功率變換器及其供電方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種功率變換器及其供電方法。功率變換器包含DC/DC轉(zhuǎn)換電路及第一儲(chǔ)能元件。DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括第一輸出端及第二輸出端，而第一儲(chǔ)能元件包括第一端及第二端。DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端電性連接至外部負(fù)載的一端，第一儲(chǔ)能元件的第一端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端，第一儲(chǔ)能元件的第二端電性連接至外部負(fù)載的另一端。DC/DC轉(zhuǎn)換電路用以提供可變電功率，第一儲(chǔ)能元件用以提供供電電功率，上述功率變換器通過可變電功率與供電電功率共同對外部負(fù)載供電。
【專利說明】功率變換器及其供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種變換器與相應(yīng)的供電方法，且特別是有關(guān)于一種功率變換器 及其供電方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為提供負(fù)載所需電力，一般需要將電網(wǎng)或各式電源的電力進(jìn)行變換而供負(fù)載使 用。在選擇功率變換器時(shí)，會(huì)依照負(fù)載所需功率而選擇相互匹配的功率變換器。舉例來說， 當(dāng)負(fù)載所需功率為l〇〇kW時(shí)，功率變換器就必須選擇其功率等級為100kW ;當(dāng)負(fù)載所需功率 為500kW時(shí)，功率變換器就必須相應(yīng)地調(diào)高其功率等級至500kW。如此一來，當(dāng)負(fù)載所需功 率增加時(shí)，功率變換器的尺寸會(huì)變大，而且價(jià)格成本也會(huì)急劇上升。
[0003] 由此可見，上述現(xiàn)有的方式，顯然仍存在不便與缺陷，而有待改進(jìn)。為了解決上述 問題，相關(guān)領(lǐng)域莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來仍未發(fā)展出適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 旨在提供本發(fā)明的簡化摘要，以使閱讀者對本發(fā)明具備基本的理解。此 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/關(guān)鍵元件或 界定本發(fā)明的范圍。
[0005] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一目的是在提供一種功率變換器及其供電方法，借以改善先前技術(shù) 所存在的問題。
[0006] 為達(dá)上述目的，本
【發(fā)明內(nèi)容】
的一技術(shù)方案是關(guān)于一種功率變換器，其包含DC/DC 轉(zhuǎn)換電路及第一儲(chǔ)能元件，進(jìn)一步而言，DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括第一輸出端及第二輸出端，而 第一儲(chǔ)能元件包括第一端及第二端。于結(jié)構(gòu)上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端電性連接至外 部負(fù)載的一端，第一儲(chǔ)能元件的第一端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端，第一儲(chǔ) 能元件的第二端電性連接至外部負(fù)載的另一端。于操作上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路用以提供可變 電功率，該功率變換器通過該DC/DC轉(zhuǎn)換電路與該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部負(fù)載供電， 且該可變電功率小于該外部負(fù)載所需的功率。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，前述DC/DC轉(zhuǎn)換電路包含第一輸入端及第二輸入端，第一 儲(chǔ)能元件的第一端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，第一儲(chǔ)能元件的第二端電性 連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，前述功率變換器還包括第二儲(chǔ)能元件，其包含第一端及 第二端。于結(jié)構(gòu)上，前述第一端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，而前述第二端電 性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件與第一儲(chǔ)能元件電性隔離。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件的第二端電性連接至第一儲(chǔ)能元件的 第一端。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件兩端的電壓大于第一儲(chǔ)能元件兩端的 電壓。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件為蓄電池或超級電容。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，前述第一儲(chǔ)能元件為蓄電池或超級電容。
[0014] 為達(dá)上述目的，本
【發(fā)明內(nèi)容】
