CN113258782B - 基于耦合电感的可变电感电路及方法 - Google Patents

基于耦合电感的可变电感电路及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于耦合电感的可变电感电路及方法，包括：输入模块；第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述输入模块的第一端电连接；耦合电感，所述耦合电感第一绕组的第一端与所述第一开关模块的第二端电连接，所述耦合电感第一绕组的第二端与所述第一开关模块的第三端电连接；第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述输入模块的第二端电连接，所述第二开关模块的第二端与所述耦合电感第二绕组的第一端电连接。本发明通过调节PWM信号控制模块的输出改变耦合电感两个绕组电压之间的相位来改变耦合电感的等效电感，减小了额外的磁损，无需任何额外的辅助电路，减小了磁性元件的体积，提高了电路的功率密度。

Description

基于耦合电感的可变电感电路及方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，特别涉及一种基于耦合电感的可变电感电路及方法。
背景技术
近年来，随着电力电子技术的发展，电力电子变换器被广泛应用于光伏储能、新能源汽车、固态变压器和数据中心电源等应用中，并朝着高频、高功率密度、高效率的方向发展。为了提高电力电子变换器的效率，使用可变电感来减小变换器的损耗是一种有效的手段。目前的可变电感方案可以分成两类，一类是使用辅助电路来配合固定电感器来实现可变电感。另一类是不使用辅助电路，比如饱和电感。其中第一类可变电感的实现原理是利用辅助电路改变电感的直流偏置，从而改变磁芯在工作点的磁导率，进而实现可变电感。2020年在IEEE Transactions on Industrial Electronics【工业电子期刊】上发表的‘Analysis and Design of the LLC Resonant Converter With Variable InductorControl Based on Time-Domain Analysis’一文中使用可变电感来提高LLC谐振变换器的效率。为了实现电感量可变，作者使用谐振电感器上的辅助绕组注入直流分量来改变磁芯的工作点，从而实现谐振电感量可控。但是此方法需要额外的直流分量注入控制电路，增加了变换器的复杂度，通知增加了系统成本。对于第二类不使用辅助电路的可变饱和电感，其实现原理是使用B-H线性度较差的磁芯，随着电感器电流增大时，电感器工作点从不饱和状态切换至临界饱和状态，从而实现电感量可变。2018年在IEEE Transactions on PowerElectronics【电力电子期刊】上发表的‘A Variable Inductor Based LCL Filter forLarge-Scale Microgrid Application’一文中使用可变电感来减小三相逆变器在轻载时的谐波。作者使用铁粉磁芯来绕制交流电感，随着逆变器运行功率增加，电感电流增加，磁芯磁通密度增加，导致磁芯磁导率改变，从而改变电感量。使用饱和电感虽然不需要额外的辅助电路，但是磁性的磁通密度较大，导致磁性损耗增大
发明内容
本发明提供了一种基于耦合电感的可变电感电路及方法，其目的是为了解决传统的可变电感方案所存在的电路复杂、磁损较高、具有推广应用方面的局限性的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于耦合电感的可变电感电路，包括：
输入模块；
第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述输入模块的第一端电连接；
耦合电感，所述耦合电感第一绕组的第一端与所述第一开关模块的第二端电连接，所述耦合电感第一绕组的第二端与所述第一开关模块的第三端电连接；
第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述输入模块的第二端电连接，所述第二开关模块的第二端与所述耦合电感第二绕组的第一端电连接，所述第二开关模块的第三端与所述耦合电感的第二绕组的第二端电连接；
输出模块，所述输出模块的第一端与所述第一开关模块的第四端电连接，所述输出模块的第二端与所述第二开关模块的第四端电连接；
PWM信号控制模块，所述PWM信号控制模块的第一端与所述第一开关模块的第五端电连接，所述PWM信号控制模块的第二端与所述第二开关模块的第五端电连接。
其中，所述输入模块包括：
第一电源；
