CN217428014U - 双h桥移相变换器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双H桥移相变换器，包括第一驱动模块、第二驱动模块、固定相位H桥、可变相位H桥和功率合并模块。第一固定驱动信号和第二固定驱动信号分别通过第一驱动模块转换为第一至四驱动信号，驱动固定相位H桥中的四个开关模块工作。第一可变驱动信号和第二可变驱动信号分别通过第二驱动模块转换为第五至八驱动信号，驱动可变相位H桥中的四个开关模块工作。相对于固定相位H桥的第一固定驱动信号和第二固定驱动信号，改变可变相位H桥的第一和第二可变驱动信号相位，使两个H桥的输出形成相位角，通过功率合并模块就可以移相输出并调节功率大小。每个H桥只承受输出的一半功率，能有效减小开关模块的损耗，有更长的工作寿命。

Description

双H桥移相变换器

技术领域

本申请涉及电力电子领域，特别是涉及一种双H桥移相变换器。

背景技术

在电力控制领域，经常需要电力电子变换装置，将电信号进行变换，得到需要的电信号形式。例如，电压移相、交直流转换等。电压移相变换器通常应用在高压大功率的场合，对高压电进行移相变换。

在实现电压移相变换的过程中，发明人发现传统技术中的电压移相变换器采用单H桥电路达到移相和调节功率的效果，但其中至少存在如下问题：开关器件的损耗较大，工作寿命较短。

实用新型内容

基于此，提供一种双H桥移相变换器。

在其中一个实施例中，双H桥移相变换器包括：第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块、第七开关模块、第八开关模块和功率合并模块；

第一开关模块的第一端连接正参考电压，第一开关模块的第二端分别连接第二开关模块的第一端、第四开关模块的第一端和功率合并模块的第一输入端，第一开关模块的驱动控制端连接第一驱动信号；第二开关模块的第二端连接负参考电压，第二开关模块的驱动控制端连接第二驱动信号；第三开关模块的第一端连接正参考电压，第三开关模块的第二端连接第四开关模块的第一端，第三开关模块的驱动控制端连接第三驱动信号；第四开关模块的第二端连接负参考电压，第四开关模块的驱动控制端连接第四驱动信号；

第五开关模块的第一端连接正参考电压，第五开关模块的第二端分别连接第六开关模块的第一端、第八开关模块的第一端和功率合并模块的第二输入端，第五开关模块的驱动控制端连接第五驱动信号；第六开关模块的第二端连接负参考电压，第六开关模块的驱动控制端连接第六驱动信号；第七开关模块的第一端连接正参考电压，第七开关模块的第二端连接第八开关模块的第一端，第七开关模块的驱动控制端连接第七驱动信号；第八开关模块的第二端连接负参考电压，第八开关模块的驱动控制端连接第八驱动信号；

功率合并模块用于将功率合并模块的第一输入端的第一H桥输出信号和功率合并模块的第二输入端的第二H桥输出信号进行合并，得到移相输出信号。

在其中一个实施例中，还包括第一驱动模块；

第一驱动模块的第一输入端连接第一固定驱动信号，第一驱动模块的第二输入端连接第二固定驱动信号，第一驱动模块的第一输出端输出第一驱动信号至第一开关模块的驱动控制端，第一驱动模块的第二输出端输出第二驱动信号至第二开关模块的驱动控制端，第一驱动模块的第三输出端输出第三驱动信号至第三开关模块的驱动控制端，第一驱动模块的第四输出端输出第四驱动信号至第四开关模块的驱动控制端；

第一驱动模块用于将第一固定驱动信号和第二固定驱动信号转换为第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号。

在其中一个实施例中，第一驱动模块包括：第一变压器和第二变压器；

第一变压器设有第一初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，第一次级线圈与第一初级线圈电压极性相同，第二次级线圈与第一初级线圈电压极性相反；第二变压器设有第二初级线圈、第三次级线圈和第四次级线圈，第三次级线圈与第二初级线圈电压极性相同，第四次级线圈与第二初级线圈电压极性相反；

第一初级线圈的第一端分别连接第一固定驱动信号、第二初级线圈的第二端，第一初级线圈的第二端分别连接第二初级线圈的第一端、第二固定驱动信号；

第一次级线圈的第一端输出第一驱动信号至第一开关模块的驱动控制端，第一次级线圈的第二端连接第一开关模块的第二端；第二次级线圈的第一端连接第二开关模块的第二端，第二次级线圈的第二端输出第二驱动信号至第二开关模块的驱动控制端；

