的乘积，由此可以实现任意合数的变比。
[0029]变换器的输入端与220V的50Hz市电连接，输出端与负载连接。
[0030]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。
[0031]如图2所示，对于基本单元电路: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S2包括源极相互串联的功率开关管M 3和功率开关管M4,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，以此类推，第2N功率开关组S2n包括源极相互串联的功率开关管M 41M和功率开关管M 4No
[0032]如图2所示，2N-1个电容分别为电容C1、电容C2…电容C21^1。
[0033]如图2所示，基本单元电路中的电容(^并联在第一功率开关组S 第二功率开关组&串联后的两端，电容C 2并联在第二功率开关组和第三功率开关组串联后的两端，电容(:3并联在第三功率开关组和第四功率开关组串联后的两端，以此类推，电容(:21<_2并联在第2N-2功率开关组S2N_2和第2N-1功率开关组S 21M串联后的两端，电容C 21^并联在第2N-1功率开关组S2N_i和第2N功率开关组S 2N串联后的两端；
如图1所示，每一级基本单元电路的基本原理与结构基本相同，只是每一级实现输入输出1/N变比的基本单元电路所含有的电容个数和功率开关组个数不同，每一级基本单元电路输出的变比也发生相应的变化。
[0034]如图1所示，对于第一级基本单元电路中含2N-1个电容(即电容C1、电容C2…电容C2N_i)，2N组功率开关组(Sp S2。。。S2N);每一组功率开关组包含两个功率开关管，第一功率开关组S1包括源极相互串联的功率开关管M i和功率开关管M 2，第二功率开关组&包括源极相互串联的功率开关管％和功率开关管M4，第三功率开关组S3包括源极相互串联的功率开关管M5和功率开关管M 6，以此类推，第2N功率开关组S2n包括源极相互串联的功率开关管M4im和功率开关管M4n;可以实现输入输出电压的1/N的变比；对于第二级基本单元电路中含2P-1个电容(即电容C1、电容C2…电容C2IM)，2P组功率开关组(SpS2。。。S2p);每一组功率开关组包含两个功率开关管，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S2包括源极相互串联的功率开关管M 3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M 6，以此类推，第2P功率开关组S2p包括源极相互串联的功率开关管M4im和功率开关管M4p;可以实现输入输出电压的I/P的变比；以此类推，对于第R级基本单元电路中含2Q-1个电容(即电容C1、电容C2…电容(:2(Μ)，2(?组功率开关组(Sp S2。。。S20);每一组功率开关组包含两个功率开关管，第一功率开关组S1包括源极相互串联的功率开关管M i和功率开关管M 2，第二功率开关组&包括源极相互串联的功率开关管％和功率开关管M4，第三功率开关组S3包括源极相互串联的功率开关管M5和功率开关管M 6，以此类推，第2Q功率开关组S2q包括源极相互串联的功率开关管M4ihl和功率开关管M 4Q;可以实现输入输出电压的1/Q的变比；
本发明由R级基本单元电路级联组成，随着基本单元电路级数的变化，此开关电容型AC-AC变换器的输出变比也随之变化，按级数的增加依次实现逐级降压，最后一级基本单元电路电源输出端的电压与电源输入端电压的变比为R级基本单元电路的降压变比的乘积，由此得到输入输出电压任意合数变比。每当次级基本单元电路的输入端输入电压Ui连接在前一级基本单元电路所有功率开关组依次连接后的两端，此时输出端连接在次级基本单元电路中任一电容两端，若此级基本单元电路中较多侧电容个数为N，则可以得到变换后的输出电压U。为输入端电压u ^勺1/N ;若再将下一级基本单元电路接入到次级基本单元电路中任一电容两端，此时输出端连接在此基本单元电路中任一电容两端，若此下一级基本单元电路中较多侧电容个数为P，可以得到变换后的输出电压U。为输入端电压11啲I/ (Ν.Ρ);以此类推，若将第R级基本单元电路接入到第R-1级基本单元电路中任一电容两端，此时输出端连接在第R级基本单元电路中任一电容两端，若此第R级基本单元电路中较多侧电容个数为Q，可以得到变换后的输出电压U。为输入端电压u ^勺1/(ΝΡ…Q);通过接入基本单元电路的结构和级数的改变，实现逐级降压，以此控制对输出电压不同变比的变级选择。