输入滤波电容，所述输入滤波电容的正极端与所述第一电源的正极端电连接，所述输入滤波电容的负极端与所述第一电源的负极端电连接。
其中，所述第一开关模块包括：
第一电容，所述第一电容的正极端与所述输入滤波电容的正极端电连接；
第二电容，所述第二电容的正极端与所述第一电容的负极端电连接；
第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述第一电容的正极端电连接；
第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述第一开关管的源极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述第二电容的负极端电连接，所述第二开关管的漏极端与所述耦合电感第一绕组的第一端电连接。
其中，所述第一开关模块还包括：
第一高频变压器，所述第一高频变压器原边的第一端与所述第一电容的负极端电连接，所述第一高频变压器原边的第二端与所述耦合电感第一绕组的第二端电连接；
第三开关管，所述第三开关管的源极端与所述高频变压器副边的第二端电连接；
第四开关管，所述第四开关管的漏极端与所述第三开关管的源极端电连接；
第三电容，所述第三电容的正极端与所述第三开关管的漏极端电连接，所述第三电容的负极端与所述高频变压器副边的第一端电连接；
第四电容，所述第四电容的正极端与所述第三电容的负极端电连接，所述第四电容的负极端与所述第四开关管的源极端电连接。
其中，所述第二开关模块包括：
第五电容，所述第五电容的正极端与所述第二电容的负极端电连接；
第六电容，所述第六电容的正极端与所述第五电容的负极端电连接，所述第六电容的负极端与所述输入滤波电容的负极端电连接；
第五开关管，所述第五开关管的漏极端与所述第五电容的正极端电连接，所述第五开关管的源极端与所述耦合电感第二绕组的第一端电连接；
第六开关管，所述第六开关管的漏极端与所述第五开关管的源极端电连接，所述第六开关管的源极端与所述第六电容的负极端电连接；
第二高频变压器，所述第二高频变压器原边的第一端与所述耦合电感第二绕组的第二端电连接，所述第二高频变压器原边的第二端与所述第六电容的正极端电连接；
第七开关管，所述第七开关管的漏极端与所述第三电容的正极端电连接，所述第七开关管的源极端与所述第二高频变压器副边的第一端电连接；
第八开关管，所述第八开关管的漏极端与所述第七开关管的源极端电连接；
第七电容，所述第七电容的正极端与所述第七开关管的漏极端电连接；
第八电容，所述第八电容的正极端分别与所述第七电容的负极端和所述第二高频变压器副边的第二端电连接，所述第八电容的负极端分别与所述第八开关管的源极端和所述第四电容的负极端电连接。
其中，所述输出模块包括：
输出滤波电容，所述输出滤波电容的正极端与所述第三电容的正极端电连接，所述输出滤波电容的负极端与所述第八电容的负极端电连接；
第二电源，所述第二电源的正极端与所述输出滤波电容的正极端电连接，所述第二电源的负极端与所述输出滤波电容的负极端电连接。
其中，所述PWM信号控制模块包括：
所述PWM信号控制模块的第一端与所述第一开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第二端与所述第二开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第三端与所述第三开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第四端与所述第四开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第五端与所述第五开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第六端与所述第六开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第七端与所述第七开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第八端与所述第八开关管的栅极端电连接。
其中，包括：
步骤1，通过调节PWM信号控制模块输出的PWM信号改变第一开关模块和第二开关模的运行相位进而改变耦合电感的电感值；
步骤2，将第一开关模块和第二开关模的运行相位调节为零度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为零时，计算第一等效电感值；将第一开关模块和第二开关模的运行相位调节为180度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为180度时，计算第二等效电感值。
