功率變換器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種功率變換器及其控制方法。功率變換器包含全橋變換器電路及調(diào)節(jié)電路。全橋變換器電路包含全橋電路，其中全橋電路具有第一輸入端及第二輸入端，并具有第一輸出端及第二輸出端。調(diào)節(jié)電路橋接于全橋電路的第一輸入端及第二輸入端，并連接于全橋電路的第一輸出端，其中調(diào)節(jié)電路用以透過與全橋變換器電路相互操作而操作性地調(diào)節(jié)橫跨于全橋電路的第一輸出端及第二輸出端間的輸出電壓，使得橫跨于全橋電路的第一輸出端及第二輸出端間的輸出電壓具有多個(gè)電壓準(zhǔn)位。
【專利說明】功率變換器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本
【發(fā)明內(nèi)容】
是有關(guān)于一種功率變換器，且特別是有關(guān)于一種功率變換器的電壓調(diào)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于目前能源需求顯著地增加，諸如風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、太陽能電池(即伏打電池PV)…等可再生能源(renewable energy)的產(chǎn)生,就變得愈來愈受到注意。在此類應(yīng)用中，通常需要具有高效率、高功率密度、高可靠度及低成本的功率變換，特別是對(duì)于大范圍的能源應(yīng)用。
[0003]一般而言，前述功率變換應(yīng)用會(huì)使用具有高效率的功率變換器(powerconverter),且功率變換器通常于特定情形下以高開關(guān)頻率進(jìn)行操作。此外,功率變換器中的開關(guān)元件會(huì)進(jìn)行軟式開關(guān)(soft switching),因此功率變換器的高可靠度亦可達(dá)成。諧振變換器(例如:電感-電感-電容(LLC)變換器)即是廣泛應(yīng)用的功率變換器其
中一者。
[0004]然而，對(duì)LLC變換器來說，在功率變換器操作于頻率調(diào)變的情形下，當(dāng)需要對(duì)輸入功率變換器的大范圍輸入電壓進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)時(shí)，即需要大范圍的開關(guān)頻率，而其會(huì)導(dǎo)致功率變換器中存在復(fù)雜及困難的電路設(shè)計(jì)，且大范圍的開關(guān)頻率亦難以保證有高變換效率。換言之，若是開關(guān)頻率的范圍沒有進(jìn)一步擴(kuò)展的話，則對(duì)輸入功率變換器的大范圍輸入電壓進(jìn)行的電壓調(diào)節(jié)便無法達(dá)成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本
【發(fā)明內(nèi)容】
是關(guān)于一種功率`變換器及其控制方法，借此改善大范圍的輸入電壓輸入功率變換器后所進(jìn)行的電壓調(diào)節(jié)。
[0006]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一方面是關(guān)于一種功率變換器，其包含一橋式電路、一開關(guān)模塊、一隔離級(jí)以及一輸出級(jí)。橋式電路具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端。橋式電路還包含一第一橋臂、一第二橋臂以及一第三橋臂。第一橋臂包含兩電容器單元，其中兩電容器單元串聯(lián)于橋式電路的第一輸入端及第二輸入端間的中間點(diǎn)。第二橋臂包含一第一開關(guān)元件及一第二開關(guān)元件，其中第一開關(guān)元件及第二開關(guān)元件串聯(lián)于橋式電路的第一輸出端。第三橋臂包含一第三開關(guān)元件及一第四開關(guān)元件，其中第三開關(guān)元件及第四開關(guān)元件串聯(lián)于橋式電路的第二輸出端。
[0007]其次，開關(guān)模塊連接于橋式電路的中間點(diǎn)和第一輸出端之間。隔離級(jí)具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端，其中隔離級(jí)的第一輸入端連接于橋式電路的第一輸出端，隔離級(jí)的第二輸入端連接于橋式電路的第二輸出端。輸出級(jí)具有一第一輸入端及一第二輸入端，其中輸出級(jí)的第一輸入端連接于隔離級(jí)的第一輸出端，輸出級(jí)的第二輸入端連接于隔離級(jí)的第二輸出端。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，開關(guān)模塊還包含一第五開關(guān)元件及一第六開關(guān)元件，第五開關(guān)元件及第六開關(guān)元件逆串聯(lián)于橋式電路的中間點(diǎn)和第一輸出端之間。
[0009]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，功率變換器還包含一控制電路，其用以控制第一至第六開關(guān)元件，其中第一開關(guān)元件與第六開關(guān)元件互補(bǔ)地開啟，第二開關(guān)元件與第五開關(guān)元件互補(bǔ)地開啟，第三開關(guān)元件與第四開關(guān)元件互補(bǔ)地開啟。
[0010]在本發(fā)明又一實(shí)施例中，第一開關(guān)元件的工作周期小于第六開關(guān)元件的工作周期，第二開關(guān)元件的工作周期小于第五開關(guān)元件的工作周期，第三開關(guān)元件的工作周期等于第四開關(guān)元件的工作周期。
[0011]在本發(fā)明次一實(shí)施例中，橋式電路用以產(chǎn)生一多準(zhǔn)位電壓橫跨于橋式電路的第一輸出端及第二輸出端，此多準(zhǔn)位電壓具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
[0012]在本發(fā)明再一實(shí)施例中，橋式電路具有一增益，此增益相關(guān)于一第一增益及一第二增益，其中第一增益是于橋式電路作為一半橋電路操作時(shí)所取得，第二增益是于橋式電路作為一全橋電路操作時(shí)所取得。
[0013]在本發(fā)明又另一實(shí)施例中，功率變換器還包含一諧振槽，諧振槽包含一電容器單元以及一電感單元，其中電容器單元以及電感單元串聯(lián)于橋式電路的第一輸出端和隔離級(jí)中間。
[0014]在本發(fā)明再另一實(shí)施例中，功率變換器還包含一諧振槽，諧振槽包含一電容器單元、一第一電感單元以及一第二電感單元，其中電容器單元、第一電感單元以及第二電感單元串聯(lián)于橋式電路的第一輸出端和第二輸出端中間。
[0015]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的另一方面是關(guān)于一種功率變換器的控制方法，功率變換器包含一橋式電路、一開關(guān)模塊、一隔離級(jí)以及一輸出級(jí)，其中橋式電路具有一第一及一第二輸入端并具有一第一及一第二輸出端，隔離級(jí)連接于橋式電路，輸出級(jí)連接于隔離級(jí)，其中橋式電路還包含兩電容器單元、一第一及一第二開關(guān)元件以及一第三及一第四開關(guān)元件，兩電容器單元串聯(lián)于橋式電路中第一及第二輸入端間的中間點(diǎn)，第一及第二開關(guān)元件串聯(lián)于橋式電路的第一輸出端，第三及第四開關(guān)元件串聯(lián)于橋式電路的第二輸出端，其中開關(guān)模塊還包含一第五及一第六開關(guān)元件，第五及第六開關(guān)元件逆串聯(lián)于橋式電路的中間點(diǎn)和第一輸出端之間。此控制方法包含:通過互補(bǔ)的第一及第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟第一及第六開關(guān)元件；通過互補(bǔ)的第二及第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟第二及第五開關(guān)元件；以及通過互補(bǔ)的第三及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟第三及第四開關(guān)元件。
