[发明专利]一种开关电容型混合准Z源变换器

权利要求书

1.一种开关电容型混合准Z源变换器，其特征在于包括输入直流电压源(V_i)、混合准Z源网络、开关电容网络、第二MOS管(S₂)、第三二极管(D₃)、第五电容(C₅)和负载电阻(R_L)；所述混合准Z源网络由第一电感(L₁)、第二电感(L₂)、第一电容(C₁)、第二电容(C₂)、第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)和第一MOS管(S₁)构成；所述开关电容网络由第三电容(C₃)、第四二极管(D₄)、第四电容(C₄)和第五二极管(D₅)构成；所述输入直流电压源(V_i)的一端分别与第一电感(L₁)的一端和第二电容(C₂)的负极连接；所述第一电感(L₁)的另一端分别与第一电容(C₁)的负极和第一二极管(D₁)的阳极连接；所述第一二极管(D₁)的阴极分别与第一MOS管(S₁)的源极和第二电感(L₂)的一端连接；所述第二电感(L₂)的另一端分别与第二二极管(D₂)的阳极、第一电容(C₁)的正极、第二MOS管(S₂)的漏极、第三二极管(D₃)的阳极和第三电容(C₃)的负极连接；所述第一MOS管(S₁)的漏极分别与第二二极管(D₂)的阴极和第二电容(C₂)的正极连接；所述第三二极管(D₃)的阴极分别与第四二极管(D₄)的阳极、第四电容(C₄)的负极和第五电容(C₅)的正极连接；所述第四二极管(D₄)的阴极分别与第三电容(C₃)的正极和第五二极管(D₅)的阳极连接；所述第五二极管(D₅)的阴极分别与第四电容(C₄)的正极和负载电阻(R_L)的一端连接；所述负载电阻(R_L)的另一端分别与第五电容(C₅)的负极、第二MOS管(S₂)的源极和输入直流电源(V_i)的负极连接。

2.根据权利要求1所述的一种开关电容型混合准Z源变换器，其特征在于当第一MOS管和第二MOS管同时导通，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第五二极管反向截止，第四二极管正向导通；此时输入直流电压源和第一电容通过第二MOS管一起给第一电感充电，输入直流电压源和第二电容通过第一MOS管和第二MOS管一起给第二电感充电，第五电容通过第四二极管和第二MOS管给第三电容充电，同时第五电容和第四电容串联一起向负载电阻供电；当第一MOS管和第二MOS管同时关断，则第一二极管、第二二极管、第三二极管和第五二极管导通，第四二极管关断；此时第二电感给第一电容充电，第一电感和第二电感串联一起向第二电容充电，输入直流电压源与第一电感和第二电感串联一起向第五电容充电，第三电容给第四电容充电；同时，输入直流电压源与第一电感、第二电感和第三电容串联一起向负载电阻供电。

3.根据权利要求1所述的一种开关电容型混合准Z源变换器，其特征在于稳态输出时的电压增益G为：

其中V_o表示变换器负载侧的输出电压，V_i为输入直流电压源的输入电压，D为占空比。