其中，所述步骤2具体包括：
根据基于耦合电感的可变电感电路，得到耦合电感数学表达式，如下所示：
Figure BDA0003097881650000051
其中，vLa表示耦合电感第一绕组的电压，vLb表示耦合电感第二绕组的电压，ia表示耦合电感第一绕组的电流，ib表示耦合电感第二绕组的电流，L表示耦合电感的自感值，M表示耦合电感的互感值；
将公式(1)化简，如下所示：
Figure BDA0003097881650000052
其中，kc表示耦合电感的耦合系数：
Figure BDA0003097881650000053
当PWM信号控制模块控制第一开关模块和第二开关模块的运行相位为零时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为零，vLa＝vLb，将公式(2)化简，如下所示：
Figure BDA0003097881650000054
根据公式(4)计算耦合电感在相位为零度时的第一等效电感值，如下所示：
Leq0＝(1+kc)L (5)
其中，Leq0表示第一等效电感值；
当PWM信号控制模块控制第一开关模块和第二开关模块的运行相位为180度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为180度，vLa＝-vLb，将公式(2)化简，如下所示：
Figure BDA0003097881650000055
根据公式(6)计算耦合电感在相位为180度时的第二等效电感值，如下所示：
Leq180＝(1-kc)L (7)
其中，Leq180表示第二等效电感值。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的上述实施例所述的基于耦合电感的可变电感电路及方法，通过调节PWM信号控制模块的输出改变耦合电感两个绕组电压之间的相位来改变耦合电感的等效电感，减小了额外的磁损，无需任何额外的辅助电路，减小了磁性元件的体积，提高了电路的功率密度。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的具体电路图；
图3为本发明的PWM信号控制模块的具体连接示意图；
图4为本发明的流程图；
图5为本发明运行在0度时的波形图；
图6为本发明运行在180度时的波形图。
【附图标记说明】
1-输入模块；2-第一开关模块；3-第二开关模块；4-输出模块；5-PWM信号控制模块；6-第一电源；7-输入滤波电容；8-第一电容；9-第二电容；10-第一开关管；11-第二开关管；12-耦合电感；13-第一高频变压器；14-第三开关管；15-第四开关管；16-第三电容；17-第四电容；18-第五电容；19-第六电容；20-第五开关管；21-第六开关管；22-第二高频变压器；23-第七开关管；24-第八开关管；25-第七电容；26-第八电容；27-输出滤波电容；28-第二电源。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的可变电感方案所存在的电路复杂、磁损较高、具有推广应用方面的局限性的问题，提供了一种基于耦合电感的可变电感电路及方法。
如图1至图6所示，本发明的实施例提供了一种基于耦合电感12的可变电感电路，包括：输入模块1；第一开关模块2，所述第一开关模块2的第一端与所述输入模块1的第一端电连接；耦合电感12，所述耦合电感12第一绕组的第一端与所述第一开关模块2的第二端电连接，所述耦合电感12第一绕组的第二端与所述第一开关模块2的第三端电连接；第二开关模块3，所述第二开关模块3的第一端与所述输入模块1的第二端电连接，所述第二开关模块3的第二端与所述耦合电感12第二绕组的第一端电连接，所述第二开关模块3的第三端与所述耦合电感12的第二绕组的第二端电连接；输出模块4，所述输出模块4的第一端与所述第一开关模块2的第四端电连接，所述输出模块4的第二端与所述第二开关模块3的第四端电连接；PWM信号控制模块5，所述PWM信号控制模块5的第一端与所述第一开关模块2的第五端电连接，所述PWM信号控制模块5的第二端与所述第二开关模块3的第五端电连接。
其中，所述输入模块1包括：第一电源6；输入滤波电容7，所述输入滤波电容7的正极端与所述第一电源6的正极端电连接，所述输入滤波电容7的负极端与所述第一电源6的负极端电连接。
其中，所述第一开关模块2包括：第一电容8，所述第一电容8的正极端与所述输入滤波电容7的正极端电连接；第二电容9，所述第二电容9的正极端与所述第一电容8的负极端电连接；第一开关管10，所述第一开关管10的漏极端与所述第一电容8的正极端电连接；第二开关管11，所述第二开关管11的漏极端与所述第一开关管10的源极端电连接，所述第二开关管11的源极端与所述第二电容9的负极端电连接，所述第二开关管11的漏极端与所述耦合电感12第一绕组的第一端电连接。
