一种倍频电路及控制方法_2

文档序号:9729682阅读:来源:国知局
实施例提供的倍频电路的一种具体拓扑;
[0042] 图4为图3所示的拓扑一种工作模式的波形示意图;
[0043] 图5为图3所示的拓扑另一种工作模式的波形示意图;
[0044] 图6为本发明实施例提供的倍频电路的另一种实施例的结构示意图;
[0045] 图7本发明实施例提供的控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0046] 请参阅图2,本发明提供了倍频电路的一种装置实施例,本实施例的倍频电路包 括:第一支路和第二支路。
[0047] 从所述第一支路的第一端到第一支路的第二端,所述第一支路包括依次串联的第 一开关组和第二开关组,也就是说,第一开关组的第一端作为第一支路的第一端,第一开关 组的第二端连接第二开关组的第一端,第二开关组的第二端作为第一支路的第二端。
[0048] 从所述第二支路的第一端到第二端,所述第二支路包括依次串联的第Ξ开关组和 第四开关组,也就是说,第Ξ开关组的第一端作为第二支路的第一端,第Ξ开关组的第二端 连接第四开关组的第一端,第四开关组的第二端作为第二支路的第二端。
[0049] 其中,所述第一开关组、所述第二开关组、所述第Ξ开关组和所述第四开关组中各 包括N个并联的开关管,2。所述第一开关组、所述第二开关组、所述第Ξ开关组和所述第 四开关组中各个开关管的控制端用于接收控制信号。
[0050] 所述第一支路的第一端和所述第二支路的第一端,连接第一电压信号,所述第一 支路的第二端和所述第二支路的第二端连接第二电压信号,所述第一电压信号的电压值大 于所述第二电压信号的电压值。例如,第一电压信号和第二电压信号可W分别是电源电压 提供的正电源电压信号和负电源电压信号。
[0051] 所述第一支路的中点,即所述第一开关组和所述第二开关组的连接节点,W及所 述第二支路的中点,即所述第Ξ开关组和所述第四开关组的连接节点为所述倍频电路的输 出端,所述输出端用于输出所述控制信号的倍频信号,所述倍频信号的频率为所述控制信 号的频率的2N倍。
[0052] 通过上述技术方案可知,本实施例提供了一种倍频电路,能够实现对控制信号的 2N倍频,N含2。本实施例的倍频电路为全桥拓扑,包括并联的第一支路和第二支路,其中,所 述第一支路包括依次串联的第一开关组和第二开关组;所述第二支路包括依次串联的第Ξ 开关组和第四开关组;每个开关组中分别包括N个并联的开关管。可见,本发明实施例提供 的倍频电路,不需要电感和变压器等元件,从而减少了成本和电路体积,尤其适用于作为医 疗行业中的功率放大器。
[0053] 在本发明实施例中,所述第一开关组、所述第二开关组、所述第Ξ开关组和所述第 四开关组中各个开关管,可W均并联有反向二极管,用于负载续流。本发明实施例中的开关 管,可W包括绝缘栅双极型晶体管(英文:Insulated Gate Bipolar Transistor,简称: IGBT)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(简称:MOS管)等。
[0054] 下面说明本实施例的倍频电路的工作方式。
[0055] 所述第一开关组和所述第四开关组为一对开关组,要么同时工作,要么同时不工 作。当运两个开关组同时工作时,并且第二开关组和第Ξ开关组不工作时,图2中P点的电压 值等于第一电压信号的电压值,N点的电压值等于第二电压信号的电压值,由于第一电压信 号的电压值大于第二电压信号的电压值,因此P点和N点产生电压差。
[0056] 同样的,所述第二开关组和所述第Ξ开关组为一对开关组,要么同时工作,要么同 时不工作。当运两个开关组同时工作时,并且第一开关组和第四开关组不工作时,图2中P点 的电压值等于第二电压信号的电压值,N点的电压值等于第一电压信号的电压值,由于第一 电压信号的电压值大于第二电压信号的电压值,因此N点和P点产生电压差。
[0057] 因此,本发明实施例中,输入至所述控制端的所述控制信号使得所述第一开关组 和所述第四开关管组工作,所述第二开关组和所述第Ξ开关组不工作;或者,使得所述第二 开关组和所述第Ξ开关组工作,所述第一开关组和所述第四开关管组不工作。