[0016]在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件仍開啟時(shí)，第一及第四開關(guān)元件同時(shí)開啟，當(dāng)?shù)谒募八龅谖彘_關(guān)元件仍開啟時(shí)，第一開關(guān)元件關(guān)閉，當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件仍開啟時(shí)，第二及第三開關(guān)元件同時(shí)開啟，當(dāng)?shù)谌八龅诹_關(guān)元件仍開啟時(shí)，第二開關(guān)元件關(guān)閉。
[0017]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，第一及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)啟用且第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)接著先行解除，第二及第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)啟用且第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)接著先行解除。
[0018]在本發(fā)明又一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)信號(hào)啟用時(shí)，橫跨于橋式電路的第一及第二輸出端間的輸出電壓調(diào)節(jié)至一第一電壓準(zhǔn)位，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)信號(hào)解除時(shí)，輸出電壓調(diào)節(jié)至一第二電壓準(zhǔn)位，當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)信號(hào)啟用時(shí)，輸出電壓調(diào)節(jié)至一第三電壓準(zhǔn)位，當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)信號(hào)解除時(shí)，輸出電壓調(diào)節(jié)至一第四電壓準(zhǔn)位，其中第一至第四電壓準(zhǔn)位彼此相異。
[0019]在本發(fā)明次一實(shí)施例中，第一及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)以180度相位移交替地啟用，第三及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)以180度相位移交替地啟用，第五及第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)以180度相位移交替地啟用。
[0020]在本發(fā)明再另一實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期等于第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期。
[0021]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的次一方面是關(guān)于一種功率變換器，其包含一全橋變換器電路以及一調(diào)節(jié)電路。全橋變換器電路包含一全橋電路，其中全橋電路具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端。調(diào)節(jié)電路橋接于全橋電路的第一輸入端及第二輸入端，并連接于全橋電路的第一輸出端，其中調(diào)節(jié)電路用以透過與全橋變換器電路相互操作而操作性地調(diào)節(jié)橫跨于全橋電路的第一輸出端及第二輸出端間的輸出電壓，使得橫跨于全橋電路的第一輸出端及第二輸出端間的輸出電壓具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
[0022]在本發(fā)明一實(shí)施例中，全橋電路還包含一第一開關(guān)元件、一第二開關(guān)元件一第三開關(guān)元件及一第四開關(guān)元件。第一開關(guān)元件及一第二開關(guān)元件串聯(lián)于全橋電路的第一輸出端，并以180度相位移交替地開啟。第三開關(guān)元件及第四開關(guān)元件串聯(lián)于全橋電路的第二輸出端，并以180度相位移交替地開啟。
[0023]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，調(diào)節(jié)電路還包含兩電容器單元、一第五開關(guān)元件以及一第六開關(guān)元件。兩電容器單元串聯(lián)于全橋電路的第一輸入端及第二輸入端間的中間點(diǎn)。第五開關(guān)元件及第六開關(guān)元件逆串聯(lián)于全橋電路的中間點(diǎn)和第一輸出端之間，并以180度相位移交替地開啟。
[0024]在本發(fā)明又一實(shí)施例中，第一開關(guān)元件及第六開關(guān)元件通過互補(bǔ)的第一及第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟，第二開關(guān)元件及第五開關(guān)元件通過互補(bǔ)的第二及第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟，第三開關(guān)元件及第四開關(guān)元件通過互補(bǔ)的第三及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟。
[0025]在本發(fā)明次一實(shí)施例中，第一及第四開關(guān)元件分別通過第一及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)開啟且第一開關(guān)元件接著先行關(guān)閉，第二及第三開關(guān)元件分別通過第二及第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)開啟且第二開關(guān)元件接著先行關(guān)閉。
[0026]在本發(fā)明再另一實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期等于第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，應(yīng)用前述實(shí)施例不僅可使輸入電壓的范圍于允許操作范圍內(nèi)的效率最佳化點(diǎn)(efficiency optimized point)擴(kuò)展而變得較廣,而不需擴(kuò)大前述開關(guān)元件的開關(guān)頻率范圍，使得輸出電壓的范圍可于允許操作范圍內(nèi)的效率最佳化點(diǎn)擴(kuò)展而變得較廣。此外，具有高效率的功率變換器于較廣范圍的輸入電壓下亦可實(shí)現(xiàn)。
[0028]本
【發(fā)明內(nèi)容】
旨在提供本發(fā)明的簡化摘要，以使閱讀者對(duì)本發(fā)明具備基本的理解。此
【發(fā)明內(nèi)容】
并非本發(fā)明的完整概述，且其用意并非在指出本發(fā)明實(shí)施例的重要(或關(guān)鍵)元件或界定本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖；
[0030]圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖；
[0031]圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖；[0032]圖4是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖；
[0033]圖5是依照本發(fā)明的第五實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖；
[0034]圖6是依照本發(fā)明的第六實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖；
