[發明專利]一種開關電容型混合準Z源變換器

在審

• 申請號: 201710061845.5
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106849643A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張波;朱小全;丘東元
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/32
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種開關電容型混合準Z源變換器，其特征在于包括輸入直流電壓源(V_i)、混合準Z源網絡、開關電容網絡、第二MOS管(S₂)、第三二極管(D₃)、第五電容(C₅)和負載電阻(R_L)；所述混合準Z源網絡由第一電感(L₁)、第二電感(L₂)、第一電容(C₁)、第二電容(C₂)、第一二極管(D₁)、第二二極管(D₂)和第一MOS管(S₁)構成；所述開關電容網絡由第三電容(C₃)、第四二極管(D₄)、第四電容(C₄)和第五二極管(D₅)構成；所述輸入直流電壓源(V_i)的一端分別與第一電感(L₁)的一端和第二電容(C₂)的負極連接；所述第一電感(L₁)的另一端分別與第一電容(C₁)的負極和第一二極管(D₁)的陽極連接；所述第一二極管(D₁)的陰極分別與第一MOS管(S₁)的源極和第二電感(L₂)的一端連接；所述第二電感(L₂)的另一端分別與第二二極管(D₂)的陽極、第一電容(C₁)的正極、第二MOS管(S₂)的漏極、第三二極管(D₃)的陽極和第三電容(C₃)的負極連接；所述第一MOS管(S₁)的漏極分別與第二二極管(D₂)的陰極和第二電容(C₂)的正極連接；所述第三二極管(D₃)的陰極分別與第四二極管(D₄)的陽極、第四電容(C₄)的負極和第五電容(C₅)的正極連接；所述第四二極管(D₄)的陰極分別與第三電容(C₃)的正極和第五二極管(D₅)的陽極連接；所述第五二極管(D₅)的陰極分別與第四電容(C₄)的正極和負載電阻(R_L)的一端連接；所述負載電阻(R_L)的另一端分別與第五電容(C₅)的負極、第二MOS管(S₂)的源極和輸入直流電源(V_i)的負極連接。

2.根據權利要求1所述的一種開關電容型混合準Z源變換器，其特征在于當第一MOS管和第二MOS管同時導通，第一二極管、第二二極管、第三二極管和第五二極管反向截止，第四二極管正向導通；此時輸入直流電壓源和第一電容通過第二MOS管一起給第一電感充電，輸入直流電壓源和第二電容通過第一MOS管和第二MOS管一起給第二電感充電，第五電容通過第四二極管和第二MOS管給第三電容充電，同時第五電容和第四電容串聯一起向負載電阻供電；當第一MOS管和第二MOS管同時關斷，則第一二極管、第二二極管、第三二極管和第五二極管導通，第四二極管關斷；此時第二電感給第一電容充電，第一電感和第二電感串聯一起向第二電容充電，輸入直流電壓源與第一電感和第二電感串聯一起向第五電容充電，第三電容給第四電容充電；同時，輸入直流電壓源與第一電感、第二電感和第三電容串聯一起向負載電阻供電。

3.根據權利要求1所述的一種開關電容型混合準Z源變換器，其特征在于穩態輸出時的電壓增益G為：

其中V_o表示變換器負載側的輸出電壓，V_i為輸入直流電壓源的輸入電壓，D為占空比。