第三次级线圈的第一端输出第三驱动信号至第三开关模块的驱动控制端，第三次级线圈的第二端连接第三开关模块的第二端；第四次级线圈的第一端连接第四开关模块的第二端，第四次级线圈的第二端输出第四驱动信号至第四开关模块的驱动控制端。

在其中一个实施例中，还包括第二驱动模块；

第二驱动模块的第一输入端连接第一可变驱动信号，第二驱动模块的第二输入端连接第二可变驱动信号，第二驱动模块的第一输出端输出第五驱动信号至第五开关模块的驱动控制端，第二驱动模块的第二输出端输出第六驱动信号至第六开关模块的驱动控制端，第二驱动模块的第三输出端输出第七驱动信号至第七开关模块的驱动控制端，第二驱动模块的第八输出端输出第八驱动信号至第八开关模块的驱动控制端；

第二驱动模块用于将第一可变驱动信号和第二可变驱动信号转换为第五驱动信号、第六驱动信号、第七驱动信号和第八驱动信号。

在其中一个实施例中，第二驱动模块包括：第三变压器和第四变压器；

第三变压器设有第三初级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，第五次级线圈与第三初级线圈电压极性相同，第六次级线圈与第三初级线圈电压极性相反；第四变压器设有第四初级线圈、第七次级线圈和第八次级线圈，第七次级线圈与第四初级线圈电压极性相同，第八次级线圈与第四初级线圈电压极性相反；

第三初级线圈的第一端分别连接第一可变驱动信号、第四初级线圈的第二端，第三初级线圈的第二端分别连接第四初级线圈的第一端、第二可变驱动信号；

第五次级线圈的第一端输出第五驱动信号至第五开关模块的驱动控制端，第五次级线圈的第二端连接第五开关模块的第二端；第六次级线圈的第一端连接第六开关模块的第二端，第六次级线圈的第二端输出第六驱动信号至第六开关模块的驱动控制端；

第七次级线圈的第一端输出第七驱动信号至第七开关模块的驱动控制端，第七次级线圈的第二端连接第七开关模块的第二端；第八次级线圈的第一端连接第八开关模块的第二端，第八次级线圈的第二端输出第八驱动信号至第八开关模块的驱动控制端。

在其中一个实施例中，功率合并模块包括第五变压器和第六变压器；

第五变压器设有第五初级线圈和第九次级线圈，第九次级线圈与第五初级线圈电压极性相同；第六变压器设有第六初级线圈和第十次级线圈，第十次级线圈与第六初级线圈电压极性相同；

第五初级线圈的第一端连接第一开关模块的第二端，第五初级线圈的第二端连接第三开关模块的第二端；第六初级线圈的第一端连接第五开关模块的第二端，第六初级线圈的第二端连接第七开关模块的第二端；第九次级线圈的第二端连接第十次级线圈的第一端，第九次级线圈的第一端和第十次级线圈的第二端用于向外输出移相输出信号。

在其中一个实施例中，还包括第一电容C1和第二电容C2，

第五初级线圈的第二端通过C1连接至第三开关模块的第二端；第六初级线圈的第二端通过C2连接至第七开关模块的第二端。

在其中一个实施例中，还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；

第一次级线圈的第一端通过R1连接至第一开关模块的驱动控制端；第二次级线圈的第二端通过R2连接至第二开关模块的驱动控制端，第三次级线圈的第一端通过R3连接至第三开关模块的驱动控制端，第四次级线圈的第二端通过 R4连接至第四开关模块的驱动控制端。

在其中一个实施例中，还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

第五次级线圈的第一端通过R5连接至第五开关模块的驱动控制端；第六次级线圈的第二端通过R6连接至第六开关模块的驱动控制端，第七次级线圈的第一端通过R7连接至第七开关模块的驱动控制端，第八次级线圈的第二端通过 R8连接至第八开关模块的驱动控制端。

在其中一个实施例中，第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块、第七开关模块和第八开关模块为 NMOS管。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