[0035]圖7是依照本發(fā)明的實(shí)施例繪示一種與圖6所示功率變換器相關(guān)的控制和調(diào)節(jié)的波形示意圖；
[0036]圖8A~圖8G是依照本發(fā)明的實(shí)施例繪示一種如圖6所示功率變換器的操作示意圖；
[0037]圖9是依照本發(fā)明的第七實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。 [0038]【主要元件符號(hào)說明】
[0039]100、200、300、400、500、600、900:功率變換器
[0040]110、210、310、410、510、610:橋式電路
[0041]112、114、116:橋臂
[0042]120、220、620:開關(guān)模塊
[0043]130、230、330、430、530、630、930:隔離級(jí)
[0044]140,240,340,940:輸出級(jí)
[0045]250:控制電路
[0046]460、560、660、960:諧振槽
[0047]640:整流器
[0048]650,950:濾波器
[0049]902:調(diào)節(jié)電路
[0050]905:全橋變換器電路
[0051]910:全橋電路
【具體實(shí)施方式】
[0052]下文是舉實(shí)施例配合所附附圖作詳細(xì)說明，但所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)運(yùn)作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，附圖僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。為使便于理解，下述說明中相同元件將以相同的符號(hào)標(biāo)示來說明。
[0053]在全篇說明書與權(quán)利要求書所使用的用詞(terms)，除有特別注明外，通常具有每個(gè)用詞使用在此領(lǐng)域中、在此揭露的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的平常意義。某些用以描述本揭露的用詞將于下或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本揭露的描述上額外的引導(dǎo)。
[0054]關(guān)于本文中所使用的“約”、“大約”或“大致” 一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍于百分之二十以內(nèi)，較好地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地則是于百分之五以內(nèi)。文中若無明確說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，例如可如“約”、“大約”或“大致”所表示的誤差或范圍，或其他近似值。
[0055]關(guān)于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發(fā)明，其僅僅是為了區(qū)別以相同技術(shù)用語描述的元件或操作而已。
[0056]其次，在本文中所使用的用詞“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。
[0057]另外，關(guān)于本文中所使用的“耦接”或“連接”，均可指二或多個(gè)元件相互直接作實(shí)體或電性接觸，或是相互間接作實(shí)體或電性接觸，亦可指二或多個(gè)元件相互操作或動(dòng)作。
[0058]圖1是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖1所示，功率變換器100包含一橋式電路(如:全橋逆變器(full-bridge inverter) )110、一開關(guān)模塊120、一隔離級(jí)130以及一輸出級(jí)140。橋式電路110具有一第一輸入端X及一第二輸入端Y，并具有一第一輸出端A及一第二輸出端B,其中輸入端X及Y用以接收一輸入電壓Vin,輸出端A及B用以于其間產(chǎn)生一輸出電壓VAB。橋式電路110還包含橋臂112、114和116。橋臂112包含兩電容器單元Cl、C2，且兩電容器單元Cl、C2串聯(lián)于橋式電路110的第一輸入端X及第二輸入端Y間的中間點(diǎn)M。橋臂114包含開關(guān)元件Q1、Q2，且開關(guān)元件Q1、Q2串聯(lián)于橋式電路110的第一輸出端A。橋臂116包含開關(guān)元件Q3、Q4，且開關(guān)元件Q3、Q4串聯(lián)于橋式電路110的第二輸出端B。
[0059]開關(guān)模塊120連接于橋式電路110的中間點(diǎn)和第一輸出端A之間。隔離級(jí)130具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端，其中隔離級(jí)130的第一輸入端連接于橋式電路110的第一輸出端A,隔離級(jí)130的第二輸入端連接于橋式電路110的第二輸出端B。輸出級(jí)140具有一第一輸入端及一第二輸入端,其中輸出級(jí)140的第一輸入端連接于隔離級(jí)130的第一輸出端,輸出級(jí)140的第二輸入端連接于隔離級(jí)130的第二輸出端。
[0060]在一實(shí)施例中，隔離級(jí)130可還包含變壓器，變壓器具有一次繞組(primarywinding)以及二次繞組(secondary winding),且一次繞組連接橋式電路110的第一輸出端A和第二輸出端B，二次繞組連接輸出級(jí)140的兩輸入端，其中變壓器可對(duì)于橋式電路110的輸出電壓提供匹配和隔離的作用。在另一實(shí)施例中，輸出級(jí)140可還包含整流電路(如:全橋整流器)，整流電路連接隔離級(jí)130的兩輸出端，其中整流電路可用以將諧振電流變換為單向電流。
[0061]操作上，開關(guān)模塊120與橋式電路110相互操作(亦于特定情形下與隔離級(jí)130相互操作)，使得橫跨于橋式電路110的第一輸出端A及第二輸出端B間的輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有多個(gè)電壓準(zhǔn)位。在一實(shí)施例中，隔離級(jí)130用以于橋式電路110的第一輸出端A及第二輸出端B間產(chǎn)生輸出電壓(或多準(zhǔn)位電壓)Vab，且輸出電壓Vab具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。如此一來,輸入電壓Vin的范圍便可于允許操作范圍內(nèi)的效率最佳化點(diǎn)(efficiencyoptimizedpoint)擴(kuò)展而變得較廣,而不需擴(kuò)大前述開關(guān)元件的開關(guān)頻率范圍，致使輸出電壓Vo (如圖6所示)的范圍可于允許操作范圍內(nèi)的效率最佳化點(diǎn)擴(kuò)展而變得較廣。此外，具有高效率的功率變換器于較廣范圍的輸入電壓下亦可實(shí)現(xiàn)。
[0062]圖2是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖2所示，功率變換器200包含與圖1所示類似的電路，因此前述電路于此不再贅述。相較于圖1所示的實(shí)施例，功率變換器200中的開關(guān)模塊220還包含開關(guān)元件Q5、Q6，且開關(guān)元件Q5、Q6逆串聯(lián)于橋式電路210的中間點(diǎn)M和第一輸出端A之間。
[0063]此外，功率變換器200可還包含一控制電路250，其用以控制開關(guān)元件Ql?Q6，其中開關(guān)元件Ql和Q6互補(bǔ)地開啟，開關(guān)元件Q2和Q5互補(bǔ)地開啟，開關(guān)元件Q3和Q4互補(bǔ)地開啟。需說明的是，前述及下列實(shí)施例中每一者均可包含與功率變換器200中控制電路250類似或相同的控制電路。
[0064]在一實(shí)施例中，開關(guān)元件Ql的工作周期(duty cycle)(即用以驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Ql的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期)小于開關(guān)元件Q6的工作周期，開關(guān)元件Q2的工作周期小于開關(guān)元件Q5的工作周期，開關(guān)元件Q3的工作周期等于開關(guān)元件Q4的工作周期。