的另一技術(shù)方案是關(guān)于一種功率變換器，其包含DC/DC 轉(zhuǎn)換電路、第一儲(chǔ)能元件及開關(guān)，進(jìn)一步而言，DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括第一輸出端和第二輸出 端，第一儲(chǔ)能元件包含第一端及第二端，開關(guān)包括第一連接端、第二連接端及第三連接端。 于結(jié)構(gòu)上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端電性連接至外部負(fù)載的一端，第一儲(chǔ)能元件的第一 端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端，開關(guān)的第一連接端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電 路的第二輸出端，開關(guān)的第二連接端電性連接至第一儲(chǔ)能元件的第二端，而開關(guān)的第三連 接端電性連接至外部負(fù)載的另一端。于操作上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路用以提供可變電功率，該功 率變換器通過該開關(guān)的切換操作，對該外部負(fù)載進(jìn)行分段式連續(xù)供電。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，當(dāng)開關(guān)的第三連接端與第一連接端電性連接時(shí)，該功率變 換器通過該可變電功率對該外部負(fù)載供電；當(dāng)該開關(guān)的第三連接端與第二連接端電性連接 時(shí)，該功率變換器通過該DC/DC轉(zhuǎn)換電路與該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部負(fù)載供電。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，前述功率變換器還包括控制器，其包含檢測端及控制端。 于結(jié)構(gòu)上，檢測端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端，控制端電性連接至開關(guān)，于操 作上，檢測端用以檢測該外部負(fù)載兩端的電壓，此外，當(dāng)該外部負(fù)載兩端的電壓等于或大于 一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，該控制端輸出一控制信號(hào)至該開關(guān)，使得該開關(guān)的第二連接端和第三連接 端電性連接；當(dāng)該外部負(fù)載兩端的電壓小于該預(yù)設(shè)電壓時(shí)，該控制端輸出另一控制信號(hào)至 該開關(guān)，使得該開關(guān)的第一連接端和第三連接端電性連接。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，前述第一儲(chǔ)能元件的第一端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路 的第一輸入端，第一儲(chǔ)能元件的第二端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，前述功率變換器還包括第二儲(chǔ)能元件，其包含第一端及 第二端。第一端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端，而第二端電性連接至DC/DC轉(zhuǎn) 換電路的第二輸入端。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件與第一儲(chǔ)能元件電性隔離。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件的第二端電性連接至第一儲(chǔ)能元件的 第一端。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，前述DC/DC轉(zhuǎn)換電路為Buck電路，其包含功率開關(guān)、第 一二極管、電感、電容及第二二極管。功率開關(guān)的一端電性連接至第二儲(chǔ)能元件的第一端， 第一二極管的陽極電性連接至第二儲(chǔ)能元件的第二端，第一二極管的陰極電性連接至功率 開關(guān)的另一端，電感的一端電性連接至第一二極管的陰極，電容的一端電性連接至電感的 另一端，電容的另一端電性連接至第二儲(chǔ)能元件的第二端，第二二極管的陽極電性連接至 電感的另一端，第二二極管的陰極電性連接至外部負(fù)載。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件兩端的電壓大于第一儲(chǔ)能元件兩端的 電壓。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例，前述第二儲(chǔ)能元件為蓄電池或超級電容。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，前述第一儲(chǔ)能元件為蓄電池或超級電容。
[0025] 為達(dá)上述目的，本
【發(fā)明內(nèi)容】
的再一技術(shù)方案是關(guān)于一種功率變換器的供電方法， 前述功率變換器包含DC/DC轉(zhuǎn)換電路以及串接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端的第一儲(chǔ)能元件。 前述供電方法包含：
[0026] 通過DC/DC轉(zhuǎn)換電路提供可變電功率；
[0027] 提供一開關(guān)，將該開關(guān)的第一連接端與第三連接端電性連接，使該DC/DC轉(zhuǎn)換電 路單獨(dú)對該外部負(fù)載供電；
[0028] 檢測該外部負(fù)載兩端的電壓；以及
