CN104377961B - 转换器与降低节点电压的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种转换器与降低节点电压的方法。转换器包含第一传输电路以及第二传输电路。第一传输电路用以接收第一交流电压。第二传输电路与第一传输电路电性耦合，并用以输出第二交流电压。其中，第一传输电路与第二传输电路中的一者包含1个以上的分压单元，第一传输电路与第二传输电路中的另一者包含2个以上的分压单元，且分压单元包含串接的电感网络与电容网络，相邻的分压单元中的电感网络与电容网络交替串联连接。

Description

转换器与降低节点电压的方法
技术领域
本发明是有关于一种转换器，且特别是有关于能够降低电路中任意两个节点电压的转换器。
背景技术
现今无线电力传输技术已应用在许多领域，例如电动汽车、消费性电子产品等等。无线电力传输技术是透过电磁感应原理来实现能量传递。
请参照图1，图1绘示一种已知转换器100的示意图。如图1所示，已知的转换器100包含变压器120、全桥逆变电路140、原边补偿电容Cp以及副边补偿电容Cs。变压器120由原边电感L1与副边电感L2耦合而成，且两者的互感为M。开关S1～S4构成全桥逆变电路140，而二极管D1～D4构成桥式整流器160。全桥逆变电路140将直流输入电压Vin转换成交流电压后传送至变压器120，再经由原边电感L1与副边电感L2传递至桥式整流器160，以产生直流输出电压VDC,out。再者，由于原边/副边电感之间常存在较大的气隙，产生较大的漏感，造成变压器120的输出电压降低，故已知的转换器100常包含原边补偿电容Cp以及副边补偿电容Cs，以补偿变压器的漏感。
在已知技术中，当在已知的转换器100工作于输出功率较大的情况下，原/副边的两侧的电流会随着功率增加而变大，导致原/副边电感L1/L2上的两端点(亦即，节点)电压会变得很高，原/副边补偿电容Cp、Cs的电压亦变得很高，此时必须选择耐高压的电感与电容元件来提高操作的安全性，因此造成转换器的成本增加。
因此，如何能有效地在输出功率较高的情况下降低转换器中的节点电压最大值，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转换器与降低节点电压的方法。
本发明的一方面是提供一种转换器。转换器包含第一传输电路以及第二传输电路。第一传输电路用以接收第一交流电压。第二传输电路与第一传输电路电性耦合，第二传输电路用以根据第一交流电压输出第二交流电压。其中，第一传输电路与第二传输电路其中一者包含1个以上的分压单元，第一传输电路与第二传输电路中的另一者包含2个以上的分压单元，且每一分压单元包含串接的电感网络与电容网络，相邻的分压单元中的电感网络与电容网络交替串联连接。
根据本发明的一实施例，其中前述的电感网络包含电感、变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元。
根据本发明的一实施例，其中前述的电容网络包含电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电感网络的感值彼此相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电感网络的感值彼此不相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电容网络的容值彼此相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电容网络的容值彼此不相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的转换器还包含第一转换电路与第二转换电路。第一转换电路电性耦接于第一传输电路，并用以接收第一直流电压并产生前述的第一交流电压。第二转换电路电性耦接于第二传输电路，并用以接收第二交流电压并产生第二直流电压。
根据本发明的一实施例，其中前述的第一转换电路为逆变电路。第一转换电路用以根据第一直流电压产生第一交流电压。
根据本发明的一实施例，其中前述的第二转换电路为整流电路。第二转换电路用以根据第二交流电压产生第二直流电压。
根据本发明的一实施例，其中前述的转换器还包含谐振网络。谐振网络电性连接于第一转换电路与该一传输电路之间。
根据本发明的一实施例，其中前述的谐振网络包含电容、电感或者电容与电感构成的谐振单元。
根据本发明的一实施例，其中前述的谐振网络电性连接于第二转换电路与第二传输电路之间。
根据本发明的一实施例，其中转换器还包含电容支路。电容支路电性连接于第一转换电路与第一传输电路之间。
