接单元的第一级接功率开关组的一端连接在(N-1)—N型电路结构串联的功率开关组的第2N功率开关组上,此时第N-1级级接单元的第一级接功率开关组和第二级接功率开关组分别为组成新电路结构的第2N+1功率开关组和第2N+2功率开关组,第N-1级级接单元的第一级接电容的一端连接在(N-1) —N型电路结构中的第2N-2电容上,第N-1级级接单元的第二级接电容的一端连接在(N-1) — N型电路结构中的第2N-1电容上,级接后的电路形成了新的N— (N+1)型电路结构,功率开关组两侧的电容个数分别为N和N+1,此时第N-1级级接单元的第一级接电容为新的电路结构中的第2N电容,第N-1级级接单元的第二级接电容为新电路结构中的第2N+1电容,由此实现1/N及其衍生变比的开关电容型AC-AC变换器。
[0033]1—2型基本单元电路的数量为I个,所述的级接单元的数量为N-1个,接入第N-1级级接单元后,随着输入端和输出端的不同连接得到1/N至(N+l)/N与1/(N+1)至N/(N+1)等多种不同变比。
[0034]本实用新型的电压输入端和输出端的连接具有以下实施例:
[0035]实施例1:当电压输入端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元N个电容串联后的两端,电压输出端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元中任一电容的两端,得到输入电压的1/N的变比;
[0036]实施例2:当电压输入端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元N个电容串联后的两端,电压输出端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元任意多个电容串联后的两端,随着输出端接入电容个数的变化,得到输入电压的1/N至(N+l)/N的变比;
[0037]实施例3:当电压输入端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元N+1个电容串联后的两端,电压输出端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元任一电容的两端,得到输入电压的1/(N+1)的变比;
[0038]实施例4:当电压输入端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元N+1个电容串联后的两端,电压输出端连接在I一2型基本单元电路及其各个级接单元任意多个电容串联后的两端,随着输出端接入电容个数的变化,得到输入电压的I/(N+1)至N/(N+1)的变比。
[0039]变换器的输入端与220V的50Hz市电连接,输出端与负载电阻连接。
[0040]功率开关组中的每个功率开关管均由驱动电路提供PWM信号进行驱动,驱动电路与各个功率开关管的栅极相连接。
[0041]本实用新型的具体例子及其工作过程如下:
[0042]如图1所示,1-2型基本单元电路中的四组功率开关组:第一功率开关组S1包括源极相互串联的功率开关管M1和功率开关管M2,第二功率开关组&包括源极相互串联的功率开关管M3和功率开关管M 4,第三功率开关组S3包括源极相互串联的功率开关管M 5和功率开关管M6,第四功率开关组S4包括源极相互串联的功率开关管M 7和功率开关管M 8;三个电容分别为第一电容C1、第二电容C2和第三电容C 3。
[0043]如图2所示,级接单元中两组依次串联的功率开关组:第一级接功率开关组S/包括源极相互串联的功率开关管M/和功率开关管M2’、第二级接功率开关组S2’包括源极相互串联的功率开关管M/和功率开关管M/ ;级接单元中的两个电容分别是第一级接电容C/和第二级接电容C2’。
[0044]如图3、图4所示,当第一级级接单元连接在I一2型基本单元电路上时,第一级级接单元的第一功率开关组S/的一端连接在I一2型基本单元电路串联的功率开关组的第四功率开关组&上,此时级第一级级接单元的第一功率开关组S /和第二级接功率开关组S2’分别为组成的新的电路结构的第五功率开关组S5和第六功率开关组S6,此时第五功率开关组S5包括源极相互串联的功率开关管M 9和功率开关管M 1(|,第六功率开关组S6包括源极相互串联的功率开关管M11和功率开关管M 12;第一级级接单元的第一电容C /的一端连接在I一2型基本单元电路中的第二电容(:2上,第一级级接单元的第二电容C2’的一端连接在I一2型基本单元电路中的第三电容(:3上,级接后的电路形成了新的2— 