[0029] 當(dāng)該外部負(fù)載兩端的電壓等于或大于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，將開關(guān)的第三連接端切換至 與該第二連接端電性連接，使該DC/DC轉(zhuǎn)換電路和該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部負(fù)載進(jìn)行 供電。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，前述第一儲(chǔ)能元件為蓄電池或超級電容。
[0031] 因此，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種功率變換器及其供電 方法，借以改善已知技術(shù)因應(yīng)負(fù)載而采用高功率等級的功率變換器時(shí)，功率變換器的體積 較大且成本亦較高的問題。
[0032] 在參閱下文實(shí)施方式后，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者當(dāng)可輕易了解本 發(fā)明的基本精神及其他發(fā)明目的，以及本發(fā)明所采用的技術(shù)手段與實(shí)施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033] 為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說 明如下：
[0034] 圖1A是繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種功率變換器的示意圖；
[0035] 圖1B是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率變換器的示意圖；
[0036] 圖1C是繪示依照本發(fā)明再一實(shí)施例的一種功率變換器的示意圖；
[0037] 圖2A是繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施例的一種功率變換器的示意圖；
[0038] 圖2B是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種功率變換器的示意圖；
[0039] 圖2C是繪示依照本發(fā)明再一實(shí)施例的一種功率變換器的示意圖；
[0040] 圖2D是依照本發(fā)明圖2B繪示一種功率變換器的DC/DC轉(zhuǎn)換電路的電路圖；
[0041] 圖3是繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施例的一種功率變換器的外部負(fù)載兩端的電壓變 化曲線示意圖。
[0042] 根據(jù)慣常的作業(yè)方式，圖中各種特征與元件并未依比例繪制，其繪制方式是為了 以最佳的方式呈現(xiàn)與本發(fā)明相關(guān)的具體特征與元件。此外，在不同附圖間，以相同或相似的 元件符號(hào)來指稱相似的元件/部件。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發(fā)明的實(shí)施方式與具體實(shí)施 例提出了說明性的描述；但這并非實(shí)施或運(yùn)用本發(fā)明具體實(shí)施例的唯一形式。實(shí)施方式中 涵蓋了多個(gè)具體實(shí)施例的特征以及用以建構(gòu)與操作這些具體實(shí)施例的方法步驟與其順序。 然而，亦可利用其他具體實(shí)施例來達(dá)成相同或均等的功能與步驟順序。
[0044] 除非本說明書另有定義，此處所用的科學(xué)與技術(shù)詞匯的含義與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域中具有通常知識(shí)者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文沖突的情形下，本說明 書所用的單數(shù)名詞涵蓋該名詞的復(fù)數(shù)型；而所用的復(fù)數(shù)名詞時(shí)亦涵蓋該名詞的單數(shù)型。
[0045] 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。
[0046] 為解決先前技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提出一種創(chuàng)新的功率變換器，此功率變換 器是繪示于圖1A。如圖1A所示，功率變換器包含第一儲(chǔ)能元件110以及DC/DC轉(zhuǎn)換電路 120,進(jìn)一步而言，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120包括第一輸出端0UT1及第二輸出端0UT2,而第一儲(chǔ) 能元件110包括第一端112及第二端114。
[0047] 于結(jié)構(gòu)上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第一輸出端0UT1電性連接至外部負(fù)載600的一 端，第一儲(chǔ)能元件110的第一端112電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第二輸出端0UT2,第 一儲(chǔ)能元件110的第二端114電性連接至外部負(fù)載600的另一端。
[0048] 于操作上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120用以提供可變電功率，上述功率變換器通過該DC/ DC轉(zhuǎn)換電路120與該第一儲(chǔ)能元件110共同對該外部負(fù)載600供電，且該可變電功率小于 該外部負(fù)載所需的功率。
[0049] 如此一來，由于第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的輸出部分串接，因此， 功率變換器可透過第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120來對負(fù)載600進(jìn)行供電。從而， DC/DC轉(zhuǎn)換電路120所提供的可變電功率不必等同于負(fù)載600所需功率，實(shí)際上，DC/DC轉(zhuǎn) 換電路120所提供的可變電功率小于負(fù)載600所需功率。因此，本發(fā)明實(shí)施例所提出的DC/ DC轉(zhuǎn)換電路120的功率等級得以降低，而能降低DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的成本及尺寸。
