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纯电容电子变压器
    一种纯电容电子变压器用于输出电压的升降及交直流的互换。

    本发明作出前，在已有技术中，变压器已用于各行业，其结构普遍采用绕线式、开关电源或阻容降压等几种变压形式。绕线式变压器结构复杂，重量重，造价昂贵；且在变压器工作时由于温升和磁力线损失，则导致功率损失比较严重，同时对其冷却介质的要求也比较高。开关电源运用于变压方面则造价相当昂贵，在推广运用方面有困难，而阻容式变压器结构简单，由AB输入端分别接电阻，电阻分别接CD输出端。通过电阻来调节电压的升降。使用时功率损失大，温升高，安全性及可靠性低。

    本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种采用以电容为主要元件，通过切换电子式开关的作用，使电容瞬间实现串、并联切换，并使其在不同联接方式下进行充放电、从而实现输出电压的升降的纯电容电子变压器。

    本发明的主要解决方案是这样实现的，输入端A端与开关K相接分成两路，开关K一路与开关K2—(1)相连接后接通C端，另一路与电容C1一端相连接，电容C1另一端分为两路，一路与开关K3—(1)连接并接通电容Cn的另一端，C1另一路则与开关K1—(1)一端相接，开关K1—(1)的另一端分为两路，一路与开关K2—(2)相接后与C端接通，K1—(1)另一路与C2的一端相接。电容C2的另一端分为两路，一路与开关K3—(2)相接与电容Cn的另一端接通，电容C2的另一路……依次类推到电容Cn—1的一端之前分为两路，一路与开关K2—(n—1)接通后与C端联通，另一路与电容Cn—1的一端连接。电容Cn—1另一端分为两路，电容Cn—1的一路与开关K3—(n—1)相接，接通Cn的另一端，电容Cn-1的另一路则与开关K1—(n—1)一端相接，开关K1—(n—1)另一端分为两路，一路与K2—(n)相接，并接通C端，另一路与电容Cn相连接；输入端B端与开关K′相接后，通过电容Cn的另一端连接开关K2与D端接通。

    附图说明：

    图1为发明结构线路图。

    图2、图3为发明结构线路图的等效电路原理图。

    图4为本发明结构线路图正弦波交流电相位原理图。

    下面本发明将结合附图中地实施例作进一步描述：

    如果输入端输入的是直流电，也可以采用本原理，通过电子开关来实现电容的串并联，从而达到升、降压或交直流互变。如图1所示：A端直接与开关K相接后分成两路，一路与开关K2—(1)相接后与输出端C端相接，另一路则与电容C1一端相连接，而电容C1的另一端再分为两路，一路与开关K3—(1)连接之后与电容Cn的另一端接通，另一路则与开关K1—(1)一端相接，开关K1—(1)与K2—(2)开关连接后与输出端C端接通，K1—(1)另一路与C2的一端相接。电容C2的另一端又分为两路，一路与开关K3—(2)连接之后与电容Cn的另一端接通。电容C2的另一路……依次类推到电容Cn—1的一端之前分为两路，一路与开关K2—(n—1)接通后与C端联通，另一路与电容Cn—1的一端连接。电容Cn—1分为两路，一路与开关K3—(n—1)接通后与电容Cn的另一端接通，另一路则与开关K1—(n—1)的一端相连接，而开关K1—(n—1)的另一端再分成两路，一路通过开关K2—(n)与C端相连，而另一路则与电容Cn的一端相连。输入端B端首先与开关K′连通之后，通过与电容Cn的另一端接通相连后，再通过开关K2与输出端D端接通。

    本发明的具体结构原理论述如下：

    如图1所示：图1中电容Cn，n为n个＞1的自然数，根据实际任意设置。其中开关K、K′、K1—(1)……K1—(n—1)为一组以下简称开关组KK′；开关K2、K2—(1)、……K2—(n)、K3—(1)、K3—(2)…K3—(n—1)为一组以下简称K2、K3—(1)开关组。电路图中电子开关组KK′，同相运动即同时启、闭；开关组K2、K3—(1)同相运动；开关组KK1与开关组K2K3—(1)反相动作，即KK′闭合时，K2、K3—(1)则断开，反之则相反。当KK′闭合时则K2、K3—(1)断开，图1的等效电路如图2所示：其中C1…Cn为电容；当KK′断开时，K2K3—(1)则闭合，则该电路图的等效电路如图3所示。

    如图1所示：当电压输入端为AB时，以输入的是正弦波交流电为例，在如图4的交流电相位图中，当输入电压在(1—2)π/2相位时，开关组KK′闭合，K2、K3—(1)开关组断开，则图1的等效电路如图2所示，此时该串联电容(n个n＞1的自然数)充电，则每个电容的电压为V/n，在(2—3)π/2相位时，开关组KK′瞬间断开，同时K2、K3—(1)开关组闭合，此时的等效电路如图3所示，各电容处于并联状态，并开始放电，此时通过CD端输出电压，则输出的电压为V/n：在(3—4)π/2相位时，开关组KK′闭合，开关组K2，K3—(1)断开，此时对串联电容进行反相充电，同样在(4—5)π/2相位时，开关组KK′断开，开关组K2、K3—(1)闭合，使各电容在并联状态下反向放电，此时C、D端反相输出V/n电压。如在输出端CD处配置反相开关，则可连续输出直流电，如加上整波电路则可以输出标准波形的交流电。

    同样输入输出端也是可逆的。以CD端为电压输入端，在图4的波形图中，(1—2)π/2相位时开关组K2、K3—(1)开关闭合，KK′断开，各电容处于并联充电状态，当每个电容充电到最大电压V时，1—2相位结束，并进入2—3相位，则开关组K2、K3—(1)瞬间断开，同时开关组KK′闭合，此时各电容处于如图2所示的串联位置，同时开始放电，此时输出端AB的电压为n·v；同样在(3—4)π/2相位时，开关组K2、K3—(1)闭合，KK′断开，此时对串联电容进行反相充电，并在(4—5)π/2相位时进行反相充电，此时AB端输出的为n·V反相电压，从而达到升压的目的。

    本发明具有以下优点：由于采用了以电容为主要元件，通过切换电子式开关的作用使电瞬间实现串、并联切换，并使其在不同连接方式下进行充放电，从而实现输出电压的升降。如将本原理运用在电压的变化上，可以实现升、降压及交直流的互换，并具有体积小，重量轻，造价低，安全可靠等特点。