[0065]圖3是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖3所示，功率變換器300包含與圖2所示類似的電路，因此前述電路于此不再贅述。相較于圖2所示的實(shí)施例，隔離級(jí)330可還包含變壓器Tr，變壓器Tr具有一次繞組電路以及二次繞組電路，其中如圖3所不,一次繞組電路連接于橋式電路310的第一輸出端A和第二輸出端B之間，二次繞組電路連接于輸出級(jí)340的兩輸入端。
[0066]圖4是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖4所示，功率變換器400包含與圖1所示類似的電路，因此前述電路于此不再贅述。相較于圖1所示的實(shí)施例，功率變換器400還包含一諧振槽(resonant tank) 460,諧振槽460包含一電容器單元(如:諧振電容器Cr)以及一電感單元(如:諧振電感器Lr)，其中電容器單元與電感單元串聯(lián)于橋式電路410的第一輸出端A和隔離級(jí)430中間。
[0067]在一實(shí)施例中，隔離級(jí)430可還包含變壓器，變壓器具有一次繞組以及二次繞組，且諧振電容器Cr、諧振電感器Lr及變壓器的一次繞組串聯(lián)于橋式電路410的第一輸出端A和第二輸出端B之間。
[0068]操作上，開關(guān)模塊420與橋式電路410和諧振槽460相互操作(亦于特定情形下與隔離級(jí)430相互操作)，使得橫跨于橋式電路410的第一輸出端A及第二輸出端B間的輸出電壓VAB經(jīng)調(diào)節(jié)而具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。如此一來，輸入電壓Vin的范圍便可擴(kuò)展而變得較廣，而不需擴(kuò)大前述開關(guān)元件的開關(guān)頻率范圍。
[0069]圖5是依照本發(fā)明的第五實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖5所示，功率變換器500包含與圖1所示類似的電路，因此前述電路于此不再贅述。相較于圖1所示的實(shí)施例，功率變換器500還包含一諧振槽560,且諧振槽560包含一電容器單兀(如:諧振電容器Cr)、一第一電感單元(如:諧振電感器Lr)以及一第二電感單元(如:激磁電感器Lm)，且電容器單元、第一電感單元以及第二電感單元串聯(lián)于橋式電路510的第一輸出端A和第二輸出端B中間，其中激磁電感器Lm可例如與隔離級(jí)530中變壓器的一次繞組并聯(lián)。
[0070]實(shí)作上，諧振電感器Lr可以外部器件或隔離級(jí)530中變壓器的漏感(leakageinductance)來實(shí)現(xiàn)，且激磁電感器Lm可以外部器件或隔離級(jí)530中變壓器的激磁電感(magnetizing inductance)來實(shí)現(xiàn)。此外,前述開關(guān)元件中每一者均可以半導(dǎo)體開關(guān)并聯(lián)二極管(如:體二極管(body diode))和寄生電容的形式來實(shí)現(xiàn)。
[0071]另一方面，前述實(shí)施例中的橋式電路可具有變換器中電壓調(diào)節(jié)回路的增益G，其中增益G可經(jīng)控制或改變，并相關(guān)于一第一增益Gl及一第二增益G2(如:G=aXGl+bXG2)，其中第一增益Gl是于橋式電路作為半橋電路操作時(shí)所取得，第二增益G2是于橋式電路作為全橋電路操作時(shí)所取得。舉例來說，變換器中電壓調(diào)節(jié)回路的增益G可經(jīng)調(diào)整，使得輸出電壓的調(diào)節(jié)啟始于相對(duì)低準(zhǔn)位，并逐漸增加至最高準(zhǔn)位。
[0072]圖6是依照本發(fā)明的第六實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖6所示，功率變換器600 (如:電感-電感-電容(LLC)諧振變換器)包含全橋電路610 (包括開關(guān)元件Ql?Q4以及電容器C1、C2)、開關(guān)模塊620 (包括開關(guān)元件Q5、Q6)、隔離級(jí)630 (包括變壓器Tl)、整流器640、濾波器650 (包括輸出電容器C)、諧振槽660 (包括諧振電容器Cr、諧振電感器Lr以及激磁電感器Lm)以及負(fù)載R，其中全橋電路610用以接收直流(DC)輸入電壓Vin，整流器640包括二極管Dl?D4，濾波器650用以產(chǎn)生直流輸出電壓No’負(fù)載R用以接收輸出電壓Vo。功率變換器600的電路構(gòu)造類似前述一或多個(gè)實(shí)施例，故于此不再贅述。
[0073]圖7是依照本發(fā)明的實(shí)施例繪示一種與圖6所示功率變換器相關(guān)的控制和調(diào)節(jié)的波形示意圖。如圖6和圖7所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl?G6可例如是由圖2所示的控制電路250所產(chǎn)生，以分別供開關(guān)兀件Ql?Q6操作,且橫跨于橋式電路的第一輸出端A及第二輸出端B間的輸出電壓Vab，其可依據(jù)分別由驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl?G6控制的開關(guān)元件Ql?Q6的操作，借此進(jìn)行調(diào)節(jié)而具有多個(gè)電壓準(zhǔn)位。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G6互補(bǔ)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2和G5互補(bǔ)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3和G4互補(bǔ)。實(shí)作上，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl?G6可設(shè)定為脈沖寬度調(diào)變(PWM)信號(hào)及其他類似形式的控制或驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0074]此外，在一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl的工作周期(duty cycle)小于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G6的工作周期，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2的工作周期小于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G5的工作周期，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3的工作周期等于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4的工作周期。
[0075]其次，在另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G2可為對(duì)稱并以180度相位移(phaseshift)交替地啟用(亦即開關(guān)元件Ql和Q2設(shè)定為以180度相位移交替地開啟)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3和G4可為對(duì)稱并以180度相位移交替地啟用(亦即開關(guān)元件Q3和Q4設(shè)定為以180度相位移交替地開啟)，且驅(qū)動(dòng)信號(hào)G5和G6可為對(duì)稱并以180度相位移交替地啟用(亦即開關(guān)元件Q5和Q6設(shè)定為以180度相位移交替地開啟)。