根据本发明的一实施例，其中转换器还包含电容支路。电容支路电性连接于第二转换电路与第二传输电路之间。
根据本发明的一实施例，其中前述的转换器还包含交流转直流转换器、功率调整模块、第一控制模块以及第二控制模块。交流转直流转换器电性耦接于交流电源与第一转换电路，并用以根据交流电源产生第一直流电压至第一转换电路。功率调整模块，电性耦接于该第二转换电路与一负载，用以调整第二直流电压以给负载提供电能。第一控制模块电性耦接于交流转直流转换器与第一转换电路，并用以控制第一转换电路。第二控制模块，电性耦接于第二转换电路、功率调整模块和第一控制模块，并用以控制第二转换电路。
根据本发明的一实施例，其中当第一传输电路的谐振频率与第二传输电路的谐振频率均为fr时，第一转换电路或第二转换电路的工作频率设置于0.8×fr至1.2×fr之间，其中fr为第一传输电路或第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的该谐振频率。
根据本发明的一实施例，其中当第一传输电路的谐振频率与第二传输电路的谐振频率不相等,第一转换电路或第二转换电路的工作频率设置于0.8×fr1至1.2×fr1之间或者0.8×fr2至1.2×fr2之间，其中fr1为第一传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率，fr2为第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率。
本发明的另一方面是提供一种降低节点电压的方法，此方法用以降低转换器内部电路的节点电压。降低节点电压的方法包含下列步骤：提供第一传输电路，其中第一传输电路用以接收第一交流电压；提供第二传输电路，其中第二传输电路电性耦合第一传输电路，第二传输电路用以根据第一交流电压输出第二交流电压，其中第一传输电路与该第二传输电路其中一者包含1个以上的分压单元，第一传输电路与第二传输电路其中另一者包含2个以上的单元，分压单元包含串接的电感网络与电容网络，相邻的分压单元中的电感网络与电容网络交替串联连接。
根据本发明的一实施例，其中前述的电容网络包含电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电感网络的感值彼此相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电感网络的感值彼此不相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电容网络的容值彼此相同。
根据本发明的一实施例，其中前述的每个分压单元中的电容网络的容值彼此不相同。
根据本发明的一实施例，其中转换器包含第一、第二转换电路。第一转换电路用以接收第一直流电压并产生第一交流电压，第二转换电路接收第二交流电压并产生第二直流电压，前述的降低节点电压的方法还包含：当第一传输电路的谐振频率与第二传输电路的谐振频率均为fr时，将第一或第二转换电路的工作频率设置于0.8×fr至1.2×fr之间，其中fr为第一传输电路或第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率。
根据本发明的一实施例，其中转换器包含第一、第二转换电路。第一转换电路用以接收一第一直流电压并产生第一交流电压，第二转换电路接收第二交流电压并产生第二直流电压，前述的降低节点电压的方法还包含：当第一传输电路的谐振频率与第二传输电路的谐振频率不相等时，将第一或第二转换电路设置于0.8×fr1至1.2×fr1之间或者0.8×fr2至1.2×fr2之间，其中fr1为第一传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率，fr2为第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率。
综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，本发明利用电容与电感的交流特性，达到降低电路上节点电压的应用。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1绘示一种已知转换器100的示意图；
图2根据本发明的一实施例绘示一种转换器200的示意图；
图3根据本发明的一实施例分压单元206的原理示意图；
图4A根据本发明的一实施例绘示一种转换器400的示意图；
图4B根据本发明的一实施例绘示一种转换器400a的示意图；
图4C根据本发明的一实施例绘示一种转换器400b的多补偿架构的示意图；
图4D根据本发明的另一实施例绘示一种转换器400c的多补偿架构的示意图；