[0050] 請繼續(xù)參照圖1A，在一實(shí)現(xiàn)方式中，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120還包含第一輸入端IN1及 第二輸入端IN2。于結(jié)構(gòu)上，第一儲(chǔ)能元件110的第一端112電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路 120的第一輸入端IN1，第一儲(chǔ)能元件110的第二端114電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的 第二輸入端IN2。
[0051] 在本發(fā)明的另一實(shí)現(xiàn)方式中，請參照圖1B，其是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一 種功率變換器的示意圖，功率變換器還包括第二儲(chǔ)能元件150,其包含第一端152及第二端 154。于結(jié)構(gòu)上，第二儲(chǔ)能元件150的第一端152電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第一輸 入端IN1，而前述第二端154電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第二輸入端IN2。在本實(shí)施 例中，由圖1B可以看出，在此，可由第二儲(chǔ)能元件150作為DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的輸入電源， 另外，第二儲(chǔ)能元件150與第一儲(chǔ)能元件110電性隔離。
[0052] 于再一實(shí)現(xiàn)方式中，請參照圖1C，其是繪示依照本發(fā)明再一實(shí)施例的一種功率變 換器的示意圖。相較于圖1B所示的功率變換器，在此功率變換器中，第二儲(chǔ)能元件150的 第二端154電性連接至第一儲(chǔ)能兀件110的第一端112,換言之，第二儲(chǔ)能兀件150與第一 儲(chǔ)能元件110電性連接或稱此兩儲(chǔ)能元件非電性隔離。
[0053] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，請同時(shí)參照圖1B與1C，第二儲(chǔ)能元件150兩端的電壓大于第 一儲(chǔ)能元件110兩端的電壓。
[0054] 于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，第一儲(chǔ)能元件110可為蓄電池或超級電容。此外，第二儲(chǔ)能元件 150可為蓄電池或超級電容，然本發(fā)明并不以此為限，本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者當(dāng)可選擇性地 采用適當(dāng)?shù)脑韺?shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0055] 在供電予負(fù)載600的起始階段，為避免第一儲(chǔ)能元件110所提供的供電電壓大于 負(fù)載600上的電壓，而導(dǎo)致負(fù)載600上的電流失控，本發(fā)明實(shí)施例更提出一種電路結(jié)構(gòu)，此 電路結(jié)構(gòu)繪示于圖2A。
[0056] 如圖2A所示，功率變換器包含DC/DC轉(zhuǎn)換電路120、第一儲(chǔ)能元件110及開關(guān)130， 進(jìn)一步而言，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120包括第一輸出端0UT1和第二輸出端0UT2,第一儲(chǔ)能元件 110包含第一端112及第二端114,開關(guān)130包括第一連接端132、第二連接端134及第三連 接端136。
[0057] 于結(jié)構(gòu)上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第一輸出端0UT1電性連接至外部負(fù)載600的一 端，第一儲(chǔ)能元件110的第一端112電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第二輸出端0UT2,開 關(guān)130的第一連接端132電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第二輸出端0UT2,開關(guān)130的 第二連接端134電性連接至第一儲(chǔ)能元件110的第二端114,而開關(guān)130的第三連接端136 電性連接至外部負(fù)載600的另一端。
[0058] 于操作上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120用以提供可變電功率，前述功率變換器通過開關(guān) 130的切換操作，對外部負(fù)載600進(jìn)行分段式連續(xù)供電。如此一來，由于功率變換器可對外 部負(fù)載600進(jìn)行分段式連續(xù)供電，而能確保負(fù)載600能夠承受第一儲(chǔ)能元件110所提供的 供電電壓后，才由第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120共同供電予負(fù)載600,從而避免 負(fù)載600上的電流失控的問題。
