具体实施方式

如图1所示，一种零电压关断零电流开通的高增益Sepic变换器，该变换器包括主电路、辅助电路；

所述主电路包括Sepic变换器、至少一个外衣单元；

所述Sepic变换器包含电感L1、电感L2、功率开关管S1、电容C1、二极管D1、电容C2；

电感L1一端连接输入电源正极，电感L1另一端分别连接功率开关管S1漏极、电容C1一端，功率开关管S1源极连接输入电源负极，电容C1另一端连接二极管D1阳极、电感L2一端，二极管D1阴极连接电容C2一端，电容C2另一端分别连接电感L2另一端、功率开关管S1漏极、输入电源负极；

如图10所示，所述外衣单元包含电容Cn1、电容Cn2、电感Ln1、二极管Dn1，n为自然数，且n≥1，外衣单元包含五端口：端口①、端口②、端口③、端口④、端口⑤；

电容Cn1一端连接端口①，电容Cn1另一端分别连接电感Ln1一端、二极管Dn1阳极，电感Ln1另一端连接端口②，二极管Dn1阴极连接电容Cn2一端，电容Cn2另一端连接端口③；二极管Dn1阳极为端口④，二极管Dn1阴极为端口⑤；

端口①连接到Sepic变换器中二极管D1阳极，端口②连接到Sepic变换器中二极管D1的阴极，端口③连接到输入电源负极；

所述辅助电路包括零电流电感Lr、辅助电感Ls、零电压电容Cr、二极管D2、D3、D4；

零电流电感Lr一端连接Cuk变换器中的电容C1另一端、二极管D4阳极；

零电流电感Lr另一端分别连接n＝1时的外衣单元中的电容C11的一端、Sepic变换器中的电感L2一端、二极管D1阳极；

二极管D2阴极分别连接输入电源阳极、电感L1一端；

二极管D2阳极分别连接零电压电容Cr一端、二极管D3阴极；

二极管D3阳极连接辅助电感Ls一端；

二极管D4阴极连接Sepic变换器中电容C2一端；

n个外衣单元中，

第二外衣单元的端口①连接到第一外衣单元中的端口④，

第二外衣单元的端口②连接到第一外衣单元中的端口⑤，

第二外衣单元的端口③连接到输入电源负极；

第三外衣单元的端口①连接到第二外衣单元中的端口④，

第三外衣单元的端口②连接到第二外衣单元中的端口⑤，

第三外衣单元的端口③连接到输入电源负极；

......依次类推；

第n外衣单元的端口①连接到第n-1外衣单元中的端口④，

第n外衣单元的端口②连接到第n-1外衣单元中的端口⑤，

第n外衣单元的端口③连接到输入电源负极。

所述功率开关管S1栅极连接PWM控制器。

电容Cn2两端分别连接负载RL两端。

所述功率开关管S1栅极连接PWM控制器

实施例：

如图2所示，以包含一个外衣单元为例：

一种零电压关断零电流开通的高增益Sepic变换器，包含一个传统的Sepic变换器、两个外衣单元和一个辅助电路。其中，传统的Sepic变换器包含两个电感L1、L2、一个功率开关管S1、一个二极管D1和两个电容C1、C2。第一个外衣单元包含一个电感L11、两个电容C11、C12和一个二极管D11。辅助电路部分包含一个零电流辅助电感Lr、一个辅助电感Ls、一个零电压辅助电容Cr、以及三个二极管D2、D3、D4。其电路连接关系为：

传统的Sepic变换器中电感L1一端连接输入电源正极，电感L1另一端分别连接功率开关管S1漏极、电容C1一端和辅助单元中Cr另一端，功率开关管S1源极连接输入电源负极，电容C1另一端连接二极管D4阳极、零电压电感Lr一端，电感Lr另一端分别连接电感L2一端、二极管D1阳极、外衣单元C11左端，二极管D1阴极分别连接电容C2上端、二极管D4阴极、电感L11下端，电感L2另一端连接功率开关管S1源极、输入电源负极；

