能转化为200kHz以上的射频交流能量作用于患者组织实现治疗。传统的电外科发生器只能产生方波与正弦波，并且响应过慢。而近几年提出的一种高动态特性电外科发生器，解决了传统电外科发生器只能产生方波与正弦波的问题，其可以产生任意波形的输出电压；同时通过占空比预测的控制方式，加快了电外科发生器的功率控制响应速度，但是却有几点不可忽视的问题。高动态特性发生器开关管在工作时为硬开关，严重限制了电外科发生器效率的提升。随着电外科发生器高频化的发展，开关损耗变得不可忽视，所以实现电外科发生器的软开关显得尤为重要。在高动态特性电外科发生器中，具有半桥与全桥两种工作模式，而在其全桥工作模式下，变换器的输出电流波形虽然正常，但变换器通道之间会发生短路导致其无法正常工作；同时，在半桥与全桥模式的切换过程中，会产生输出电压的过冲，导致短时间内变换器输出功率的波动，而输出功率的波动则将导致电外科发生器的临床治疗效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频电外科逆变器及其双模式平滑切换与软开关控制方法，以克服传统高动态特性电外科发生器存在的问题。
实现本发明目的的技术方案为：一种高频电外科逆变器，包括第一电容、第二电容、第一开关管、第二开关管、隔直电容、射频变压器，以及多通道交错并联结构，各通道的交错并联结构包括交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管、交错并联结构第一滤波电感、交错并联结构第二滤波电感，其中第一电容的一端与直流电压源的正端相连接，第一电容的另一端与第二电容的一端相连接，第二电容的另一端与直流电压源的负端相连接，第一开关管的源极与第二开关管的源极相连接，第一开关管的漏极接第一电容与第二电容的连接点；第i个通道的交错并联结构中，交错并联结构第一开关管的源极与交错并联结构第二开关管的漏极相连，交错并联结构第三开关管的源极与交错并联结构第四开关管的漏极及第二开关管的漏极相连，交错并联结构第一开关管的漏极与交错并联结构第三开关管的漏极、直流电压源的正端、第一电容的一端相连，交错并联结构第二开关管的源极与交错并联结构第四开关管的源极、直流电压源的负端、第二电容的另一端相连；交错并联结构第一滤波电感的一端接交错并联结构第一开关管与交错并联结构第二开关管的连接点，交错并联结构第一滤波电感的另一端与隔直电容的一端相连，隔直电容的另一端与射频变压器的原边绕组同名端相连接；交错并联结构第二滤波电感的一端接交错并联结构第三开关管与交错并联结构第四开关管的连接点，交错并联结构第二滤波电感的另一端与射频变压器的原边绕组异名端相连；射频变压器的副边绕组与负载并联。
所述输入端的第一电容、第二电容的电容值相等，所有交错并联结构第一滤波电感、交错并联结构第二滤波电感的电感值相等。
各通道的交错并联结构中，所述交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管并联一寄生体二极管以及结电容，寄生体二极管阳极与开关管源极相连接，寄生体二极管阴极与开关管漏极相连接。
基于所述高频电外科逆变器的双模式平滑切换控制方法，包括如下步骤：
构建各通道交错并联结构中交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管的驱动信号；所有通道的交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管的驱动信号开关频率始终保持相同；每个通道内部，交错并联结构第一开关管的驱动信号与交错并联结构第二开关管的驱动信号互补，交错并联结构第三开关管的驱动信号与交错并联结构第四开关管的驱动信号互补，交错并联结构第一开关管的驱动信号与交错并联结构第四开关管的驱动信号相同，交错并联结构第二开关管的驱动信号与交错并联结构第三开关管的驱动信号相同；相邻通道的交错并联结构间，所述交错并联结构第一开关管之间的驱动信号交错360/n度，交错并联结构第二开关管之间的驱动信号交错360/n度，交错并联结构第三开关管之间的驱动信号交错360/n度，交错并联结构第四开关管之间的驱动信号交错360/n度，其中n为交错并联结构的通道总数，第一开关管与第二开关管驱动信号相同，对于各通道交错并联结构，将与第一开关管驱动信号互补的驱动信号、交错并联结构第一开关管的驱动信号作为与门电路的两路输入，与门电路的输出作为交错并联结构第四开关管的驱动信号；将与第一开关管驱动信号互补的驱动信号、交错并联结构第二开关管的驱动信号作为与门电路的两路输入，与门电路的输出作为交错并联结构第三开关管的驱动信号；