[0059] 進(jìn)一步而言，上述通過開關(guān)130的切換操作，對外部負(fù)載600進(jìn)行分段式連續(xù)供電 的方式，舉例如下。當(dāng)開關(guān)130的第三連接端136與第一連接端132電性連接時(shí)，功率變換 器通過可變電功率對外部負(fù)載600供電；當(dāng)開關(guān)130的第三連接端136與第二連接端134 電性連接時(shí)，該功率變換器通過該DC/DC轉(zhuǎn)換電路與該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部負(fù)載供 電。
[0060] 為更精準(zhǔn)地避免負(fù)載600上的電流失控，本發(fā)明實(shí)施例更于如圖2A所示的電路結(jié) 構(gòu)中，加入控制器140,其詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方式如下所述。功率變換器還包括控制器140,其包含檢 測端142及控制端144。于結(jié)構(gòu)上，檢測端142用以檢測負(fù)載600兩端的電壓，控制端144 電性連接至開關(guān)130。當(dāng)負(fù)載600兩端的電壓等于或大于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，控制端144輸出控制 信號(hào)至開關(guān)130,使得開關(guān)130的第二連接端134和第三連接端136電性連接；當(dāng)負(fù)載600 兩端的電壓小于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，控制端144輸出另一控制信號(hào)至開關(guān)130,使得開關(guān)130的第 一連接端132和第三連接端136電性連接。如此，透過控制器140來檢測負(fù)載600兩端的 電壓，再來控制開關(guān)130,能夠更精準(zhǔn)地避免負(fù)載600上的電流失控。
[0061] 請繼續(xù)參照圖2A，第一儲(chǔ)能元件110的第一端112電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120 的第一輸入端IN1，第一儲(chǔ)能元件110的第二端114電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第二 輸入端IN2。
[0062] 同樣地，為避免負(fù)載600上的電流失控，本發(fā)明實(shí)施例更提出如圖2B所示的電路 結(jié)構(gòu)。相較于圖2A，圖2B的功率變換器還包括第二儲(chǔ)能元件150,其包含第一端152及第 二端154。第一端152電性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第一輸入端IN1，而第二端154電 性連接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的第二輸入端IN2。在本實(shí)施例中，由圖2B可以看出，在此， 可由第二儲(chǔ)能元件150作為DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的輸入電源，另外，第二儲(chǔ)能元件150與第 一儲(chǔ)能元件110電性隔離。
[0063] 于再一實(shí)現(xiàn)方式中，請參照圖2C，其是繪示依照本發(fā)明再一實(shí)施例的一種功率變 換器的示意圖。相較于圖2B所示的功率變換器，在此功率變換器中，第二儲(chǔ)能元件150的 第二端154電性連接至第一儲(chǔ)能元件110的第一端112,換言的，第二儲(chǔ)能元件150與第一 儲(chǔ)能元件110電性連接或稱此兩儲(chǔ)能元件非電性隔離。
[0064] 在另一實(shí)現(xiàn)方式中，請參照圖2D，其是依照本發(fā)明圖2B繪示一種功率變換器的 DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的電路圖。如圖所示，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120可為Buck電路，其包含功率 開關(guān)S、第一二極管D1、電感L、電容C及第二二極管D2。功率開關(guān)S的一端電性連接至第 二儲(chǔ)能元件150的第一端152,第一二極管D1的陽極電性連接至第二儲(chǔ)能元件150的第二 端154,第一二極管D1的陰極電性連接至功率開關(guān)S的另一端，電感L的一端電性連接至第 一二極管D1的陰極，電容C的一端電性連接至電感L的另一端，電容C的另一端電性連接 至第二儲(chǔ)能元件150的第二端154,第二二極管D2的陽極電性連接至電感L的另一端，第 二二極管D2的陰極電性連接至外部負(fù)載600。
[0065] 在一實(shí)現(xiàn)方式中，第二儲(chǔ)能元件150兩端的電壓大于第一儲(chǔ)能元件110兩端的電 壓。于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，第一儲(chǔ)能元件110可為蓄電池或超級電容。此外，第二儲(chǔ)能元件120 可為蓄電池或超級電容，然本發(fā)明并不以此為限，本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者當(dāng)可選擇性地采 用適當(dāng)?shù)脑韺?shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0066]為使本發(fā)明實(shí)施例的功率變換器的操作原理更簡單易懂，請參照圖3,其是繪示依 照本發(fā)明又一實(shí)施例的一種功率變換器的外部負(fù)載兩端的電壓變化曲線示意圖。