基于第一至四开关模块、第五至八开关模块分别形成两个H桥电路。电路运行时可通过将同相同周期的正PWM第一驱动信号和第三驱动信号，与第一驱动信号同周期但相位相反的负PWM的第二驱动信号和第四驱动信号分别作为第一至四开关模块的驱动信号，控制开关模块按PWM波形进行开关，从第一H 桥电路中产生双极性PWM的第一H桥输出信号，同理在第二H桥电路中产生双极性PWM的第二H桥输出信号。且可设置第一驱动信号和第五驱动信号是周期相同占空比50％的正PWM信号，但存在相位差，所以第一H桥输出信号与第二H桥输出信号之间存在相位差。通过功率合并模块的合并，得到移相输出信号。上述双H桥移相变换器，每个开关模块导通的占空比恒定为50％，且每个H桥只承受输出的一半功率，能有效减小开关模块的损耗，有更长的工作寿命。

附图说明

图1为本申请一个实施例的电路示意图。

图2为本申请一个实施例中第一H桥各节点的信号时序图。

图3为本申请一个实施例中第二H桥各节点的信号时序图。

图4为本申请一个实施例中双H桥输出时序图。

图5为本申请一个实施例的电路示意图。

图6为本申请一个实施例的电路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种双H桥移相变换器，包括：第一开关模块201、第二开关模块202、第三开关模块203、第四开关模块204、第五开关模块301、第六开关模块302、第七开关模块303、第八开关模块304和功率合并模块400；

第一开关模块201的第一端连接正参考电压，第一开关模块201的第二端分别连接第二开关模块202的第一端、第四开关模块204的第一端和功率合并模块400的第一输入端，第一开关模块201的驱动控制端连接第一驱动信号；第二开关模块202的第二端连接负参考电压，第二开关模块202的驱动控制端连接第二驱动信号；第三开关模块203的第一端连接正参考电压，第三开关模块203的第二端连接第四开关模块204的第一端，第三开关模块203的驱动控制端连接第三驱动信号；第四开关模块204的第二端连接负参考电压，第四开关模块204的驱动控制端连接第四驱动信号；

第五开关模块301的第一端连接正参考电压，第五开关模块301的第二端分别连接第六开关模块302的第一端、第八开关模块304的第一端和功率合并模块400的第二输入端，第五开关模块301的驱动控制端连接第五驱动信号；第六开关模块302的第二端连接负参考电压，第六开关模块302的驱动控制端连接第六驱动信号；第七开关模块303的第一端连接正参考电压，第七开关模块303的第二端连接第八开关模块304的第一端，第七开关模块303的驱动控制端连接第七驱动信号；第八开关模块304的第二端连接负参考电压，第八开关模块304的驱动控制端连接第八驱动信号；

功率合并模块400用于将功率合并模块400的第一输入端的第一H桥输出信号和功率合并模块400的第二输入端的第二H桥输出信号进行合并，得到移相输出信号。

在电路实际运行时，可对上述各信号做如下设置：第一驱动信号、第三驱动信号是周期相位相同且占空比为50％的正单极性PWM信号，第二驱动信号和第四驱动信号是相位周期相同且占空比为50％负单极性PWM信号，且第一驱动信号和第二驱动信号相位相差180度；第五驱动信号和第七驱动信号是相位周期相同且占空比为50％的正单极性PWM信号，第六驱动信号和第八驱动信号是相位周期相同且占空比为50％的负单极性PWM信号，且第五驱动信号和第六驱动信号相位相差180度；第一驱动信号和第五驱动信号周期相同且存在相位差。

其中，开关模块的第一端是它接通时的电压输入端，开关模块的第二端是它接通时的电压输出端。正参考电压和负参考电压由电气工程师根据电路应用环节来预设。开关模块可以由NMOS管、PMOS管、IGBT晶体管等元件实现。

具体的，第一至四开关模块、第五至八开关模块分别形成两个H桥电路。通过将同相同周期的正PWM第一驱动信号和第三驱动信号，与第一驱动信号同周期但相位相反的负PWM的第二驱动信号和第四驱动信号分别作为第一至四开关模块的驱动信号，控制开关模块按PWM波形进行开关，从第一H桥电路中产生双极性PWM的第一H桥输出信号V_F，同理在第二H桥电路中产生双极性PWM的第二H桥输出信号V_V。