[0076]再者，于另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl及驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4同時(shí)啟用且驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl接著先行解除，而驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2及驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3同時(shí)啟用且驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2接著先行解除。換言之，開關(guān)元件Ql和Q4分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl及G4同時(shí)開啟，且開關(guān)元件Ql接著先行關(guān)閉，而開關(guān)元件Q2和Q3分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2及G3同時(shí)開啟，且開關(guān)元件Q3接著先行關(guān)閉。
[0077]圖8A?圖8G是依照本發(fā)明的實(shí)施例繪示一種如圖6所示功率變換器的操作示意圖，其中圖8A?圖SG中所示的虛線代表電流路徑。功率變換器600的操作可于下述以圖8A?圖8G配合圖7所示的波形作例示性的敘述。
[0078]首先，如圖7和圖8A所示，于時(shí)間t0，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G4啟用，使得開關(guān)元件Ql和Q4分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G4進(jìn)行開啟，而開關(guān)元件Q5可于開關(guān)元件Ql和Q4開啟前便已經(jīng)開啟。其次，流向開關(guān)元件Q6的電流由開關(guān)元件Q6的體二極管(body diode)所阻斷。于時(shí)段t0?tl，功率變換器作為全橋LLC變換器進(jìn)行操作，且橫跨于橋式電路的輸出端A及B間的輸出電壓VAB經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位VI。輸入功率經(jīng)由橋式電路、諧振電容器Cr、諧振電感器Lr、變壓器Tl以及包括二極管Dl?D4的整流器640變換為輸出功率。
[0079]如圖7和圖8B (于時(shí)段tl?t2之間操作的在前狀態(tài))所示，于時(shí)間tl，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl解除，使得開關(guān)元件Ql關(guān)閉。此外，于時(shí)段tl?t2，橫跨于橋式電路的輸出端A及B間的輸出電壓VAB經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位V2，且電壓準(zhǔn)位V2不同于電壓準(zhǔn)位VI。
[0080]在開關(guān)元件Ql關(guān)閉后，流經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)電流iLr開始對(duì)開關(guān)元件Ql的寄生電容進(jìn)行充電，并對(duì)開關(guān)元件Q6的寄生電容進(jìn)行放電。于充電和放電操作完成后，開關(guān)元件Ql不導(dǎo)通，且橫跨于開關(guān)元件Q6的寄生電容的電壓變成零，使得電流接著流經(jīng)開關(guān)元件Q6的體二極管。因此,對(duì)于開關(guān)元件Q6的零電壓開關(guān)(Zero Voltage Switching, ZVS)條件便可借此設(shè)定完成。
[0081]接著，如圖SC (于時(shí)段tl?t2之間操作的在后狀態(tài))所示，流經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)電流iLr開始流經(jīng)電容Cl、開關(guān)元件Q5、開關(guān)元件Q6的體二極管、諧振電容器Cr、諧振電感器Lr以及變壓器Tl的一次側(cè)繞組，且功率會(huì)經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)轉(zhuǎn)移至變壓器Tl的二次側(cè)。
[0082]如圖7和圖8D所示，于時(shí)間t2，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G6啟用，使得開關(guān)元件Q6開啟。其次，由于開關(guān)元件Q6的體二極管于時(shí)段tl?t2已經(jīng)導(dǎo)通，因此當(dāng)開關(guān)元件Q6開啟時(shí)，橫跨于開關(guān)元件Q6的電壓為零。換言之，開關(guān)元件Q6可進(jìn)行零電壓開關(guān)(ZVS)操作而開啟。
[0083]于時(shí)段t2?t3間，開關(guān)元件Q4、Q5和Q6分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4、G5和G6進(jìn)行開啟，故功率變換器可作為半橋LLC變換器進(jìn)行操作。此外，于時(shí)段t2?t3間，橫跨于橋式電路的輸出端A及B間的輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而亦具有電壓準(zhǔn)位V2。再者，流經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)電流iLr開始流經(jīng)電容器Cl、開關(guān)元件Q5、開關(guān)元件Q6、諧振電容器Cr、諧振電感器Lr以及變壓器Tl的一次側(cè)繞組，且功率會(huì)經(jīng)變壓器Tl的一次側(cè)轉(zhuǎn)移至變壓器Tl的二次側(cè)。
[0084]如圖1和圖SE (于時(shí)段t3?t4之間操作的在前狀態(tài))所示，于時(shí)間t3，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4和G5解除，使得開關(guān)元件Q4和Q5關(guān)閉。于時(shí)段t3?t4，橫跨于橋式電路的輸出端A及B間的輸出電壓VAB經(jīng)調(diào)節(jié)而亦具有電壓準(zhǔn)位V2。
[0085]在開關(guān)元件Q4和Q5關(guān)閉后，儲(chǔ)存于電感器Lr和Lm的電能開始開始對(duì)開關(guān)元件Q4和Q5的寄生電容進(jìn)行充電，并對(duì)開關(guān)元件Q2和Q3的寄生電容進(jìn)行放電。于充電和放電操作完成后，開關(guān)元件Q4和Q5不導(dǎo)通，且橫跨于開關(guān)元件Q2和Q3的寄生電容的電壓分別為零，使得電流接著流經(jīng)開關(guān)元件Q2和Q3的體二極管。
[0086]接著，如圖8F (于時(shí)段t3?t4之間操作的在后狀態(tài))所示，一次側(cè)電流iLr流經(jīng)開關(guān)元件Q2的體二極管、諧振電容器Cr、諧振電感器Lr以及開關(guān)元件Q3的體二極管，故對(duì)于開關(guān)元件Q2和Q3的零電壓開關(guān)(ZVS)條件便可借此設(shè)定完成。
[0087]如圖7和圖SG所示，于時(shí)間t4，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2和G3啟用，使得開關(guān)元件Q2和Q3開啟。其次，由于開關(guān)元件Q2和Q3的體二極管于時(shí)段t3?t4已經(jīng)導(dǎo)通，因此當(dāng)開關(guān)元件Q2和Q3開啟時(shí)，橫跨于開關(guān)元件Q2和Q3的電壓為零。換言之，開關(guān)元件Q2和Q3可進(jìn)行零電壓開關(guān)(ZVS)操作而開啟。