当变换器需要从全桥模式到半桥模式切换时，第一开关管与第二开关管的驱动信号采用与交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管相同频率的脉冲信号，控制第一开关管与第二开关管的驱动信号的占空比从零逐渐增加到一，使第一开关管与第二开关管从完全关断状态逐渐转化为完全开通状态，完成变换器从全桥模式到半桥模式的切换；当变换器需要从变换器从半桥模式到全桥模式的切换时，第一开关管与第二开关管的驱动信号采用与交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管、交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管相同频率的脉冲信号，控制第一开关管与第二开关管的驱动信号的占空比从一逐渐减小到零，使第一开关管与第二开关管从完全开通状态逐渐转化为完全关断状态，完成变换器从半桥模式到全桥模式的切换。
基于所述高频电外科逆变器的软开关控制方法，包括如下步骤：
设计滤波电感的感值，使电感电流在一个开关周期内同时存在正向与反向电流；半桥模式下，第一开关管与第二开关管完全开通，各通道交错并联结构中交错并联结构第三开关管、交错并联结构第四开关管完全关断，交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管驱动信号互补；在交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管驱动信号之间的死区时间内，利用滤波电感正向电流对交错并联结构第一开关管的结电容充电，对交错并联结构第二开关管的结电容放电，完成交错并联结构第二开关管的零电压开通；利用滤波电感反向电流对交错并联结构第二开关管的结电容充电，对交错并联结构第一开关管的结电容放电，完成交错并联结构第一开关管的零电压开通；全桥模式下，第一开关管与第二开关管完全关断，各通道交错并联结构中交错并联结构第一开关管与交错并联结构第四开关管驱动信号相同，交错并联结构第二开关管与交错并联结构第三开关管驱动信号相同，交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管驱动信号互补，交错并联结构第三开关管与交错并联结构第四开关管驱动信号互补，在交错并联结构第一开关管、交错并联结构第二开关管驱动信号之间的死区时间内，利用滤波电感正向电流对交错并联结构第一开关管与交错并联结构第四开关管的结电容充电，对交错并联结构第二开关管与交错并联结构第三开关管的结电容放电，完成交错并联结构第二开关管与交错并联结构第三开关管的零电压开通；利用滤波电感反向电流对交错并联结构第二开关管与交错并联结构第三开关管的结电容充电，对交错并联结构第一开关管与交错并联结构第四开关管的结电容放电，完成对交错并联结构第一开关管与交错并联结构第四开关管的零电压开通。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：1)在开关管Q3n、开关管Q4n连接点与隔直电容的一端之间增加了滤波电感L2n，能够防止电外科发生器工作在全桥模式时，交错并联模块之间发生短路；2)在开关管Q1n、开关管Q2n、开关管Q3n、开关管Q4n两端并联结电容，利用滤波电感正反向电流，在驱动信号死区时间内完成开关管两端并联结电容的充放电，实现各开关管的零电压开通，降低了开关损耗，提高了变换器的工作效率；3)提出双模式平滑切换控制策略，完成变换器在半桥与全桥模式之间的切换，相比于传统高动态特性电外科发生器，减小了切换过程中造成的输出电压过冲以及开关管两端电压尖峰问题。
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1是本发明的多通道交错并联高频电外科逆变器的拓扑示意图。
图2是缺少交错并联结构第二滤波电感L2n的多通道交错并联高频电外科发生器通道之间短路示意图。
图3是图2多通道交错并联高频电外科发生器的短路电流ishort与输出电流的波形仿真图。
图4是图1多通道交错并联高频电外科发生器某通道的交错并联结构第二滤波电感L2n电流与输出电流的波形仿真图。
图5是图1多通道交错并联高频电外科发生器的开关管驱动信号逻辑关系图。
图6是传统高动态特性电外科发生器的双模式直接切换输出电压波形仿真图。
图7是本发明双模式平滑切换输出电压波形仿真图。
图8是本发明软开关的波形示意图。
具体实施方式