[0067] 如圖3所示，假設(shè)第一儲(chǔ)能元件110所提供的電壓為400V，當(dāng)控制器140檢測到 負(fù)載600兩端的電壓等于或大于第一儲(chǔ)能元件110的供電電壓時(shí)，例如負(fù)載兩端的電壓為 420V時(shí)，控制器140輸出控制信號(hào)至開關(guān)130,開關(guān)130于收到控制信號(hào)時(shí)，由第一輸入端 132切換至第二輸入端134,通過使第一儲(chǔ)能元件110的第二端114與外部負(fù)載600的另一 端電性連接，而由第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120共同供電予負(fù)載600。如此，得 以確保負(fù)載600在能夠承受第一儲(chǔ)能元件110所提供的供電電壓后，才由第一儲(chǔ)能元件110 與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120共同供電予負(fù)載600,從而避免負(fù)載600上的電流失控的問題。
[0068] 此外，從圖3中的負(fù)載電壓變化曲線還可看出，本發(fā)明的功率變換器對外部負(fù)載 進(jìn)行供電時(shí)采用分段控制策略。具體地，在〇?420V之間，由DC/DC轉(zhuǎn)換電路120單獨(dú)對 外部負(fù)載600進(jìn)行供電，使得外部負(fù)載兩端的電壓從0V上升至420V ;在420V?800V之間， DC/DC轉(zhuǎn)換電路120與第一儲(chǔ)能元件110串聯(lián)連接從而對外部負(fù)載600進(jìn)行供電，使得外 部負(fù)載兩端的電壓從420V繼續(xù)上升至800V。由上述可知，在420V?800V的電壓范圍中， DC/DC轉(zhuǎn)換電路120所輸出的電功率不必等于外部負(fù)載600所需的電功率，換句話說，本發(fā) 明通過將儲(chǔ)能元件電性串接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的輸出端，從而能夠使外部負(fù)載600所 需的電功率一部份來自于DC/DC轉(zhuǎn)換電路120,進(jìn)而降低DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的功率等級， 降低設(shè)計(jì)成本。
[0069] 本發(fā)明除提出上述功率變換器外，更提出一種功率變換器的供電方法，前述功率 變換器包含DC/DC轉(zhuǎn)換電路以及串接至DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端的第一儲(chǔ)能元件。為使功率 變換器的供電方法更加淺顯易懂，請一并參照圖1A，以例示性地進(jìn)行說明。上述供電方法包 含以下步驟：通過DC/DC轉(zhuǎn)換電路120提供可變電功率；提供一開關(guān)，將該開關(guān)的第一連接 端與第三連接端電性連接，使該DC/DC轉(zhuǎn)換電路單獨(dú)對該外部負(fù)載供電；檢測該外部負(fù)載 兩端的電壓；以及當(dāng)該外部負(fù)載兩端的電壓等于或大于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，將開關(guān)的第三連接 端切換至與該第二連接端電性連接，使該DC/DC轉(zhuǎn)換電路和該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部 負(fù)載進(jìn)行供電。
[0070] 如此一來，通過上述供電方法可同時(shí)透過第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120 的輸出端串聯(lián)連接從而對負(fù)載600進(jìn)行充電。從而，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120所提供的可變電 功率不必等同于負(fù)載600所需功率，實(shí)際上，DC/DC轉(zhuǎn)換電路120所提供的可變電功率小于 負(fù)載600所需功率。因此，通過本發(fā)明實(shí)施例所提出的供電方法，前述DC/DC轉(zhuǎn)換電路120 的功率等級得以降低，而能降低DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的成本及尺寸。此外，由于DC/DC轉(zhuǎn)換 電路120的功率等級可降低。
[0071] 舉例而言，當(dāng)外部負(fù)載600兩端的電壓等于或大于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，功率變換器才會(huì) 由第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120串聯(lián)連接從而對負(fù)載600供電。換言之，上述 步驟的用意在于確保負(fù)載600能夠承受第一儲(chǔ)能元件110所提供的供電電壓后，才由第一 儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120串聯(lián)連接從而對負(fù)載600供電，從而避免負(fù)載600上 的電流失控的問題。
[0072] 于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，第一儲(chǔ)能元件110可為蓄電池或超級電容，然本發(fā)明并不以此 為限，本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者當(dāng)可選擇性地采用適當(dāng)?shù)脑韺?shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0073] 為更精準(zhǔn)地避免負(fù)載600上的電流失控，本發(fā)明實(shí)施例的供電方法更提出以下步 驟：通過控制器140以檢測外部負(fù)載600兩端的電壓，其中當(dāng)控制器140檢測出外部負(fù)載 600兩端的電壓等于或大于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，控制器140輸出控制信號(hào)至開關(guān)130,開關(guān)130于 收到控制信號(hào)時(shí)，將其第三連接端136切換至與第二連接端134電性連接，此時(shí)，第一儲(chǔ)能 元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路120的輸出部分串接，由第一儲(chǔ)能元件110與DC/DC轉(zhuǎn)換電路 120共同供電予負(fù)載600。如此，透過控制器140來檢測外部負(fù)載600兩端的電壓，再來控 制開關(guān)130,能夠更精準(zhǔn)地避免負(fù)載600上的電流失控。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述 通過控制器140來檢測外部負(fù)載600兩端的電壓的檢測方式僅為示意性的說明，在其他的 一些實(shí)施例中，通過檢測其它的電學(xué)參數(shù)或信號(hào)，并透過這些電學(xué)參數(shù)或信號(hào)來間接檢測 負(fù)載兩端電壓的檢測方式，仍然在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)。