辅助单元中：零电流电感Lr一端连接Sepic变换器中的电容C1另一端、二极管D4阳极；零电流电感Lr另一端分别连接n＝1时的外衣单元中的电容C11的一端、Sepic变换器中的电感L2一端、二极管D1阳极；二极管D2阴极分别连接输入电源阳极、电感L1一端；二极管D2阳极分别连接零电压电容Cr一端、二极管D3阴极；二极管D3阳极连接辅助电感Ls一端；二极管D4阴极连接Sepic变换器中电容C2一端；

外衣单元中：电容C11一端连接端口①，电容C11另一端分别连接电感L11一端、二极管D11阳极，电感L11另一端连接端口②，二极管D11阴极连接电容C12一端，电容C12另一端连接端口③；二极管D11阳极为端口④，二极管D11阴极为端口⑤；

端口①连接到Sepic变换器中二极管D1阳极，端口②连接到Sepic变换器中二极管D1的阴极，端口③连接到输入电源负极；

根据功率开关管S1以及二极管导通情况的不同，可以将电路的工作过程分为7个工作模态，具体情况如下：

模态一：

该模式开始时，由于零电流电感Lr、电感L1上的电流大小与方向不能够突变，在ZCS条件下主开关S1导通。在这种模式下，二极管D1、D3、D11导通，电感L1、L11和Ls放电，电容C1、C2、C12充电，电容C11放电。二极管D3导通，辅助电感Ls和零电压电容Cr之间开始谐振。因此，Cr电压呈正弦曲线下降，Ls电流呈正弦曲线上升。在该工作过程中主电感L1、Lr线性减小，辅助电感Ls电流呈正弦增张，当零电流电感Lr线性减小到iL1-iC1时，该模态结束。

模态二：

在该模态下，二极管D1、D11截止，主电路中电感L1开始充电，电流线性增加。电容C1、C2、C12开始放电并分别对电感L11、Lr和电容C11充电。辅助电感Ls和零电压电容Cr之间继续谐振，当辅助电路中零电压电容Cr两端的电压达到负的输入电压-Vin时,二极管D2开始在ZVS条件下导通，Cr电压被钳位在这个水平，该模态结束。

模态三：

当二极管D2开始在ZVS条件下导通时，模态三开始，由于在与零电压电容Cr谐振过程中，电感Ls上流过电流会有能量储存。当Cr上电压达到负的输入电压-Vin时，电感Ls会通过二极管D3续流将能量反馈到输入电源。主电路中元器件的工作状态和上一模态相同。当电感Ls电流降为零，二极管D2截止时，该模态结束。

模态四：

在该模态下，辅助电路停止动作，电路进入正常工作模态。主电路中元器件的工作状态和上一模态相同，负载由C22继续供电。在功率开关管S1关断时，该模态结束。

模态五：

在模态五时，由于零电压Cr的存在，功率开关管S1在ZVS下被关断。在这种模式下，主电路中元器件的工作状态和上一模态相同，负载由C22继续供电。电感L1电流线性放电Cr，当Vcr达到零时,电感L1电流线性充电Cr。当Vcr达到Vc1-Vin时，二极管D4开始在ZVS条件下导通，Cr电压被钳位在这个水平，该模态结束。

模态六：

当二极管D4导通时，模态六开始，二极管D4开始在ZVS条件下导通，电感L1、L11电流线性下降，为电容C1、C11、C22和负载充电，C2充电，Lr电流降低到零时，该模态结束。

模态七：

当Lr电流降低到零时，模态七开始，在该模态下，二极管D1导通，辅助电路结束工作，电路回到正常模态电感L1、L11电流线性下降，为电容C1、C2、C12和负载充电，C11放电。

仿真参数：

开关频率f为50k，输入电源U_in为48V，输出电压U_o为400V，功率开关管S1的占空比为0.735，额定功率Po为300W。

图12为功率开关管S1的驱动控制信号、输入电源Uin、输出电压Uo的仿真波形图。可以看到，上述电路实现了设计所需要的高增益要求。

图13(1)、图13(2)为功率开关管S1的驱动、开关管上的电流Is、功率开关管S1上的电压Us仿真波形图。从仿真波形中可以看出，辅助电路实现了功率开关管零电流导通和零电压关断的功能。

本发明实现了功率开关管的零电压关断和零电流导通，消除了功率开关管S1上的开关损耗，从而可以提高功率开关管S1的开关频率。