结合图1，一种多通道交错并联高频电外科逆变器，包括第一电容C1、第二电容C2、第一开关管S1、第二开关管S2、隔直电容Cb、射频变压器Tr，以及多通道交错并联结构，各通道的交错并联结构包括交错并联结构第一开关管Q1i、交错并联结构第二开关管Q2i、交错并联结构第三开关管Q3i、交错并联结构第四开关管Q4i、交错并联结构第一滤波电感L1i、交错并联结构第二滤波电感L2i，其中i＝1,2,….,n，n为交错并联通道的个数，第一电容C1的一端与直流电压源的正端相连接，第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端相连接，第二电容C2的另一端与直流电压源的负端相连接，第一开关管S1的源极与第二开关管S2的源极相连接，第一开关管S1的漏极接第一电容C1与第二电容C2的连接点；第i个通道的交错并联结构中，交错并联结构第一开关管Q1i的源极与交错并联结构第二开关管Q2i的漏极相连，交错并联结构第三开关管Q3i的源极与交错并联结构第四开关管Q4i的漏极及第二开关管S2的漏极相连，交错并联结构第一开关管Q1i的漏极与交错并联结构第三开关管Q3i的漏极、直流电压源的正端、第一电容C1的一端相连，交错并联结构第二开关管Q2i的源极与交错并联结构第四开关管Q4i的源极、直流电压源的负端、第二电容C2的另一端相连；交错并联结构第一滤波电感L1i的一端接交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i的连接点，交错并联结构第一滤波电感L1i的另一端与隔直电容Cb的一端相连，隔直电容Cb的另一端与射频变压器Tr的原边绕组同名端相连接；交错并联结构第二滤波电感L2i的一端接交错并联结构第三开关管Q3i与交错并联结构第四开关管Q4i的连接点，交错并联结构第二滤波电感L2i的另一端与射频变压器Tr的原边绕组异名端相连；射频变压器Tr的副边绕组与负载并联。
采用上述变换器，通过交错并联模块实现减小输出电压电流纹波，减小了滤波电感感量，增大了每通道滤波电感正反向电流，使变换器更易于实现零电压开关。
进一步的，所述输入端的第一电容C1、第二电容C2的电容值相等，所有交错并联结构第一滤波电感L1i、交错并联结构第二滤波电感L2i的电感值相等。
进一步的，各通道的交错并联结构中，所述交错并联结构第一开关管Q1i、交错并联结构第二开关管Q2i、交错并联结构第三开关管Q3i、交错并联结构第四开关管Q4i并联一寄生体二极管以及结电容，寄生体二极管阳极与开关管源极相连接，寄生体二极管阴极与开关管漏极相连接。
图2即本发明缺少交错并联结构第二滤波电感L2i的电路图。图3即本发明高频电外科逆变拓扑缺少交错并联结构第二滤波电感L2i时，短路电流ishort与输出电流波形仿真图，图4为本发明高频电外科逆变拓扑中交错并联结构第二滤波电感L2i上电流波形与输出电流波形仿真图。可以看出，在全桥模式多通道交错并联下缺少交错并联结构第二滤波电感L2i时，虽然输出电流大小正常，但不同通道开关管工作在不同状态时，会通过第i通道开关管Q3i与第j通道开关管Q4j将直流电压源正负端短路，形成短路电流ishort。在交错开关管Q3i、开关管Q4i连接点与隔直电容的一端之间增加了交错并联结构第二滤波电感L2i，能够防止电外科发生器工作在全桥模式时，交错并联模块之间发生短路。
基于上述变换器，双模式平滑切换控制方法，首先设计各通道交错并联结构中交错并联结构第一开关管Q1i、交错并联结构第二开关管Q2i、交错并联结构第三开关管Q3i、交错并联结构第四开关管Q4i的驱动信号。所有通道的交错并联结构第一开关管Q1i、交错并联结构第二开关管Q2i、交错并联结构第三开关管Q3i、交错并联结构第四开关管Q4i的驱动信号开关频率始终保持相同；每个通道内部的交错并联结构第一开关管Q1i的驱动信号与交错并联结构第二开关管Q2i的驱动信号互补，每个通道内部的交错并联结构第三开关管Q3i的驱动信号与交错并联结构第四开关管Q4i的驱动信号互补，每个通道内部的交错并联结构第一开关管Q1i的驱动信号与交错并联结构第四开关管Q4i的驱动信号相同，每个通道内部的交错并联结构第二开关管Q2i的驱动信号与交错并联结构第三开关管Q3i的驱动信号相同；相邻通道的交错并联结构间，交错并联结构第一开关管Q1i之间的驱动信号交错360/n度，交错并联结构第二开关管Q2i之间的驱动信号交错360/n度，交错并联结构第三开关管Q3i之间的驱动信号交错360/n度，交错并联结构第四开关管Q4i之间的驱动信号交错360/n度，第一开关管与第二开关管驱动信号相同；对于各通道交错并联结构，将与第一开关管驱动信号互补的驱动信号以及交错并联结构第一开关管Q1i的驱动信号作为与门电路的两路输入，与门电路的输出作为交错并联结构第四开关管Q4i的驱动信号；将与第一开关管驱动信号互补的驱动信号以及交错并联结构第二开关管Q2i的驱动信号作为与门电路的两路输入，与门电路的输出作为交错并联结构第三开关管Q3i的驱动信号，开关管驱动信号之间的关系如图5所示；