[0058] 下面WN=2为例说明控制信号的具体波形。
[0059] 当N=2时,本发明实施例中的倍频电路如图3所示,第一开关组包括并联的开关管 Val和开关管Va2,第二开关组包括并联的开关管Vbl和开关管Vb2,第Ξ开关组包括并联的 开关管Vcl和开关管Vc2,第四开关组包括并联的开关管Vdl和开关管Vd2。假设第一电压信 号为正电源电压信号+HV,第二电压信号为负电源电压信号-HV。
[0060] 先说明所述控制信号使得第一开关组和所述第四开关管组工作,所述第二开关组 和所述第Ξ开关组不工作的情况。
[0061] 所述控制信号包括第一信号组和第四信号组,所述第一信号组用于输入至所述第 一开关组中各个开关管的控制端,所述第四信号组用于输入至所述第四开关组中各个开关 管的控制端。所述第一信号组包括输入至开关管化1的控制端的驱动信号化1-化iver,W及 输入至开关管化2的控制端的驱动信号化2-化iver,所述第四信号组包括输入至开关管Vdl 的控制端的驱动信号Vdl-Driver,W及输入至开关管Vd2的控制端的驱动信号Vd2-Driver。
[0062] 如图4所示,驱动信号¥日1-化;[¥日1'、驱动信号¥日2-化;[¥日1'、驱动信号¥(11-化;[¥61'和 驱动信号Vd2-Driver的占空比均为D,1/4含D含1/2。驱动信号化1-Driver和驱动信号Va2-Driver的相位相差180°,驱动信号Vdl-Driver和驱动信号VdS-Driver的相位相差180°。驱 动信号Val-Driver和驱动信号Vdl-Driver的相位差为90°,驱动信号Va2-Driver和驱动信 号Vd2-Driver的相位差为90°。
[0063] 在任一个时刻,若驱动信号Val-化iver或者驱动信号Va2-化iver为高电平时,开 关管Val或者开关管化2导通,P点的信号?_〇11*为高电平;若驱动信号Val-化iver和驱动信 号Va2-Driver均为低电平时,开关管化巧日开关管化2关断,P点的信号P_out为低电平。在任 一个时刻,若驱动信号Vdl-Driver或者驱动信号Vd2-Driver为高电平,开关管Vdl或者开关 管Vd2导通,因此N点的信号N_out为低电平;若驱动信号Vdl-Driver和驱动信号Vd2-化iver 均为低电平,开关管Vdl和开关管Vd2关断,此时P点的电流经过N点后,经过开关管Vcl或者 开关管Vc2的反并联二极管流向正电源电压信号+HV,因此N点的信号N_out为高电平。因此, P点的信号、N点的信号W及P点到N点的信号(即倍频信号)PN_out如图4所示。可W看出,倍 频信号PN_out的频率是任一个驱动信号的频率的4倍,并且,倍频信号PN_out的占空比为 4D-1。
[0064] 本发明实施例中,N不仅局限于2,而是可W为大于或等于2的任意整数,此时第一 信号组和第四信号组需要满足的关系为:
[0065] 所述第一信号组包括N个占空比均为D,相位依次相差360°/N的PWM信号, 一所述第四信号组包括N个占空比均为D,相位依次相差360VN的PWM信号。也就 2N Λ 是说,对于第一信号组(或者第四信号组)中的第1个、第2个、第3个……第Ν个PWM信号来说, 第1个PWM信号和第2个PWM信号的相位相差360VN,第2个PWM信号和第3个PWM信号的相位相 差360VN,依次类推,第Ν-1个PWM信号和第Ν个PWM信号的相位相差360VN。
[0066] 所述第四信号组中的Ν个nm信号,与所述第一信号组中的Ν个nm信号,相位分别 相差180°/N。也就是说,对于第一信号组中的第1个、第2个、第3个……第N个Pmi信号,W及 第四信号组中的第1个、第2个、第3个……第N个pmi信号来说,第一信号组中第1个nm信号 和第四信号组中第1个PWM信号的相位相差180VN,第一信号组中的第2个PWM信号和第四信 号
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