如图2所示为第一H桥中各节点的电压信号，V_FA表示第一开关模块处的电压，V_FB表示第二开关模块处的电压，V_FC表示第三开关模块处的电压，V_FD表示第四开关模块处的电压，V_F表示第一H桥的输出电压信号。

如图3所示为第二H桥中各节点的电压信号，V_VA表示第五开关模块处的电压，V_VB表示第六开关模块处的电压，V_VC表示第七开关模块处的电压，V_VD表示第八开关模块处的电压，V_V表示第二H桥的输出电压信号。

如图4所示，为双H桥输出时序图，V_O是移相输出信号。因为第一驱动信号和第五驱动信号是同周期的正PWM信号，且存在相位差，所以第一H桥输出信号V_F与第二H桥输出信号V_V也是周期相同的PWM信号，且它们之间且存在相位差。通过功率合并模块的合并，就可以得到移相输出信号。上述双H 桥移相变换器，每个开关模块导通的占空比恒定为50％，且每个H桥只承受输出的一半功率，能有效减小开关模块的损耗，有更长的工作寿命。

在一个实施例中，上述的第一开关模块201、第二开关模块202、第三开关模块203、第四开关模块204、第五开关模块301、第六开关模块302、第七开关模块303和第八开关模块304可以选用NMOS管，上述开关模块的第一端为 NMOS管的漏极，上述开关模块的第二端为NMOS管的源极，上述开关模块的驱动控制端为NMOS管的栅极。

在一个实施例中，如图5所示，双H桥移相变换器还包括第一驱动模块110；

第一驱动模块110的第一输入端连接第一固定驱动信号，第一驱动模块110 的第二输入端连接第二固定驱动信号，第一驱动模块110的第一输出端输出第一驱动信号至第一开关模块201的驱动控制端，第一驱动模块110的第二输出端输出第二驱动信号至第二开关模块202的驱动控制端，第一驱动模块110的第三输出端输出第三驱动信号至第三开关模块203的驱动控制端，第一驱动模块110的第四输出端输出第四驱动信号至第四开关模块204的驱动控制端；

第一驱动模块110用于将第一固定驱动信号和第二固定驱动信号转换为第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号。

在电路实际运行时，可对上述各信号做如下设置：第一固定驱动信号、第二固定驱动信号、第一驱动信号和第三驱动信号是相位周期相同且占空比为 50％的正单极性PWM信号。

其中，第一固定驱动信号和第二固定驱动信号来自一个或两个固定的信号源，其信号周期、幅度、相位等参数均保持不变。

在一个实施例中，第一驱动模块110包括：第一变压器和第二变压器；

第一变压器设有第一初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，第一次级线圈与第一初级线圈电压极性相同，第二次级线圈与第一初级线圈电压极性相反；第二变压器设有第二初级线圈、第三次级线圈和第四次级线圈，第三次级线圈与第二初级线圈电压极性相同，第四次级线圈与第二初级线圈电压极性相反；

第一初级线圈的第一端分别连接第一固定驱动信号、第二初级线圈的第二端，第一初级线圈的第二端分别连接第二初级线圈的第一端、第二固定驱动信号；

第一次级线圈的第一端输出第一驱动信号至第一开关模块201的驱动控制端，第一次级线圈的第二端连接第一开关模块201的第二端；第二次级线圈的第一端连接第二开关模块202的第二端，第二次级线圈的第二端输出第二驱动信号至第二开关模块202的驱动控制端；

第三次级线圈的第一端输出第三驱动信号至第三开关模块203的驱动控制端，第三次级线圈的第二端连接第三开关模块203的第二端；第四次级线圈的第一端连接第四开关模块204的第二端，第四次级线圈的第二端输出第四驱动信号至第四开关模块204的驱动控制端。

在一个实施例中，如图5所示，双H桥移相变换器还包括第二驱动模块120；

第二驱动模块的第一输入端连接第一可变驱动信号，第二驱动模块的第二输入端连接第二可变驱动信号，第二驱动模块的第一输出端输出第五驱动信号至第五开关模块301的驱动控制端，第二驱动模块的第二输出端输出第六驱动信号至第六开关模块302的驱动控制端，第二驱动模块的第三输出端输出第七驱动信号至第七开关模块303的驱动控制端，第二驱动模块的第八输出端输出第八驱动信号至第八开关模块304的驱动控制端；