[0088]類似于時(shí)段t0?tl間的操作，開關(guān)元件Q2和Q3分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2和G3進(jìn)行開啟，故功率變換器可作為全橋LLC變換器進(jìn)行操作。此外，于時(shí)段t4?t5間，橫跨于橋式電路的輸出端A及B間的輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位V3，且電壓準(zhǔn)位V3不同于電壓準(zhǔn)位Vl和V2。相似地,于時(shí)段t5?t6間,橫跨于橋式電路的輸出端A及B間的輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位V4，且電壓準(zhǔn)位V4不同于電壓準(zhǔn)位V1、V2和V3，其中電壓準(zhǔn)位V1、V2、V3和V4彼此相異。需說明的是，于時(shí)段t4?t6間的操作類似于前述于圖8A?圖SG中的操作，并由本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員所知，故于此不再贅述。
[0089]本發(fā)明的另一實(shí)施方式是有關(guān)于一種功率變換器，其包含一全橋變換器電路以及一調(diào)節(jié)電路，其中全橋變換器電路包含一全橋電路。其次，調(diào)節(jié)電路用以透過與全橋變換器電路相互操作而操作性地調(diào)節(jié)橫跨于全橋電路的輸出端間的輸出電壓，使得橫跨于全橋電路的輸出端間的輸出電壓具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
[0090]圖9是依照本發(fā)明的第七實(shí)施例繪示一種功率變換器的示意圖。如圖9所示，功率變換器900包含調(diào)節(jié)電路902以及全橋變換器電路905。全橋變換器電路905包含全橋電路910，其中全橋電路910具有輸入端X及Y以及輸出端A及B。調(diào)節(jié)電路902橋接于全橋電路910的輸入端X及Y，并連接全橋電路910輸出端A。調(diào)節(jié)電路用以透過與全橋變換器電路905相互操作而操作性地調(diào)節(jié)橫跨于全橋電路910的輸出端A及B間的輸出電壓VAB，使得橫跨于全橋電路910的輸出端A及B間的輸出電壓Vab具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
[0091]在一實(shí)施例中，全橋電路910還包含開關(guān)元件Ql?Q4，其中開關(guān)元件Ql和Q2串聯(lián)于全橋電路910的輸出端A，并以180度相位移交替地開啟，而開關(guān)元件Q3和Q4則串聯(lián)于全橋電路910的輸出端B，并以180度相位移交替地開啟。
[0092]在另一實(shí)施例中，調(diào)節(jié)電路902可還包含兩電容器單元(如:電容器Cl和C2)以及兩開關(guān)元件Q5和Q6。電容器Cl和C2串聯(lián)于全橋電路910的輸入端X及Y間的中間點(diǎn)M，而開關(guān)元件Q5和Q6則逆串聯(lián)于全橋電路910的中間點(diǎn)M和全橋電路910的輸出端A之間，并以180度相位移交替地開啟。
[0093]如前述實(shí)施例所述，功率變換器900的電路結(jié)構(gòu)和操作可類似地設(shè)定如圖6所示的功率變換器600。
[0094]在次一實(shí)施例中，開關(guān)元件Ql和Q6通過互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G6 (如圖7所示)分別開啟，開關(guān)元件Q2和Q5通過互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2和G5 (如圖7所示)分別開啟，而開關(guān)元件Q3和Q4通過互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3和G4 (如圖7所示)分別開啟。
[0095]在又一實(shí)施例中，開關(guān)元件Ql和Q4分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G4 (如圖7所示)同時(shí)開啟，且開關(guān)元件Ql接著先行關(guān)閉，而開關(guān)元件Q2和Q3則分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2和G3(如圖7所示)同時(shí)開啟，且開關(guān)元件Q2接著先行關(guān)閉。
[0096]在另一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl的工作周期小于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G6的工作周期，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2的工作周期小于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G5的工作周期，而驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3的工作周期等于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4的工作周期。
[0097]本發(fā)明的另一實(shí)施方式是有關(guān)于一種功率變換器的控制方法，其中功率變換器可配置如前述圖1至圖6所示實(shí)施例中一者，但不以此為限，故于此不再贅述。功率變換器的控制方法包含下述步驟，且下述步驟可配合例如圖6所示的實(shí)施例以及圖7所示關(guān)于控制和調(diào)節(jié)的波形一并敘述如下。
[0098]在本實(shí)施例中，開關(guān)元件Ql和Q6通過互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G6分別開啟，開關(guān)元件Q2和Q5通過互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2和G5分別開啟，而開關(guān)元件Q3和Q4通過互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3和G4分別開啟，使得橫跨于全橋電路610的輸出端A及B間的輸出電壓Vab,可依據(jù)開關(guān)元件Ql?Q6的操作經(jīng)調(diào)節(jié)而具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
[0099]具體而言，當(dāng)開關(guān)元件Ql、Q4和Q5分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl、G4和G5開啟時(shí)，橫跨于全橋電路610的輸出端A及B間的輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位Vl ;當(dāng)開關(guān)元件Q4和Q5仍分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4和G5開啟且開關(guān)兀件Ql由驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl關(guān)閉時(shí),輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位V2 ;當(dāng)開關(guān)元件Q2、Q3和Q6分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2、G3和G6開啟時(shí)，輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位V3 ;而當(dāng)開關(guān)元件Q3和Q6仍分別通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3和G6開啟且開關(guān)元件Q2由驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2關(guān)閉時(shí)，輸出電壓Vab經(jīng)調(diào)節(jié)而具有電壓準(zhǔn)位V4，其中電壓準(zhǔn)位Vl?V4彼此相異。