[0074] 如上所述的功率變換器的供電方法皆可由軟件、硬件與/或固件來執(zhí)行。舉例來 說，若以執(zhí)行速度及精確性為首要考量，則基本上可選用硬件與/或固件為主；若以設(shè)計(jì)彈 性為首要考量，則基本上可選用軟件為主；或者，可同時(shí)采用軟件、硬件及固件協(xié)同作業(yè)。應(yīng) 了解到，以上所舉的這些例子并沒有所謂孰優(yōu)孰劣之分，亦并非用以限制本發(fā)明，熟悉此項(xiàng) 技藝者當(dāng)視當(dāng)時(shí)需要彈性設(shè)計(jì)。
[0075] 再者，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者當(dāng)可明白，功率變換器的供電方法中的各 步驟依其執(zhí)行的功能予以命名，僅是為了讓本案的技術(shù)更加明顯易懂，并非用以限定這些 步驟。將各步驟予以整合成同一步驟或分拆成多個(gè)步驟，或者將任一步驟更換到另一步驟 中執(zhí)行，皆仍屬于本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0076] 由上述本發(fā)明實(shí)施方式可知，應(yīng)用本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例通過提供 一種功率變換器及其供電方法，借以改善因應(yīng)負(fù)載而采用高功率等級的功率變換器時(shí)，功 率變換器的體積較大且成本亦較高的問題。
[0077] 雖然上文實(shí)施方式中揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明，本 發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不悖離本發(fā)明的原理與精神的情形下，當(dāng)可對其 進(jìn)行各種更動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以附隨權(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 DC/DC轉(zhuǎn)換電路，用以提供一可變電功率，該DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括一第一輸出端和一 第二輸出端，該第一輸出端電性連接至一外部負(fù)載的一端；以及 一第一儲(chǔ)能元件，包括： 一第一端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第二輸出端；以及 一第二端，電性連接至該外部負(fù)載的另一端， 其中，該功率變換器通過該DC/DC轉(zhuǎn)換電路與該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部負(fù)載供 電，且該可變電功率小于該外部負(fù)載所需的功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，該DC/DC轉(zhuǎn)換電路還包含一第一輸 入端及一第二輸入端，該第一儲(chǔ)能元件的該第一端電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第一 輸入端，該第一儲(chǔ)能元件的該第二端電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第二輸入端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，該功率變換器還包括一第二儲(chǔ)能 元件，該第二儲(chǔ)能元件包含： 一第一端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第一輸入端；以及 一第二端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第二輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件與該第一儲(chǔ)能元 件電性隔離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件的第二端電性連 接至該第一儲(chǔ)能元件的第一端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件兩端的電壓大于 該第一儲(chǔ)能元件兩端的電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件為一蓄電池或一 超級電容。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，該第一儲(chǔ)能元件為一蓄電池或一 超級電容。