图5A根据本发明的一实施例绘示一种转换器200的等效模型的示意图；
图5B根据本发明的一实施例绘示一种转换器400的工作频率与电压增益的关系图；以及
图6根据本发明的一实施例绘示一种降低节点电压的方法的流程图。
具体实施方式
下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。
另外，关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
请参照图2，图2根据本发明的一实施例绘示一种转换器200的示意图。如图2所示，转换器200包含第一传输电路202以及第二传输电路204。第一传输电路202用以接收交流电压VAC。第二传输电路204与第一传输电路202电性耦合，并根据交流电压VAC而输出交流电压VAC2。其中，第一传输电路202与第二传输电路204分别包含多个串接的分压单元206，且第一传输电路202与第二传输电路204中的一者包含1个以上的分压单元206，且第一传输电路202与第二传输电路204中的另一者包含2个以上的分压单元206。第一传输电路202中的分压单元206包含串接的电感网络L11与电容网络Cp1，或串接的电感网络L12与电容网络Cp2，或串接的电感网络L1n与电容网络Cpn等。第二传输电路204中的分压单元206包含串接的电感网络L21与电容网络Cs1，或串接的电感网络L22与电容网络Cs2，或串接的电感网络L2m与电容网络Csm等。另外，在此实施例中，相邻的各分压单元206中的电感网络L11～L1n(或L21～L2m)与电容网络Cp1～Cpn(或Cs1～Csm)为交替串联连接。其中，每一电感网络L11～L1n(或L21～L2m)可包含多个串/并联的电感、变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元等等，且每一电容网络Cp1～Cpn(或Cs1～Csm)可包含电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
此外，上述各个分压单元206中的每一电感网络L11～L1n(或L21～L2m)的感值可为相同或不相同。同样地，各个分压单元206中的电容网络Cp1～Cpn(或Cs1～Csm)的容值可为彼此相同或彼此不相同。本发明并不以此为限，本领域的技术人员可视实际应用弹性设置。
换句话说，在此实施例中的转换器200的第一传输电路202中多个电感网络L11～L1n与多个电容网络Cp1～Cpn交替串联连接，即两个电感网络之间串接一个电容网络，第二传输电路204中多个电感网络L21～L2m与多个电容网络Cs1～Csm交替串联连接。藉此将交流电压分散到每一个分压单元206的电容网络Cpn(或Csm)与电感网络L1n(或L2m)上，以使得转换器200中第一传输电路202或第二传输电路204任意两点间的电压降低。
请参照图3，图3根据本发明的一实施例分压单元206的原理示意图。如图3所示，当交流电流IAC(亦即，图3中的I)通过电感网络L1n(亦即，电感L)时，此时产生的电压应力UL会超前交流电流IAC 90度。而当交流电流IAC通过电容网络Cpn(亦即，电容C)时，此时产生的电压应力UC会落后交流电流IAC 90度，因此最终在分压单元206上等效的电压应力UU能够降低。也就是说，假设交流电流IAC具有角频率ω，此时电容网络Cpn的等效阻抗为ZC＝1/(jω×Cpn)＝-jω×(1/Cpn)，而电感网络L1n的等效阻抗为ZL＝jω×L1n，因此分压单元206整体的等效阻抗为ZL+ZC＝jω×L1n-jω×(1/Cpn)，相较于使用单一电感或单一电容的转换器100，透过此种设置可有效地降低电路中的任意两点的等效阻抗，因此降低电路中任意两点的节点电压的最大值。
以下段落将提出数个应用转换器200的实施例，来说明上述的功能与应用，但本发明并不仅以下所列的实施例为限。
请参照图4A，图4A根据本发明的一实施例绘示一种转换器400的示意图。如图4A所示，转换器400包含第一传输电路202、第二传输电路204、第一转换电路410以及第二转换电路420。第一转换电路410电性耦接于第一传输电路202，第一转换电路410用以根据直流电压VDC,in产生交流电压VAC。例如，第一转换电路410可为图1中所示的全桥逆变电路140或是半桥逆变电路，其中开关S1～S4可为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、双极性接面晶体管(Bipolarjunction transistor，BJT)或是绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)等开关元件。第二转换电路420电性耦接第二传输电路204，且第二转换电路420用以接收交流电压VAC2并产生直流电压VDC,out。第二转换电路420可为全桥或半桥的整流电路，例如为图1所示的桥式整流器160，其中二极管D1～D4可为二极管、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)、双极性接面晶体管(BJT)或是绝缘栅双极晶体管(IGBT)等元件。