3型电路结构,功率开关组两侧的电容个数分别为2和3,此时第一级级接单元的第一电容为新的电路结构中的第四电容C4,第一级级接单元的第二电容为新电路结构中的第五电容C5,以此类推,当第N-1级级接单元连接在(N-1) —N型电路结构上时,第N-1级级接单元的第一功率开关组S/的一端连接在(N-1) — N型电路结构串联的功率开关组的第2N功率开关组S2n上,此时第级级接单元的第一功率开关组S/和第二级接功率开关组S2’分别为组成的新的电路结构的第2N+1功率开关组S2N+1和第2N+2功率开关组S 2N+2,此时第2N+1功率开关组S2N+1包括源极相互串联的功率开关管M 4N+1和功率开关管M 4N+2,第六功率开关组&包括源极相互串联的功率开关管仏,+3和功率开关管^,+4;第^1级级接单元的第一电容(^’的一端连接在(N-1) —N型电路结构中的第2N-2电容C2N_2ii,第N-1级级接单元的第二电容C 2’的一端连接在(N-1) —N型电路结构中的第2N-1电容上Cu,级接后的电路形成了新的N—(N+1)型电路结构,功率开关组两侧的电容个数分别为N和N+1,此时第N-1级级接单元的第一电容C/为新的电路结构中的第2N电容C2n,第N-1级级接单元的第二电容C2’为新电路结构中的第2N+1电容C2N+1,由此实现1/N及其衍生变比的开关电容型AC-AC变换器;
[0045]如图3所示,当输入电压七的输入端连接在N电容侧的N个电容的两端,即第二电容C2、第四电容C4至第2N电容C 2这N个电容.输出端连接在N+1电容侧的N+1个电容任一电容的两端,即第一电容C1、第三电容C3至第2N+1电容(:_这奸1个电容任一电容的两端,电路中各电容两端的电压等于输入电压4的1/N,并且不含有直流分量,变换后的输出电压U。为输入电压u ,的1/N,可以实现输入电压的1/N的变比。
[0046]如图3所示,当输入电压七的输入端连接在N电容侧的N个电容的两端,即第二电容C2、第四电容C4至第2N电容C2n这N个电容.输出端连接在N+1电容侧的N+1个电容任意多个电容的两端,即第一电容C1、第三电容C3至第2N+1电容C2N+1S N+1个电容任意多个电容的两端,电路中各电容两端的电压等于输入电压1^的1/N,并且不含有直流分量,随着输出端接入电容个数的变化,变换后的输出电压U。与输入电压u i的变比也随着接入电容个数的变化发生相应的改变,可以实现输入电压的1/N至(N+l)/N的变比。
[0047]如图4所示,当输入电压七的输入端连接在N+1电容侧的N+1个电容的两端,即第一电容C1、第三电容C3至第2N+1电容(:21<+1这奸1个电容.输出端连接在N电容侧的N个电容的两端,即第二电容C2、第四电容C4至第2N电容C2n这N个电容任一电容的两端,电路中各电容两端的电压等于输入电压七的I/ (N+1),并且不含有直流分量,变换后的输出电压U。为输入电压1^的I/ (N+1),可以实现输入电压的I/ (N+1)的变。
[0048]如图4所示,当输入电压七的输入端连接在N+1电容侧的N+1个电容的两端,即第一电容C1、第三电容C3至第2N+1电容(:21<+1这奸1个电容.输出端连接在N电容侧的N个电容的两端,即第二电容C2、第四电容C4至第2N电容C 2,这N个电容任意多个电容的两端,电路中各电容两端的电压等于输入电压1^的I/ (N+1),并且不含有直流分量,随着输出端接入电容个数的变化,变换后的输出电压U。与输入电压u i的变比也随着接入电容个数的变化发生相应的改变,可以实现输入电压的1/(N+1)至N/(N+1)的变比。
[0049]变换器的输入端与220V的50Hz市电连接,输出端与负载电阻连接。
[0050]功率开关组的每个功率开关管均由驱动电路提供PWM信号进行驱动,如图5所示,驱动电路与各个功率开关管的栅极相连接。
[0051]本实用新型的电路中不含有磁性元件,仅由电容和功率开关管组成,与传统的开关电源相比,体积大大减小,重量大大减轻,提高了功率密度,等效内阻大大减轻。当输入电压Ui的输入端连接在N电容侧的N个电容的两端时,其中,电容C 3确保电容C 2和电容C 4两端的电压平衡,电容C5确保电容C4和电容C6两端的电压平衡,以此类推,电容C 21M确保电容C2N_2和电容C2n两端的电压平衡;当输入电压u输入端连接在N+1电容侧的N+1个电容的两端时,其中,电容(:2确保电容C1和电容C3两端的电压平衡,电容C 4确保电容C 3和电容C5两端的电压平衡,以此类推,电容C2n确保电容C 2N_i和电容C2N+1两端的电压平衡。
[0052]驱动电路提供驱动各个功率开关管的PWM信号,如图5所示,控制功率开关管的导通与关断,使电路