其中，所述第一开关模块2还包括：第一高频变压器13，所述第一高频变压器13原边的第一端与所述第一电容8的负极端电连接，所述第一高频变压器13原边的第二端与所述耦合电感12第一绕组的第二端电连接；第三开关管14，所述第三开关管14的源极端与所述高频变压器副边的第二端电连接；第四开关管15，所述第四开关管15的漏极端与所述第三开关管14的源极端电连接；第三电容16，所述第三电容16的正极端与所述第三开关管14的漏极端电连接，所述第三电容16的负极端与所述高频变压器副边的第一端电连接；第四电容17，所述第四电容17的正极端与所述第三电容16的负极端电连接，所述第四电容17的负极端与所述第四开关管15的源极端电连接。
其中，所述第二开关模块3包括：第五电容18，所述第五电容18的正极端与所述第二电容9的负极端电连接；第六电容19，所述第六电容19的正极端与所述第五电容18的负极端电连接，所述第六电容19的负极端与所述输入滤波电容7的负极端电连接；第五开关管20，所述第五开关管20的漏极端与所述第五电容18的正极端电连接，所述第五开关管20的源极端与所述耦合电感12第二绕组的第一端电连接；第六开关管21，所述第六开关管21的漏极端与所述第五开关管20的源极端电连接，所述第六开关管21的源极端与所述第六电容19的负极端电连接；第二高频变压器22，所述第二高频变压器22原边的第一端与所述耦合电感12第二绕组的第二端电连接，所述第二高频变压器22原边的第二端与所述第六电容19的正极端电连接；第七开关管23，所述第七开关管23的漏极端与所述第三电容16的正极端电连接，所述第七开关管23的源极端与所述第二高频变压器22副边的第一端电连接；第八开关管24，所述第八开关管24的漏极端与所述第七开关管23的源极端电连接；第七电容25，所述第七电容25的正极端与所述第七开关管23的漏极端电连接；第八电容26，所述第八电容26的正极端分别与所述第七电容25的负极端和所述第二高频变压器22副边的第二端电连接，所述第八电容26的负极端分别与所述第八开关管24的源极端和所述第四电容17的负极端电连接。
其中，所述输出模块4包括：输出滤波电容27，所述输出滤波电容27的正极端与所述第三电容16的正极端电连接，所述输出滤波电容27的负极端与所述第八电容26的负极端电连接；第二电源28，所述第二电源28的正极端与所述输出滤波电容27的正极端电连接，所述第二电源28的负极端与所述输出滤波电容27的负极端电连接。
其中，所述PWM信号控制模块5包括：所述PWM信号控制模块5的第一端与所述第一开关管10的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第二端与所述第二开关管11的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第三端与所述第三开关管14的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第四端与所述第四开关管15的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第五端与所述第五开关管20的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第六端与所述第六开关管21的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第七端与所述第七开关管23的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块5的第八端与所述第八开关管24的栅极端电连接。
其中，包括：步骤1，通过调节PWM信号控制模块5输出的PWM信号改变第一开关模块2和第二开关模的运行相位进而改变耦合电感12的电感值；步骤2，将第一开关模块2和第二开关模的运行相位调节为零度时，耦合电感12第一绕组电压vLa和耦合电感12第二绕组电压vLb之间的相位为零时，计算第一等效电感值；将第一开关模块2和第二开关模的运行相位调节为180度时，耦合电感12第一绕组电压vLa和耦合电感12第二绕组电压vLb之间的相位为180度时，计算第二等效电感值。
其中，所述步骤2具体包括：根据基于耦合电感12的可变电感电路，得到耦合电感12数学表达式，如下所示：
Figure BDA0003097881650000091