第二驱动模块用于将第一可变驱动信号和第二可变驱动信号转换为第五驱动信号、第六驱动信号、第七驱动信号和第八驱动信号。

在电路实际运行时，可对上述各信号做如下设置：第一可变驱动信号、第二可变驱动信号、第五驱动信号和第七驱动信号是相位周期相同且占空比为 50％的正单极性PWM信号；第一可变驱动信号和第一固定驱动信号之间存在相位差。

其中，第一可变驱动信号和第二可变驱动信号的相位、周期、占空比都相同。第一可变驱动信号和第二可变驱动信号的相位可以根据需要进行实时调整。

具体的，第一个可变驱动信号和第二可变驱动信号是与第一固定驱动信号、第二固定驱动信号是周期相同、占空比50％的正单极性PWM信号，第一可变驱动信号与第一固定驱动信号的相位不同。

在一个实施例中，第二驱动模块120包括第三变压器和第四变压器；

第三变压器设有第三初级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，第五次级线圈与第三初级线圈电压极性相同，第六次级线圈与第三初级线圈电压极性相反；第四变压器设有第四初级线圈、第七次级线圈和第八次级线圈，第七次级线圈与第四初级线圈电压极性相同，第八次级线圈与第四初级线圈电压极性相反；

第三初级线圈的第一端分别连接第一可变驱动信号、第四初级线圈的第二端，第三初级线圈的第二端分别连接第四初级线圈的第一端、第二可变驱动信号；

第五次级线圈的第一端输出第五驱动信号至第五开关模块301的驱动控制端，第五次级线圈的第二端连接第五开关模块301的第二端；第六次级线圈的第一端连接第六开关模块302的第二端，第六次级线圈的第二端输出第六驱动信号至第六开关模块302的驱动控制端；

第七次级线圈的第一端输出第七驱动信号至第七开关模块303的驱动控制端，第七次级线圈的第二端连接第七开关模块303的第二端；第八次级线圈的第一端连接第八开关模块304的第二端，第八次级线圈的第二端输出第八驱动信号至第八开关模块304的驱动控制端。

在一个实施例中，功率合并模块400包括第五变压器和第六变压器；

第五变压器设有第五初级线圈和第九次级线圈，第九次级线圈与第五初级线圈电压极性相同；第六变压器设有第六初级线圈和第十次级线圈，第十次级线圈与第六初级线圈电压极性相同；

第五初级线圈的第一端连接第一开关模块201的第二端，第五初级线圈的第二端连接第三开关模块203的第二端；第六初级线圈的第一端连接第五开关模块301的第二端，第六初级线圈的第二端连接第七开关模块303的第二端；第九次级线圈的第二端连接第十次级线圈的第一端，第九次级线圈的第一端和第十次级线圈的第二端用于向外输出移相输出信号V_O。

在一个具体的实施例中，如图6所示，把第一H桥命名为固定相位H桥F，第二H桥命名为可变相位H桥V，第一开关模块为NMOS管FA，第二开关模块为NMOS管FB，第三开关模块为NMOS管FC，第四开关模块为NMOS管 FD，第五开关模块为NMOS管VA，第六开关模块为NMOS管VB，第七开关模块为NMOS管VC，第八开关模块为NMOS管VD。固定相位H桥F和可变相位H桥V的设计参数一致，第五变压器和第六变压器的性能参数一致，变比为k。

如图2-4和6所示，具体而言，移相输出信号V_O的一个周期可以分为四个状态，对应的双H桥移相变换器也有四种工作状态。

当处于t1～t2时刻，此时固定相位H桥F的FA和FD开关管处于导通状态， FB和FC开关管处于关断状态，如图2所示，此时固定相位H桥F输出电压；此时可变相位H桥V的VA和VD开关管处于关断状态，VB和VC开关管处于导通状态，如图3所示，此时可变相位H桥V输出电压；第五变压器和第六变压器的次级串联，则此时输出电压V_o＝k[(+BUS)+(-BUS)]＝0；

当处于t2～t3时刻，此时固定相位H桥F的FA和FD开关管处于导通状态， FB和FC开关管处于关断状态，如图2所示，此时固定相位H桥F输出电压；此时可变相位H桥V的VA和VD开关管处于导通状态，VB和VC开关管处于关断状态，如图3所示，此时可变相位H桥V输出电压；由于第五变压器和第六变压器的次级串联，则此时输出电压 V_o＝k[(+BUS)+(+BUS)]＝2k(+BUS)；