[0035]每一组基本单元电路在接入到输入端后，基本单元电路的等效电路由等效电阻和等效电容组成。其中等效电阻和等效电容的具体数值，会随着所选取的功率开关管和电容的具体参数发生改变，但是等效电阻和等效电容的数值以及每级基本单元电路上产生的功率损耗均远远小于含有磁性元件的传统的开关电源AC-AC变换器。同时每级基本单元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。
[0036]由于基本单元电路的等效电路由等效电阻和等效电容组成，且等效电容的值远远小于每当次级基本单元电路接入到前级基本单元电路的三个电容的任一电容两端时，此时前级任一电容两端的电压(即为次级基本单元电路的输入电压)记为Ui,由于前级的任一电容都在持续不断的完成充放电的过程，可以被视为理想的电压源，故次级的基本单元电路的分压过程与前后级的基本单元电路之间是相互隔离且不受干扰的，经过每一级基本单元电路的分压过程，可以得到理想的1/N变比的均等分压。由于每一前级基本单元电路的2N-1个电容的任一电容两端的电压均视为次级基本单元电路的理想的电压源，故级联型可实现任意合数变比的开关电容型AC-AC变换器的等效电容和等效电阻值均由第一级基本单元电路决定，随着电路中基本单元电路级数的增加本发明变换器的等效电容和等效电阻值也不会发生改变。
[0037]在每级实现输入输出1/N变比的基本单元电路中电容C2确保电容C1和电容(:3两端的电压平衡，电容(；确保电容C3和电容C5两端的电压平衡，以此类推，电容C2N_2确保电容^-和电容^吣两端的电压平衡。在整个电压周期中，每级实现输入输出1/N变比的基本单元电路中各个电容两端的电压都等于该级基本单元电路输入电压的1/N。
[0038]驱动电路提供驱动各个功率开关管的PWM信号，控制功率开关管的导通与关断，使电路工作在不同的状态。由于一般功率开关管的导通电压为15V-20V，首先采用诸如SG3525的集成PWM控制芯片产生PWM信号，通过简单的驱动电路将集成PWM控制芯片产生的电压放大，以达到一般功率开关管的导通电压，以达到对功率开关管导通与关闭的控制。集成PWM控制芯片产生的PWM信号如图3所示，其中PWM信号周期(即功率开关管的开关周期O设为Ts，信号占空比为D。在一个周期内，当DTs为正半周期信号时，(1-D)为负半周期信号，两个半周期交替进行。对于此级联型可实现任意非质数变比的可变级开关电容型AC-AC变换器，以任意一级基本单元电路为例来进行说明，当DTs为PWM信号正半周期信号时，假设对功率开关组S1、S3 -S2lrf、S2lri进行导通控制，此时对功率开关组S 2、S^S2n_2、S2n进行关闭控制。当(1-D)Ts为正半周期信号时，假设对功率开关组S1、S3、S2lri进行导通控制，此时对功率开关组S2、S^S2n_2、S2n进行关闭控制。为了保证电路及电路中个电容上的电压稳定与平衡，通常采用的占空比为0.5。
[0039]因此在驱动电路提供PWM信号进行驱动的情况下，对于任意一级基本单元电路，在一个开关周期中，变换器有两种具体工作状态，以输入电压正半周期为例，工作状态描述如下:
第一个状态:第一功率开关组S1、第三功率开关组S3。。。至第2N-1功率开关组321^这N组功率开关组闭合，第二功率开关组S2、第四功率开关组S4。。。至第2N功率开关组S2n这N组功率开关组断开；
在这种状态下，电容C2充电，电容C4放电，电容C6充电，电容C8放电…