变换器具有两种工作模式，当输出功率较高或负载阻抗较高时，要求输出电压较高时，控制第一开关管S1、第二开关管S2完全关断，使变换器工作在全桥模式；当输出功率较低或负载阻抗较低，要求输出电压较低时，控制第一开关管S1、第二开关管S2完全导通，使变换器工作在半桥模式。半桥模式下，第一开关管S1与第二开关管S2完全开通，各通道交错并联结构中，交错并联结构第三开关管Q3i与交错并联结构第四开关管Q4i完全关断，交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i驱动信号互补；全桥模式下，第一开关管S1与第二开关管S2完全关断，各通道交错并联结构中，交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第四开关管Q4i驱动信号相同，交错并联结构第二开关管Q2i与交错并联结构第三开关管Q3i驱动信号相同，交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i驱动信号互补，交错并联结构第三开关管Q3i与交错并联结构第四开关管Q4i驱动信号互补。
当变换器需要从全桥模式到半桥模式切换时，对于各通道交错并联结构，第一开关管S1与第二开关管S2的驱动信号采用与交错并联结构第一开关管Q1i、交错并联结构第二开关管Q2i、交错并联结构第三开关管Q3i、交错并联结构第四开关管Q4i相同频率的脉冲信号，控制第一开关管与第二开关管的驱动信号的占空比从零逐渐增加到一，使第一开关管与第二开关管从完全关断状态逐渐转化为完全开通状态，完成变换器从全桥模式到半桥模式的切换；当变换器需要从变换器从半桥模式到全桥模式的切换时，对于各通道交错并联结构，第一开关管S1与第二开关管S2的驱动信号采用与交错并联结构第一开关管Q1i、交错并联结构第二开关管Q2i、交错并联结构第三开关管Q3i、交错并联结构第四开关管Q4i相同频率的脉冲信号，控制第一开关管与第二开关管的驱动信号的占空比从一逐渐减小到零，使第一开关管与第二开关管从完全开通状态逐渐转化为完全关断状态，完成变换器从半桥模式到全桥模式的切换。
图6是传统高动态特性电外科发生器的双模式直接切换输出电压波形仿真图，图7是本发明双模式平滑切换输出电压波形仿真图。可以看出，双模式平滑切换控制变换器在半桥与全桥之间的切换为一个相对缓慢的过程，减小在切换过程中造成的输出电压过冲。
基于上述变换器，软开关控制方法，结合示意图8，具体实施方式为，设计滤波电感的感值，使电感电流在一个开关周期内同时存在正向与反向电流；半桥模式下，第一开关管与第二开关管完全开通，各通道交错并联结构中，交错并联结构第三开关管Q3i与交错并联结构第四开关管Q4i完全关断，交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i驱动信号互补；同一通道内，在交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i驱动信号之间的死区时间内，利用滤波电感正向电流对交错并联结构第一开关管Q1i的结电容充电，对交错并联结构第二开关管Q2i的结电容放电，完成交错并联结构第二开关管Q2i的零电压开通；利用滤波电感反向电流对交错并联结构第二开关管Q2i的结电容充电，对交错并联结构第一开关管Q1i的结电容放电，完成交错并联结构第一开关管Q1i的零电压开通。全桥模式下，第一开关管与第二开关管完全关断，各通道交错并联结构中，交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第四开关管Q4i驱动信号相同，交错并联结构第二开关管Q2i与交错并联结构第三开关管Q3i驱动信号相同，交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i驱动信号互补，交错并联结构第三开关管Q3i与交错并联结构第四开关管Q4i驱动信号互补。同一通道内，在交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第二开关管Q2i驱动信号之间的死区时间内，利用滤波电感正向电流对交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第四开关管Q4i的结电容充电，对交错并联结构第二开关管Q2i与交错并联结构第三开关管Q3i的结电容放电，完成交错并联结构第二开关管Q2i与交错并联结构第三开关管Q3i的零电压开通；利用滤波电感反向电流对交错并联结构第二开关管Q2i与交错并联结构第三开关管Q3i的结电容充电，对交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第四开关管Q4i的结电容放电，完成交错并联结构第一开关管Q1i与交错并联结构第四开关管Q4i的零电压开通。图8给出了变换器软开关的工作波形示意。