当处于t3～t4时刻，此时固定相位H桥F的FA和FD开关管处于关断状态，FB和FC开关管处于导通状态，如图2所示，此时固定相位H桥F输出电压；此时可变相位H桥V的VA和VD开关管处于导通状态，VB和VC开关管处于关断状态，如图3所示，此时可变相位H桥V输出电压；由于第五变压器和第六变压器的次级串联，则此时输出电压V_o＝k[(-BUS)+(+BUS)]＝0；

当处于t4～t5时刻，此时固定相位H桥F的FA和FD开关管处于关断状态， FB和FC开关管处于导通状态，如图2所示，此时固定相位H桥F输出电压；此时可变相位H桥V的VA和VD开关管处于关断状态，VB和VC开关管处于导通状态，如图3所示，此时可变相位H桥V输出电压；由于第五变压器和第六变压器的次级串联，则此时输出电压 V_o＝k[(-BUS)+(-BUS)]＝2k(-BUS)；

当处于t5～t6时刻，此时固定相位H桥F的FA和FD开关管处于导通状态， FB和FC开关管处于关断状态，如图2所示，此时固定相位H桥F输出电压；此时可变相位H桥V的VA和VD开关管处于关断状态，VB和VC开关管处于导通状态，如图3所示，此时可变相位H桥V输出电压；由于第五变压器和第六变压器的次级串联，则此时输出电压V_o＝k[(+BUS)+(-BUS)]＝0。

本实施例的双H桥移相变换器包含第一驱动模块、第二驱动模块、固定相位H桥F、可变相位H桥V和功率合并模块。第一固定驱动信号和第二固定驱动信号分别通过第一驱动模块的第一变压器和第二变压器，转换为第一至四驱动信号，驱动固定相位H桥F中的四个NMOS管工作，来开关高压直流母线产生高电压、大电流的方波，驱动第五变压器的一次绕组。固定相位H桥F中，同桥臂上的两只NMOS管相位相反，对角线上的两只NMOS管相位相同，这样固定相位可以输出最大的脉宽。

相对于固定相位H桥F的第一固定驱动信号和第二固定驱动信号，改变可变相位H桥V的第一和第二可变驱动信号相位，使两个H桥的输出形成相位角，输入到第五变压器和第六变压器的初级，两个变压器的次级串联，这样固定相位H桥F输出相位固定，通过改变可变相位H桥V的输出相位，就可以达到移相输出调节功率大小的目的。

本实施例的双H桥移相器采用相位调制双H桥开关电路结构。输出功率取决于固定相位开关H桥F和可变相位开关H桥V之间的相位角。当它们处于同相位时，输出功率是100％，当它们处于180度反相位时，输出功率是0％。电路中每个NMOS管导通的占空比恒定为50％，由于每个桥的开关管都是固定 50％的占空比输出，因此可有效减小开关管的开关损耗，延长工作寿命。

而且，同样的输出功率和变压器绕比的情况下，本实施例采用双H桥电路，可减小开关管一半的耐压和耐电流能力，每个H桥只承受输出的一半功率，即同种开关管能获得双倍的输出能力，所以本实施例对开关管的性能要求更低，可减少实现成本。

在一个实施例中，双H桥移相变换器还包括第一电容C1和第二电容C2，

第五初级线圈的第二端通过C1连接至第三开关模块203的第二端；第六初级线圈的第二端通过C2连接至第七开关模块303的第二端。C1和C2可起到滤波作用，使H桥输出信号的波形更稳定。

在一个实施例中，双H桥移相变换器还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；

第一次级线圈的第一端通过R1连接至第一开关模块201的驱动控制端；第二次级线圈的第二端通过R2连接至第二开关模块202的驱动控制端，第三次级线圈的第一端通过R3连接至第三开关模块203的驱动控制端，第四次级线圈的第二端通过R4连接至第四开关模块204的驱动控制端。

在一个实施例中，双H桥移相变换器，还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

第五次级线圈的第一端通过R5连接至第五开关模块301的驱动控制端；第六次级线圈的第二端通过R6连接至第六开关模块202的驱动控制端，第七次级线圈的第一端通过R7连接至第七开关模块303的驱动控制端，第八次级线圈的第二端通过R8连接至第八开关模块304的驱动控制端。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双H桥移相变换器，其特征在于，包括：第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块、第七开关模块、第八开关模块和功率合并模块；