其中，vLa表示耦合电感12第一绕组的电压，vLb表示耦合电感12第二绕组的电压，ia表示耦合电感12第一绕组的电流，ib表示耦合电感12第二绕组的电流，L表示耦合电感12的自感值，M表示耦合电感12的互感值；
将公式(1)化简，如下所示：
Figure BDA0003097881650000092
其中，kc表示耦合电感12的耦合系数：
Figure BDA0003097881650000093
当PWM信号控制模块5控制第一开关模块2和第二开关模块3的运行相位为零时，耦合电感12第一绕组电压vLa和耦合电感12第二绕组电压vLb之间的相位为零，vLa＝vLb，将公式(2)化简，如下所示：
Figure BDA0003097881650000101
根据公式(4)计算耦合电感12在相位为零度时的第一等效电感值，如下所示：
Leq0＝(1+kc)L (5)
其中，Leq0表示第一等效电感值；
当PWM信号控制模块5控制第一开关模块2和第二开关模块3的运行相位为180度时，耦合电感12第一绕组电压vLa和耦合电感12第二绕组电压vLb之间的相位为180度，vLa＝-vLb，将公式(2)化简，如下所示：
Figure BDA0003097881650000102
根据公式(6)计算耦合电感12在相位为180度时的第二等效电感值，如下所示：
Leq180＝(1-kc)L (7)
其中，Leq180表示第二等效电感值。
本发明的上述实施例所述的基于耦合电感的可变电感电路及方法，图2中，S1a为第一开关管10、S2a为第二开关管11、S3a为第三开关管14、S4a为第四开关管15、S1b为第五开关管20、S2b为第六开关管21、S3b为第七开关管23、S4b为第八开关管24、C1a为第一电容8、C2a为第二电容9、C3a为第三电容16、C4a为第四电容17、C1b为第五电容18、C2b为第六电容19、C3b为第七电容25、C4b为第八电容26；A，E两点分别为原边两个半桥桥臂各自的中点，B，F两点分别为原边两个桥臂各自的中点，vAB为A点与B点之间的电压差，vEF为E点与F点之间的电压差；C，G两点分别为副边两个半桥桥臂各自的中点，D，H两点分别为副边两个桥臂各自的中点，vCD为C点与D点之间的电压差，vGH为G点与H点之间的电压差；vLa为耦合电感12第一绕组的电压，vLb为耦合电感12第二绕组的电压；ipa为第一高频变压器13原边侧的电流，ipb为第二高频变压器22原边侧的电流，第一高频变压器13原边侧的电流ipa和第二高频变压器22原边侧的电流ipb分别为流经耦合电感12第一绕组和第二绕组的电流，ia＝ipa，ib＝ipb；isa为第一高频变压器13副边侧的电流，isb为第二高频变压器22副边侧的电流；V1为第一电源6电压，V2为第二电源28电压；L为耦合电感12的自感值，M为耦合电感12的互感值；T1为第一高频变压器13，T2为第二高频变压器22，n为高频变压器匝比；Cb1为输入滤波电容7，Cb2为输出滤波电容27。
本发明的上述实施例所述的基于耦合电感的可变电感电路及方法，图2中，所述第一开关模块2和所述第二开关模块3采用单移向控制，且所述第一开关模块2和所述第二开关模块3的移向角度一致，并定义为
Figure BDA0003097881650000111
所述第一开关模块2和所述第二开关模块3之间的运行相位差定义为
Figure BDA0003097881650000112
当所述第一开关模块2和所述第二开关模块3之间的运行相位差为0度时，即
Figure BDA0003097881650000113
度，耦合电感12第一绕组电压与第二绕组电压之间的相位为0度，耦合电感12两个绕组的电压vLa和vLb相等，得到耦合电感12的第一等效感值为(1+kc)L，波形如图3；当所述第一开关模块2和所述第二开关模块3之间的运行相位差为180度时，即
Figure BDA0003097881650000114
度，耦合电感12第一绕组电压与第二绕组电压之间的相位为180度，耦合电感12两个绕组的电压vLa和vLb互为相反数，得到耦合电感12的第二等效感值为(1-kc)L。
本发明的上述实施例所述的基于耦合电感的可变电感电路及方法，耦合电感12的自感为20μH，互感为10μH，耦合系数为0.5，当所述第一开关模块2和所述第二开关模块3之间的运行相位为0度时，耦合电感12的等效感值为30μH；当所述第一开关模块2和所述第二开关模块3之间的运行相位为180度时，耦合电感12的等效感值为10μH，因此通过控制PWM信号，可以改变所述第一开关模块2和所述第二开关模块3的运行相位，进而控制耦合电感12的等效感值为10μH或30μH。