[0100]在一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl及驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4同時(shí)啟用且驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl接著先行解除，而驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2及驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3同時(shí)啟用且驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2接著先行解除。
[0101 ] 在另一實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl啟用時(shí)，橫跨于全橋電路610的輸出端A及B間的輸出電壓Vab調(diào)節(jié)至電壓準(zhǔn)位Vl ;當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl解除時(shí)，輸出電壓Vab調(diào)節(jié)至電壓準(zhǔn)位V2 ；當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2啟用時(shí)，輸出電壓Vab調(diào)節(jié)至電壓準(zhǔn)位V3 ;而當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2解除時(shí)，輸出電壓Vab調(diào)節(jié)至電壓準(zhǔn)位V4，其中電壓準(zhǔn)位Vl?V4彼此相異。
[0102]在次一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl和G2可以180度相位移交替地啟用，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3和G4可以180度相位移交替地啟用，且驅(qū)動(dòng)信號(hào)G5和G6可以180度相位移交替地啟用。
[0103]在又一實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gl的工作周期小于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G6的工作周期，驅(qū)動(dòng)信號(hào)G2的工作周期小于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G5的工作周期，而驅(qū)動(dòng)信號(hào)G3的工作周期等于驅(qū)動(dòng)信號(hào)G4的工作周期。
[0104]需說明的是，在前述實(shí)施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實(shí)際需要調(diào)整其前后順序，甚至可同時(shí)或部分同時(shí)執(zhí)行，前述僅為一實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明。
[0105]雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域具通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種功率變換器，其特征在于，包含: 一橋式電路，具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端，其中所述橋式電路還包含: 一第一橋臂，包含兩電容器單元，其中所述兩電容器單元串聯(lián)于所述橋式電路的所述第一輸入端及所述第二輸入端間的中間點(diǎn)； 一第二橋臂，包含一第一開關(guān)元件及一第二開關(guān)元件，其中所述第一開關(guān)元件及所述第二開關(guān)元件串聯(lián)于所述橋式電路的所述第一輸出端；以及 一第三橋臂，包含一第三開關(guān)元件及一第四開關(guān)元件，其中所述第三開關(guān)元件及所述第四開關(guān)元件串聯(lián)于所述橋式電路的所述第二輸出端； 一開關(guān)模塊，連接于所述橋式電路的所述中間點(diǎn)和所述第一輸出端之間； 一隔離級(jí)，具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端，其中所述隔離級(jí)的所述第一輸入端連接于所述橋式電路的所述第一輸出端，所述隔離級(jí)的所述第二輸入端連接于所述橋式電路的所述第二輸出端；以及 一輸出級(jí)，具有一第一輸入端及一第二輸入端，其中所述輸出級(jí)的所述第一輸入端連接于所述隔離級(jí)的所述第一輸出端，所述輸出級(jí)的所述第二輸入端連接于所述隔離級(jí)的所述第二輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，所述開關(guān)模塊還包含一第五開關(guān)元件及一第六開關(guān)元件，所述第五開關(guān)元件及所述第六開關(guān)元件逆串聯(lián)于所述橋式電路的所述中間點(diǎn)和所述第一輸出端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所 述的功率變換器，其特征在于，還包含: 一控制電路，用以控制所述第一至所述第六開關(guān)元件，其中所述第一開關(guān)元件與所述第六開關(guān)元件互補(bǔ)地開啟，所述第二開關(guān)元件與所述第五開關(guān)元件互補(bǔ)地開啟，所述第三開關(guān)元件與所述第四開關(guān)元件互補(bǔ)地開啟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，所述第一開關(guān)元件的工作周期小于所述第六開關(guān)元件的工作周期，所述第二開關(guān)元件的工作周期小于所述第五開關(guān)元件的工作周期，所述第三開關(guān)元件的工作周期等于所述第四開關(guān)元件的工作周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，所述橋式電路用以產(chǎn)生一多準(zhǔn)位電壓橫跨于所述橋式電路的所述第一輸出端及所述第二輸出端，所述多準(zhǔn)位電壓具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，所述橋式電路具有一增益，所述增益相關(guān)于一第一增益及一第二增益，其中所述第一增益是于所述橋式電路作為一半橋電路操作時(shí)所取得，所述第二增益是于所述橋式電路作為一全橋電路操作時(shí)所取得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，還包含: 一諧振槽，包含一電容器單元以及一電感單元，其中所述電容器單元以及所述電感單元串聯(lián)于所述橋式電路的所述第一輸出端和所述隔離級(jí)中間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，還包含: 一諧振槽，包含一電容器單兀、一第一電感單兀以及一第二電感單兀，其中所述電容器單元、所述第一電感單元以及所述第二電感單元串聯(lián)于所述橋式電路的所述第一輸出端和所述第二輸出端中間。