射频变压器原边侧加入隔直电容可避免人体组织受到直流分量的伤害，变压器工作频率与射频电压频率一致，实现电气隔离确保安全。输出侧不加电容或者只加较小的电容，当负载阻抗变化需要调节输出电压实现恒功率控制时，可有效避免电容的惯性影响其调节速度。

Claims (5)

1.一种高频电外科逆变器，其特征在于，包括第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、隔直电容(Cb)、射频变压器(Tr)，以及多通道交错并联结构，各通道的交错并联结构包括交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)、交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)、交错并联结构第一滤波电感(L1i)、交错并联结构第二滤波电感(L2i)，其中i＝1,2,….,n，n为交错并联结构的通道总数，第一电容(C1)的一端与直流电压源的正端相连接，第一电容(C1)的另一端与第二电容(C2)的一端相连接，第二电容(C2)的另一端与直流电压源的负端相连接，第一开关管(S1)的源极与第二开关管(S2)的源极相连接，第一开关管(S1)的漏极接第一电容(C1)与第二电容(C2)的连接点；第i个通道的交错并联结构中，交错并联结构第一开关管(Q1i)的源极与交错并联结构第二开关管(Q2i)的漏极相连，交错并联结构第三开关管(Q3i)的源极与交错并联结构第四开关管(Q4i)的漏极及第二开关管(S2)的漏极相连，交错并联结构第一开关管(Q1i)的漏极与交错并联结构第三开关管(Q3i)的漏极、直流电压源的正端、第一电容(C1)的一端相连，交错并联结构第二开关管(Q2i)的源极与交错并联结构第四开关管(Q4i)的源极、直流电压源的负端、第二电容(C2)的另一端相连；交错并联结构第一滤波电感(L1i)的一端接交错并联结构第一开关管(Q1i)与交错并联结构第二开关管(Q2i)的连接点，交错并联结构第一滤波电感(L1i)的另一端与隔直电容(Cb)的一端相连，隔直电容(Cb)的另一端与射频变压器(Tr)的原边绕组同名端相连接；交错并联结构第二滤波电感(L2i)的一端接交错并联结构第三开关管(Q3i)与交错并联结构第四开关管(Q4i)的连接点，交错并联结构第二滤波电感(L2i)的另一端与射频变压器(Tr)的原边绕组异名端相连；射频变压器(Tr)的副边绕组与负载并联。
2.根据权利要求1所述高频电外科逆变器，其特征在于，所述输入端的第一电容(C1)、第二电容(C2)的电容值相等，所有交错并联结构第一滤波电感(L1i)、交错并联结构第二滤波电感(L2i)的电感值相等。
3.根据权利要求1所述高频电外科逆变器，其特征在于，各通道的交错并联结构中，所述交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)、交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)并联一寄生体二极管以及结电容，寄生体二极管阳极与开关管源极相连接，寄生体二极管阴极与开关管漏极相连接。
4.基于权利要求1-3任意一项所述高频电外科逆变器的双模式平滑切换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
构建各通道交错并联结构中交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)、交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)的驱动信号；所有通道的交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)、交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)的驱动信号开关频率始终保持相同；每个通道内部，交错并联结构第一开关管(Q1i)的驱动信号与交错并联结构第二开关管(Q2i)的驱动信号互补，交错并联结构第三开关管(Q3i)的驱动信号与交错并联结构第四开关管(Q4i)的驱动信号互补，交错并联结构第一开关管(Q1i)的驱动信号与交错并联结构第四开关管(Q4i)的驱动信号相同，交错并联结构第二开关管(