本发明的上述实施例所述的基于耦合电感的可变电感电路及方法，所述基于耦合电感12的可变电感方法通过合理PWM调制策略来控制耦合电感12两个绕组电压之间的相位差，从而来改变耦合电感12的等效电感，无需任何额外的辅助电路，从而减小所述基于耦合电感的可变电感电路的复杂度，并减小成本，可以充分利用磁路抵消的原理来减小磁芯的磁通密度，从而降低磁芯损耗，提高所述基于耦合电感的可变电感电路的转换效率，通过耦合两个独立的固定电感器来实现的，其可减小磁芯体积，提高所述基于耦合电感的可变电感电路的功率密度。所述基于耦合电感12的可变电感方法可以应用在不同的电力电子拓扑中，结合相应的拓扑，选择恰当的PWM控制策略，便可以改变耦合电感12的等效电感，其具有良好的普适性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，包括：
输入模块；
第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述输入模块的第一端电连接；
耦合电感，所述耦合电感第一绕组的第一端与所述第一开关模块的第二端电连接，所述耦合电感第一绕组的第二端与所述第一开关模块的第三端电连接；
第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述输入模块的第二端电连接，所述第二开关模块的第二端与所述耦合电感第二绕组的第一端电连接，所述第二开关模块的第三端与所述耦合电感的第二绕组的第二端电连接；
输出模块，所述输出模块的第一端与所述第一开关模块的第四端电连接，所述输出模块的第二端与所述第二开关模块的第四端电连接；
PWM信号控制模块，所述PWM信号控制模块的第一端与所述第一开关模块的第五端电连接，所述PWM信号控制模块的第二端与所述第二开关模块的第五端电连接；且通过调节PWM信号控制模块输出的PWM信号改变第一开关模块和第二开关模的运行相位进而改变耦合电感的电感值；将第一开关模块和第二开关模的运行相位调节为零度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为零时，计算第一等效电感值；将第一开关模块和第二开关模的运行相位调节为180度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为180度时，计算第二等效电感值。
2.根据权利要求1所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述输入模块包括：
第一电源；
输入滤波电容，所述输入滤波电容的正极端与所述第一电源的正极端电连接，所述输入滤波电容的负极端与所述第一电源的负极端电连接。
3.根据权利要求2所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述第一开关模块包括：
第一电容，所述第一电容的正极端与所述输入滤波电容的正极端电连接；
第二电容，所述第二电容的正极端与所述第一电容的负极端电连接；
第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述第一电容的正极端电连接；
第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述第一开关管的源极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述第二电容的负极端电连接，所述第二开关管的漏极端与所述耦合电感第一绕组的第一端电连接。
4.根据权利要求3所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述第一开关模块还包括：
第一高频变压器，所述第一高频变压器原边的第一端与所述第一电容的负极端电连接，所述第一高频变压器原边的第二端与所述耦合电感第一绕组的第二端电连接；
第三开关管，所述第三开关管的源极端与所述高频变压器副边的第二端电连接；
第四开关管，所述第四开关管的漏极端与所述第三开关管的源极端电连接；
第三电容，所述第三电容的正极端与所述第三开关管的漏极端电连接，所述第三电容的负极端与所述高频变压器副边的第一端电连接；
第四电容，所述第四电容的正极端与所述第三电容的负极端电连接，所述第四电容的负极端与所述第四开关管的源极端电连接。
5.根据权利要求4所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述第二开关模块包括：
第五电容，所述第五电容的正极端与所述第二电容的负极端电连接；
第六电容，所述第六电容的正极端与所述第五电容的负极端电连接，所述第六电容的负极端与所述输入滤波电容的负极端电连接；
第五开关管，所述第五开关管的漏极端与所述第五电容的正极端电连接，所述第五开关管的源极端与所述耦合电感第二绕组的第一端电连接；