9.一種功率變換器的控制方法,其特征在于,所述功率變換器包含一橋式電路、一開關(guān)模塊、一隔離級(jí)以及一輸出級(jí)，其中所述橋式電路具有一第一及一第二輸入端并具有一第一及一第二輸出端，所述隔離級(jí)連接于所述橋式電路，所述輸出級(jí)連接于所述隔離級(jí)，其中所述橋式電路還包含兩電容器單元、一第一及一第二開關(guān)元件以及一第三及一第四開關(guān)元件，所述兩電容器單元串聯(lián)于所述橋式電路中所述第一及所述第二輸入端間的中間點(diǎn)，所述第一及所述第二開關(guān)元件串聯(lián)于所述橋式電路的所述第一輸出端，所述第三及所述第四開關(guān)元件串聯(lián)于所述橋式電路的所述第二輸出端，其中所述開關(guān)模塊還包含一第五及一第六開關(guān)元件，所述第五及所述第六開關(guān)元件逆串聯(lián)于所述橋式電路的所述中間點(diǎn)和所述第一輸出端之間，所述控制方法包含: 通過互補(bǔ)的第一及第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟所述第一及所述第六開關(guān)元件； 通過互補(bǔ)的第二及第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟所述第二及所述第五開關(guān)元件；以及 通過互補(bǔ)的第三及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟所述第三及所述第四開關(guān)元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述第五開關(guān)元件仍開啟時(shí)，所述第一及所述第四開關(guān)元件同時(shí)開啟，當(dāng)所述第四及所述第五開關(guān)元件仍開啟時(shí)，所述第一開關(guān)元件關(guān)閉，當(dāng)所述第六開關(guān)元件仍開啟時(shí)，所述第二及所述第三開關(guān)元件同時(shí)開啟，當(dāng)所述第三及所述第六開關(guān)元件仍開啟時(shí)，所述第二開關(guān)元件關(guān)閉。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器的控制方法，其特征在于，所述第一及所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)啟用且所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)接著先行解除，所述第二及所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)啟用且所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)接著先行解除。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)啟用時(shí)，橫跨于所述橋式電路的所述第一及所述第二輸出端間的輸出電壓調(diào)節(jié)至一第一電壓準(zhǔn)位，當(dāng)所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)解除時(shí)，所述輸出電壓調(diào)節(jié)至一第二電壓準(zhǔn)位，當(dāng)所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)啟用時(shí)，所述輸出電壓調(diào)節(jié)至一第三電壓準(zhǔn)位，當(dāng)所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)解除時(shí)，所述輸出電壓調(diào)節(jié)至一第四電壓準(zhǔn)位，其中所`述第一至所述第四電壓準(zhǔn)位彼此相異。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器的控制方法，其特征在于，所述第一及所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)以180度相位移交替地啟用，所述第三及所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)以180度相位移交替地啟用，所述第五及所述第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)以180度相位移交替地啟用。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器的控制方法，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于所述第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于所述第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期等于所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期。
15.—種功率變換器,其特征在于,包含: 一全橋變換器電路，包含一全橋電路，其中所述全橋電路具有一第一輸入端及一第二輸入端，并具有一第一輸出端及一第二輸出端；以及 一調(diào)節(jié)電路，橋接于所述全橋電路的所述第一輸入端及所述第二輸入端，并連接于所述全橋電路的所述第一輸出端，其中所述調(diào)節(jié)電路用以透過與所述全橋變換器電路相互操作而操作性地調(diào)節(jié)橫跨于所述全橋電路的所述第一輸出端及所述第二輸出端間的輸出電壓，使得橫跨于所述全橋電路的所述第一輸出端及所述第二輸出端間的所述輸出電壓具有三個(gè)以上的電壓準(zhǔn)位。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率變換器，其特征在于，所述全橋電路還包含:一第一開關(guān)元件及一第二開關(guān)元件，串聯(lián)于所述全橋電路的所述第一輸出端，并以180度相位移交替地開啟；以及 一第三開關(guān)元件及一第四開關(guān)元件，串聯(lián)于所述全橋電路的所述第二輸出端，并以180度相位移交替地開啟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的功率變換器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)電路還包含: 兩電容器單元，串聯(lián)于所述全橋電路的所述第一輸入端及所述第二輸入端間的中間點(diǎn)；以及 一第五開關(guān)元件及一第六開關(guān)元件，逆串聯(lián)于所述全橋電路的所述中間點(diǎn)和所述第一輸出端之間，并以180度相位移交替地開啟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率變換器，其特征在于，所述第一開關(guān)元件及所述第六開關(guān)元件通過互補(bǔ)的第一及第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟，所述第二開關(guān)元件及所述第五開關(guān)元件通過互補(bǔ)的第二及第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟，所述第三開關(guān)元件及所述第四開關(guān)元件通過互補(bǔ)的第三及第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別開啟。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的功率變換器，其特征在于，所述第一及所述第四開關(guān)元件分別通過所述第一及所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)開啟且所述第一開關(guān)元件接著先行關(guān)閉，所述第二及所述第三開關(guān)元件分別通過所述第二及所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)開啟且所述第二開關(guān)元件接著先行關(guān)閉。
20.根據(jù)權(quán)利要求18 所述的功率變換器，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于所述第六驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期小于所述第五驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期，所述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期等于所述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作周期。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK103795251SQ201210421131
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】朱選才, 翁炳文 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司