请参照图4B，图4B根据本发明的一实施例绘示一种转换器400a的示意图。如图4B所示，相较于前述的转换器400，转换器400a可进一步地包含交流转直流转换器430、功率调整模块440、第一控制模块450以及第二控制模块460。交流转直流转换器430电性耦接于交流电源(例如：市电)与第一转换电路410之间，交流转直流转换器430用以根据一交流电源产生直流电压VDC,in至第一转换电路410。举例而言，交流转直流转换器430可为桥式功率因素校正(power factor correction,PFC)电路、无桥式功率因素校正(PFC)电路或不控整流电路(uncontrolled rectifier)等等。第一转换电路410根据直流电压VDC，in产生交流电压VAC。交流电压VAC经第一传输电路202与第二传输电路204传输至第二转换电路420。第二转换电路420根据交流电压VAC2产生直流电压VDC,out。功率调整模块440电性耦接第二转换电路420与输出负载，其中功率调整模块440用以调整直流电压VDC,out以提供输出负载所需的电源。功率调整模块440可为BUCK型、BOOST型、BOOST-BUCK型、CUK型、SEPIC型或ZETA型的非隔离电路，亦可为全桥式、半桥式、正激、反激或推挽式的隔离电路。
再者，第一控制模块450电性耦接交流转直流转换器430与第一转换电路410，第一控制模块450用以根据调整后的直流电压VDC,out控制第一转换电路410，进而调节第一转换电路410所输出的交流电压VAC。第一控制模块450电性耦接第二控制模块460以接收前述的直流电压VDC,out，第一控制模块450与第二控制模块460之间可以无线的方式进行通信或是透过实体的电力线传输。第二控制模块460电性耦接于第二转换电路420、功率调整模块440和第一控制模块450，第二控制模块460可用以根据调整后的直流电压VDC,out控制第二转换电路420。举例而言，第一控制模块450与第二控制模块460可为脉冲宽度调变(pulse widthmodulation,PWM)模块，以根据直流电压VDC,out分别产生不同的控制信号来控制第一转换电路410与第二转换电路420以产生更稳定的直流电压VDC,out。
另一方面，转换器400a亦可支持能量双向传递。此时前述的交流转直流转换器430与功率调整模块440均为支持双向能量传输的转换器，而第一转换电路410与第二转换电路420皆由可被控制的开关元件所组成。举例而言，如图4B所示，当能量从S流向P时，输出负载中的能量经过功率调整模块440转换成可供给第二传输电路420的电压，此电压通过第二传输电路420转换成一高频交流电压，且此高频交流电压经第二传输电路204与第一传输电路202传递至第一转换电路401，第一传输电路401将此高频交流电压整流为一直流电压并传送至交流转直流转换器430。交流转直流转换器430将此直流电压转换成交流电以回馈给市电。
请参照图4C，图4C根据本发明的一实施例绘示一种转换器400b的多补偿架构的示意图。在前述的各实施例中，转换器400b可进一步地包含谐振网络470。谐振网络470可包含由电容、电感或电容与电感构成的谐振单元，谐振网络470电性连接于第一转换电路410与第一传输电路202之间。在此架构中，第一传输电路202的输入端C、D两点可透过谐振网络470与第一转换电路410的输出端A、B两点连接。或者，请参照图4D，图4D根据本发明的另一实施例绘示一种转换器400c的多补偿架构的示意图。如图4D所示，在此架构中，第一传输电路202的输入端C、D两点可存在额外的电容支路(例如：电容472)，此电容支路电性连接第一转换电路410与第一传输电路202之间。
另一方面，上述的谐振网络470亦可适用于第二传输电路204，亦即谐振网络470可电性连接于第二转换电路420与第二传输电路204之间。例如，将前述的电容支路(例如：电容472)设置于第二转换电路420与第二传输电路204之间。简言之，本实施例提出的转换器400可应用于“原边串联，副边串联”(如图1所示)、“原边多补偿，副边串联”(如图4C所示)、“原边串联，副边多补偿”以及“原边多补偿、副边多补偿”等多种补偿电路架构。