所述第一开关模块的第一端连接正参考电压，所述第一开关模块的第二端分别连接所述第二开关模块的第一端、所述第四开关模块的第一端和所述功率合并模块的第一输入端，所述第一开关模块的驱动控制端连接第一驱动信号；所述第二开关模块的第二端连接负参考电压，所述第二开关模块的驱动控制端连接第二驱动信号；所述第三开关模块的第一端连接正参考电压，所述第三开关模块的第二端连接所述第四开关模块的第一端，所述第三开关模块的驱动控制端连接第三驱动信号；所述第四开关模块的第二端连接负参考电压，所述第四开关模块的驱动控制端连接第四驱动信号；

所述第五开关模块的第一端连接正参考电压，所述第五开关模块的第二端分别连接所述第六开关模块的第一端、所述第八开关模块的第一端和所述功率合并模块的第二输入端，所述第五开关模块的驱动控制端连接第五驱动信号；所述第六开关模块的第二端连接负参考电压，所述第六开关模块的驱动控制端连接第六驱动信号；所述第七开关模块的第一端连接正参考电压，所述第七开关模块的第二端连接所述第八开关模块的第一端，所述第七开关模块的驱动控制端连接第七驱动信号；所述第八开关模块的第二端连接负参考电压，所述第八开关模块的驱动控制端连接第八驱动信号；

所述功率合并模块用于将所述功率合并模块的第一输入端的第一H桥输出信号和所述功率合并模块的第二输入端的第二H桥输出信号进行合并，得到移相输出信号。

2.根据权利要求1所述的双H桥移相变换器，其特征在于，还包括第一驱动模块；

所述第一驱动模块的第一输入端连接第一固定驱动信号，所述第一驱动模块的第二输入端连接第二固定驱动信号，所述第一驱动模块的第一输出端输出第一驱动信号至所述第一开关模块的驱动控制端，所述第一驱动模块的第二输出端输出第二驱动信号至所述第二开关模块的驱动控制端，所述第一驱动模块的第三输出端输出所述第三驱动信号至所述第三开关模块的驱动控制端，所述第一驱动模块的第四输出端输出所述第四驱动信号至所述第四开关模块的驱动控制端；

所述第一驱动模块用于将所述第一固定驱动信号和所述第二固定驱动信号转换为所述第一驱动信号、所述第二驱动信号、所述第三驱动信号和所述第四驱动信号。

3.根据权利要求2所述的双H桥移相变换器，其特征在于，所述第一驱动模块包括：第一变压器和第二变压器；

所述第一变压器设有第一初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一次级线圈与所述第一初级线圈电压极性相同，所述第二次级线圈与所述第一初级线圈电压极性相反；所述第二变压器设有第二初级线圈、第三次级线圈和第四次级线圈，所述第三次级线圈与所述第二初级线圈电压极性相同，所述第四次级线圈与所述第二初级线圈电压极性相反；

所述第一初级线圈的第一端分别连接所述第一固定驱动信号、所述第二初级线圈的第二端，所述第一初级线圈的第二端分别连接所述第二初级线圈的第一端、所述第二固定驱动信号；

所述第一次级线圈的第一端输出所述第一驱动信号至所述第一开关模块的驱动控制端，所述第一次级线圈的第二端连接所述第一开关模块的第二端；所述第二次级线圈的第一端连接所述第二开关模块的第二端，所述第二次级线圈的第二端输出所述第二驱动信号至所述第二开关模块的驱动控制端；

所述第三次级线圈的第一端输出所述第三驱动信号至所述第三开关模块的驱动控制端，所述第三次级线圈的第二端连接所述第三开关模块的第二端；所述第四次级线圈的第一端连接所述第四开关模块的第二端，所述第四次级线圈的第二端输出所述第四驱动信号至所述第四开关模块的驱动控制端。