9. 一種功率變換器，其特征在于，包含： 一 DC/DC轉(zhuǎn)換電路，用以提供一可變電功率，該DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括一第一輸出端和一 第二輸出端，該第一輸出端電性連接至一外部負(fù)載的一端； 一第一儲(chǔ)能元件，包括： 一第一端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第二輸出端；以及 一第二端，以及 一開關(guān)，包括： 一第一連接端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端； 一第二連接端，電性連接至該第一儲(chǔ)能元件的該第二端；以及 一第三連接端，電性連接至該外部負(fù)載的另一端， 其中，該功率變換器通過該開關(guān)的切換操作，對該外部負(fù)載進(jìn)行分段式連續(xù)供電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器，其特征在于，當(dāng)該開關(guān)的第三連接端與第一連 接端電性連接時(shí)，該功率變換器通過該可變電功率對該外部負(fù)載供電；當(dāng)該開關(guān)的第三連 接端與第二連接端電性連接時(shí)，該功率變換器通過該DC/DC轉(zhuǎn)換電路與該第一儲(chǔ)能元件共 同對該外部負(fù)載供電。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率變換器，其特征在于，該功率變換器還包括一控制器， 該控制器包含： 一檢測端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端，用以檢測該外部負(fù)載兩端的 電壓；以及 一控制端，電性連接至該開關(guān)，當(dāng)該外部負(fù)載兩端的電壓等于或大于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，該 控制端輸出一控制信號(hào)至該開關(guān)，使得該開關(guān)的第二連接端和第三連接端電性連接；當(dāng)該 外部負(fù)載兩端的電壓小于該預(yù)設(shè)電壓時(shí)，該控制端輸出另一控制信號(hào)至該開關(guān)，使得該開 關(guān)的第一連接端和第三連接端電性連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器，其特征在于，該第一儲(chǔ)能元件的該第一端電性 連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第一輸入端，該第一儲(chǔ)能元件的該第二端電性連接至該DC/ DC轉(zhuǎn)換電路的該第二輸入端。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器，其特征在于，該功率變換器還包括一第二儲(chǔ)能 元件，該第二儲(chǔ)能元件包含： 一第一端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第一輸入端；以及 一第二端，電性連接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路的該第二輸入端。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件與該第一儲(chǔ)能 元件電性隔離。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件的第二端電性 連接至該第一儲(chǔ)能元件的第一端。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率變換器，其特征在于，該DC/DC轉(zhuǎn)換電路為一 Buck電 路，包括： 一功率開關(guān)，其一端電性連接至該第二儲(chǔ)能元件的第一端； 一第一二極管，其陽極電性連接至該第二儲(chǔ)能元件的第二端，其陰極電性連接至該功 率開關(guān)的另一端； 一電感，其一端電性連接至該第一二極管的陰極； 一電容，其一端電性連接至該電感的另一端，另一端電性連接至該第二儲(chǔ)能元件的第 二端；以及 一第二二極管，其陽極電性連接至該電感的另一端，其陰極電性連接至該外部負(fù)載。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件兩端的電壓大 于該第一儲(chǔ)能元件兩端的電壓。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的功率變換器，其特征在于，該第二儲(chǔ)能元件為一蓄電池或 一超級電容。
19. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率變換器，其特征在于，該第一儲(chǔ)能元件為一蓄電池或一 超級電容。
20. -種功率變換器的供電方法，其特征在于，該功率變換器包含一 DC/DC轉(zhuǎn)換電路以 及串接至該DC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出端的一第一儲(chǔ)能元件，該供電方法包含： 通過該DC/DC轉(zhuǎn)換電路提供一可變電功率； 提供一開關(guān)，將該開關(guān)的第一連接端與第三連接端電性連接，使該DC/DC轉(zhuǎn)換電路單 獨(dú)對該外部負(fù)載供電； 檢測該外部負(fù)載兩端的電壓；以及 當(dāng)該外部負(fù)載兩端的電壓等于或大于一預(yù)設(shè)電壓時(shí)，將開關(guān)的第三連接端切換至與 該第二連接端電性連接，使該DC/DC轉(zhuǎn)換電路和該第一儲(chǔ)能元件共同對該外部負(fù)載進(jìn)行供 電。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率變換器的供電方法，其特征在于，該第一儲(chǔ)能元件為 一蓄電池或一超級電容。
【文檔編號(hào)】H02M3/10GK104218795SQ201310218924
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】郭興寬, 夏麗濤 申請人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司