第六开关管，所述第六开关管的漏极端与所述第五开关管的源极端电连接，所述第六开关管的源极端与所述第六电容的负极端电连接；
第二高频变压器，所述第二高频变压器原边的第一端与所述耦合电感第二绕组的第二端电连接，所述第二高频变压器原边的第二端与所述第六电容的正极端电连接；
第七开关管，所述第七开关管的漏极端与所述第三电容的正极端电连接，所述第七开关管的源极端与所述第二高频变压器副边的第一端电连接；
第八开关管，所述第八开关管的漏极端与所述第七开关管的源极端电连接；
第七电容，所述第七电容的正极端与所述第七开关管的漏极端电连接；
第八电容，所述第八电容的正极端分别与所述第七电容的负极端和所述第二高频变压器副边的第二端电连接，所述第八电容的负极端分别与所述第八开关管的源极端和所述第四电容的负极端电连接。
6.根据权利要求5所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述输出模块包括：
输出滤波电容，所述输出滤波电容的正极端与所述第三电容的正极端电连接，所述输出滤波电容的负极端与所述第八电容的负极端电连接；
第二电源，所述第二电源的正极端与所述输出滤波电容的正极端电连接，所述第二电源的负极端与所述输出滤波电容的负极端电连接。
7.根据权利要求6所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述PWM信号控制模块包括：
所述PWM信号控制模块的第一端与所述第一开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第二端与所述第二开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第三端与所述第三开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第四端与所述第四开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第五端与所述第五开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第六端与所述第六开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第七端与所述第七开关管的栅极端电连接，所述PWM信号控制模块的第八端与所述第八开关管的栅极端电连接。
8.根据权利要求1所述的基于耦合电感的可变电感电路，其特征在于，所述将第一开关模块和第二开关模的运行相位调节为零度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为零时，计算第一等效电感值；将第一开关模块和第二开关模的运行相位调节为180度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为180度时，计算第二等效电感值的步骤具体包括：
根据基于耦合电感的可变电感电路，得到耦合电感数学表达式，如下所示：
Figure FDA0003662982200000041
其中，vLa表示耦合电感第一绕组的电压，vLb表示耦合电感第二绕组的电压，ia表示耦合电感第一绕组的电流，ib表示耦合电感第二绕组的电流，L表示耦合电感的自感值，M表示耦合电感的互感值；
将公式(1)化简，如下所示：
Figure FDA0003662982200000042
其中，kc表示耦合电感的耦合系数：
Figure FDA0003662982200000043
当PWM信号控制模块控制第一开关模块和第二开关模块的运行相位为零时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为零，vLa＝vLb，将公式(2)化简，如下所示：
Figure FDA0003662982200000044
根据公式(4)计算耦合电感在相位为零度时的第一等效电感值，如下所示：
Leq0＝(1+kc)L (5)
其中，Leq0表示第一等效电感值；
当PWM信号控制模块控制第一开关模块和第二开关模块的运行相位为180度时，耦合电感第一绕组电压vLa和耦合电感第二绕组电压vLb之间的相位为180度，vLa＝-vLb，将公式(2)化简，如下所示：
Figure FDA0003662982200000045
根据公式(6)计算耦合电感在相位为180度时的第二等效电感值，如下所示：
Leq180＝(1-kc)L (7)
其中，Leq180表示第二等效电感值。
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