4.根据权利要求3所述的双H桥移相变换器，其特征在于，还包括第二驱动模块；

所述第二驱动模块的第一输入端连接第一可变驱动信号，所述第二驱动模块的第二输入端连接第二可变驱动信号，所述第二驱动模块的第一输出端输出第五驱动信号至所述第五开关模块的驱动控制端，所述第二驱动模块的第二输出端输出第六驱动信号至所述第六开关模块的驱动控制端，所述第二驱动模块的第三输出端输出所述第七驱动信号至所述第七开关模块的驱动控制端，所述第二驱动模块的第八输出端输出所述第八驱动信号至所述第八开关模块的驱动控制端；

所述第二驱动模块用于将所述第一可变驱动信号和所述第二可变驱动信号转换为所述第五驱动信号、所述第六驱动信号、所述第七驱动信号和所述第八驱动信号。

5.根据权利要求4所述的双H桥移相变换器，其特征在于，所述第二驱动模块包括：第三变压器和第四变压器；

所述第三变压器设有第三初级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，所述第五次级线圈与所述第三初级线圈电压极性相同，所述第六次级线圈与所述第三初级线圈电压极性相反；所述第四变压器设有第四初级线圈、第七次级线圈和第八次级线圈，所述第七次级线圈与所述第四初级线圈电压极性相同，所述第八次级线圈与所述第四初级线圈电压极性相反；

所述第三初级线圈的第一端分别连接所述第一可变驱动信号、所述第四初级线圈的第二端，所述第三初级线圈的第二端分别连接所述第四初级线圈的第一端、所述第二可变驱动信号；

所述第五次级线圈的第一端输出所述第五驱动信号至所述第五开关模块的驱动控制端，所述第五次级线圈的第二端连接所述第五开关模块的第二端；所述第六次级线圈的第一端连接所述第六开关模块的第二端，所述第六次级线圈的第二端输出所述第六驱动信号至所述第六开关模块的驱动控制端；

所述第七次级线圈的第一端输出所述第七驱动信号至所述第七开关模块的驱动控制端，所述第七次级线圈的第二端连接所述第七开关模块的第二端；所述第八次级线圈的第一端连接所述第八开关模块的第二端，所述第八次级线圈的第二端输出所述第八驱动信号至所述第八开关模块的驱动控制端。

6.根据权利要求5所述的双H桥移相变换器，其特征在于，功率合并模块包括第五变压器和第六变压器；

所述第五变压器设有第五初级线圈和第九次级线圈，所述第九次级线圈与所述第五初级线圈电压极性相同；所述第六变压器设有第六初级线圈和第十次级线圈，所述第十次级线圈与所述第六初级线圈电压极性相同；

所述第五初级线圈的第一端连接所述第一开关模块的第二端，所述第五初级线圈的第二端连接所述第三开关模块的第二端；所述第六初级线圈的第一端连接所述第五开关模块的第二端，所述第六初级线圈的第二端连接所述第七开关模块的第二端；所述第九次级线圈的第二端连接所述第十次级线圈的第一端，所述第九次级线圈的第一端和所述第十次级线圈的第二端用于向外输出所述移相输出信号。

7.根据权利要求6所述的双H桥移相变换器，其特征在于，还包括第一电容C1和第二电容C2，

所述第五初级线圈的第二端通过所述C1连接至所述第三开关模块的第二端；所述第六初级线圈的第二端通过所述C2连接至所述第七开关模块的第二端。

8.根据权利要求7所述的双H桥移相变换器，其特征在于，还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；

所述第一次级线圈的第一端通过R1连接至所述第一开关模块的驱动控制端；所述第二次级线圈的第二端通过R2连接至所述第二开关模块的驱动控制端，所述第三次级线圈的第一端通过R3连接至所述第三开关模块的驱动控制端，所述第四次级线圈的第二端通过R4连接至所述第四开关模块的驱动控制端。

9.根据权利要求8所述的双H桥移相变换器，其特征在于，还包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

所述第五次级线圈的第一端通过R5连接至所述第五开关模块的驱动控制端；所述第六次级线圈的第二端通过R6连接至所述第六开关模块的驱动控制端，所述第七次级线圈的第一端通过R7连接至所述第七开关模块的驱动控制端，所述第八次级线圈的第二端通过R8连接至所述第八开关模块的驱动控制端。

10.根据权利要求5-9任意一项所述的双H桥移相变换器，其特征在于，所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述第三开关模块、所述第四开关模块、所述第五开关模块、所述第六开关模块、所述第七开关模块和所述第八开关模块为NMOS管。

Images