Q2i)的驱动信号与交错并联结构第三开关管(Q3i)的驱动信号相同；相邻通道的交错并联结构间，各交错并联结构第一开关管(Q1i)之间的驱动信号交错360/n度，各交错并联结构第二开关管(Q2i)之间的驱动信号交错360/n度，各交错并联结构第三开关管(Q3i)之间的驱动信号交错360/n度，各交错并联结构第四开关管(Q4i)之间的驱动信号交错360/n度；第一开关管(S1)与第二开关管(S2)驱动信号相同；对于各通道交错并联结构，将与第一开关管(S1)驱动信号互补的驱动信号以及交错并联结构第一开关管(Q1i)的驱动信号分别作为与门电路的两路输入，与门电路的输出作为交错并联结构第四开关管(Q4i)的驱动信号；将与第一开关管(S1)驱动信号互补的驱动信号以及交错并联结构第二开关管(Q2i)的驱动信号分别作为与门电路的两路输入，与门电路的输出作为交错并联结构第三开关管(Q3i)的驱动信号；
当变换器需要从全桥模式到半桥模式切换时，第一开关管(S1)与第二开关管(S2)的驱动信号采用与交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)、交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)相同频率的脉冲信号，控制第一开关管(S1)与第二开关管(S2)的驱动信号的占空比从零逐渐增加到一，使第一开关管与第二开关管从完全关断状态逐渐转化为完全开通状态，完成变换器从全桥模式到半桥模式的切换；当变换器需要从变换器从半桥模式到全桥模式的切换时，第一开关管(S1)与第二开关管(S2)的驱动信号采用与交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)、交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)相同频率的脉冲信号，控制第一开关管(S1)与第二开关管(S2)的驱动信号的占空比从一逐渐减小到零，使第一开关管与第二开关管从完全开通状态逐渐转化为完全关断状态，完成变换器从半桥模式到全桥模式的切换。
5.基于权利要求1-3任意一项所述高频电外科逆变器的软开关控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
设计滤波电感的感值，使电感电流在一个开关周期内同时存在正向与反向电流；半桥模式下，第一开关管(S1)与第二开关管(S2)完全开通，各通道交错并联结构中交错并联结构第三开关管(Q3i)、交错并联结构第四开关管(Q4i)完全关断，交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)驱动信号互补；在交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)驱动信号之间的死区时间内，利用滤波电感正向电流对交错并联结构第一开关管(Q1i)的结电容充电，对交错并联结构第二开关管(Q2i)的结电容放电，完成交错并联结构第二开关管(Q2i)的零电压开通；利用滤波电感反向电流对交错并联结构第二开关管(Q2i)的结电容充电，对交错并联结构第一开关管(Q1i)的结电容放电，完成交错并联结构第一开关管(Q1i)的零电压开通；全桥模式下，第一开关管(S1)与第二开关管(S2)完全关断，各通道交错并联结构中交错并联结构第一开关管(Q1i)与交错并联结构第四开关管(Q4i)驱动信号相同，交错并联结构第二开关管(Q2i)与交错并联结构第三开关管(Q3i)驱动信号相同，交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)驱动信号互补，交错并联结构第三开关管(Q3i)与交错并联结构第四开关管(Q4i)驱动信号互补，在交错并联结构第一开关管(Q1i)、交错并联结构第二开关管(Q2i)驱动信号之间的死区时间内，利用滤波电感正向电流对交错并联结构第一开关管(Q1i)与交错并联结构第四开关管(Q4n)的结电容充电，对交错并联结构第二开关管(Q2i)与交错并联结构第三开关管(Q3i)的结电容放电，完成交错并联结构第二开关管(Q2i)与交错并联结构第三开关管(Q3i)的零电压开通；利用滤波电感反向电流对交错并联结构第二开关管(Q2i)与交错并联结构第三开关管(Q3i)的结电容充电，对交错并联结构第一开关管(Q1i)与交错并联结构第四开关管(Q4i)的结电容放电，完成对交错并联结构第一开关管(Q1i)与交错并联结构第四开关管(Q4i)的零电压开通。
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