[发明专利]一种隔离型半准Z源直流升压变换器

权利要求书

1.一种隔离型半准Z源直流升压变换器，其特征在于，包括：

第一升压电路，由第一电感、第四二极管、第四电容、第五二极管组成，所述第一电感的一端接电压源正极，第一电感的另一端与第四二极管的阳极、第五二极管的阳极连接，第四二极管的阴极接第四电容的正极，第四电容的阴极接电压源的负极；

第二升压电路，由第二电感、第一电容、第一二极管及三开关逆变器组成，所述三开关逆变器包括第一开关管和第二开关管串联组成的第一桥臂以及第三开关管组成的第二桥臂，第二电感的一端接第四二极管的阴极，第二电感的另一端与第五二极管的阴极、第二桥臂的正极性输入端子连接，第二桥臂的负极性输入端子接电压源负极，第一电容的正极接第二桥臂的正极性输入端子，第一二极管的阳极接第一电容的阴极，第一二极管的阴极接第二桥臂的负极性输入端子；

变压器，包括匝数比为1：n的一次侧绕组和二次侧绕组，所述一次侧绕组的一端与所述三开关逆变器的第一桥臂中点连接，一次侧绕组的另一端与第一二极管的阴极连接；

输出电路，由第二电容、第三电容、第二二极管、第三二极管及负载组成，所述第二二极管的阴极接第二电容的正极，第二二极管的阳极与变压器二次侧绕组的一端、第三二极管的阴极连接，第二电容的阴极与变压器绕组二次侧绕组的另一端、第三电容的正极连接，第三二极管的阳极接第三电容的负极，负载接在第二电容正极与第三电容负极之间。

2.采用脉宽调制策略控制权利要求1所述一种隔离型半准Z源直流升压变换器，其特征在于，该变换器依次工作于以下九种模态：

模态一：导通第一开关，关断第二开关、第三开关，电路处于非直通状态，第一二极管、第四二极管导通，第五二极管关断，第二二极管导通，第三二极管关断，变压器一次侧电压为正的第一电容电压V_C1，变压器二次侧电压为n倍正的第一电容电压V_C1；

模态二：当一次侧绕组上的电流线性增加到与第二电感电流相同时，第一二极管反向偏置，漏电感开始放电，漏电感的状态由上一模态储存能量的状态变为该模态下转移能量的状态，变压器一次侧电压低于第一电容电压，变压器的二次侧仍然产生正向电压；

模态三：导通第一开关、第三开关，关断第二开关，电路处于直通状态，第五二极管导通，第一至第四二极管均关断，变压器的二次侧电压为零，输出电压保持不变；

模态四：关断第一开关、第二开关、第三开关，电路处于非直通状态，第五二极管关断，第一二极管、第四二极管导通，流过第一电容的电流分别通过第一二极管和第二开关管的体二极管续流；

模态五：第二开关在电流流过第二开关体二极管时导通，第一电感和第二电感上的电流呈线性减小，变压器一次侧电压为零，第二二极管、第三二极管反向偏置，输出电压为第二电容和第三电容的电压之和，变压器一次侧电流不变；

模态六：导通第二开关、第三开关，关断第一开关，第五二极管导通，第一二极管、第四二极管关断，变压器二次侧电压为n倍负的第一电容电压V_C1，第二二极管反向偏置，第三二极管导通，该工作模态的时间间隔是工作模态一和工作模态二的时间间隔之和；

模态七：关断第三开关，同时保持第一开关关断、第二开关导通，该模态的工作状态与模态五相同，变压器一次侧电流线性减小为零；

模态八：ZCS关断第二开关，第二开关的电压从零上升到正的第一电容电压，第一开关电压从正的第一电容电压下降到零；

模态九：ZVS导通第一开关，关断第二开关，导通第三开关，该工作模态与工作模态三相同，电路处于直通状态。