请参照图5A，图5A根据本发明的一实施例绘示一种转换器200的等效模型的示意图。如图5A所示，转换器200可等效为转换器500，其中等效电容Cp＝Cp1+Cp2+…+Cpn，等效电容Cs＝Cs1+Cs2+…+Csm，而等效电感L1与等效电感L2需透过下列方式测量而得：用导线取代第一传输电路202中的各个电容网络Cp1…Cpn，同时将第二传输电路204保持开路，并测量第一传输电路202的感值，此时可得到等效电感L1；同理，用导线取代第二传输电路204中的各个电容网络Cs1…Csm，同时将第一传输电路202保持开路，并测量第二传输电路204的感值，此时可得到等效电感L2。
另外，转换器500的互感M亦可透过测量与双端口理论得知：用导线代替第一传输电路202与第二传输电路204中的各个电容网络Cp1…Cpn、Cs1…Csm。连接端点P1与S1，并经由端点P2与S2测量感值，将其注记为L3；连接端点P1与S2，并经由端点P2与S1测量感值，将其注记为L4，则互感M为∣L3-L4∣/4。其中，对应于第一转换电路202的等效漏感Lr1＝L1(1-M/(L1×L2)1/2)，对应于第二转换电路204的等效漏感Lr2＝L2(1-M/(L1×L2)1/2)。
另外，第一传输电路的等效电容Cp与第二传输电路的等效电容Cs需透过下列方式测量而得：用导线取代第一传输电路202中的各个电感网络L11…L1n，并测量第一传输电路202的容值，此时可得到等效电容Cp；同理，用导线取代第二传输电路204中的各个电感网络L21…L2m，并测量第二传输电路204的容值，此时可得到等效电容Cs。
请参照图5B，图5B根据本发明的一实施例绘示一种转换器400的工作频率与电压增益的关系图。如图5B所示，其中横座标为转换器的操作频率，亦即转换器400中的第一转换电路410或第二转换电路420的工作频率，纵座标则为电压增益(亦即输出电压与输入电压的比值，例如为直流电压VDC,out与直流电压VDC,in的比值)。当转换器操作于f1或f2时，输出负载在空载时的电压增益为其在满载时电压增益的2倍。当转换器操作于谐振频率fr时，输出负载在满载与空载的情况下电压几乎没有变化，其中第一传输电路202的等效漏感Lr1与等效电容Cp的谐振频率等于第二传输电路204的等效漏感Lr2与等效电容Cs的谐振频率，亦即fr＝1/2π(Lr1*Cp)1/2＝1/2π(Lr2*Cs)1/2,fr为第一传输电路或第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率。因此，在上述各个实施例中，可将第一转换电路410或第二转换电路420的工作频率设置于0.8×fr～1.2×fr之间，以获得较稳定的电压增益。然而，若第一传输电路202的等效漏感与等效电容的谐振频率不等于第二传输电路204的等效漏感与等效电容的谐振频率，亦可将第一转换电路410或第二转换电路420的工作频率设置于0.8×fr1～1.2×fr1之间或者是0.8×fr2至1.2×fr2之间(亦即图5B所示的f1～f2区间)，其中fr1为第一传输电路410等效漏感与等效电容对应的一谐振频率，fr2为该第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的一谐振频率。
值得注意的是，在前述图4B所示的实施例中，由于转换器400a可支持能量双向传递，当能量由P流向S时，可将第一转换电路410的工作频率设置于前述的工作频率区间。反之，当能量是由S流向P时，则可将第二转换电路420的工作频率设置于前述的工作频率区间。如此，可使转换器400a在能量双向传递的操作下可具有较稳定的电压增益。
本发明的另一方面提供了一种降低节点电压的方法。请参照图6，图6根据本发明的一实施例绘示一种降低节点电压的方法的流程图。如图6所示，方法600用以降低转换器内部电路的节点电压，方法600包含步骤620与640。
在步骤620中，提供第一传输电路，且第一传输电路用以接收第一交流电压。
在步骤640中，提供第二传输电路，其中第二传输电路电性耦合前述的第一传输电路，并用以根据第一交流电压产生第二交流电压。其中，第一传输电路与第二传输电路其中一者包含1个以上的一分压单元，第一传输电路与第二传输电路其中另一者包含2个以上的分压单元。分压单元包含串接的电感网络与电容网络，相邻的分压单元中的电感网络与电容网络交替串联连接。
举例而言，请参照图2，转换器200中的第一传输电路202和第二传输电路204中的一者包含1个以上分压单元206，另一者包含2个以上分压单元206，第一传输电路202中的分压单元206包含多个电容网络Cp1～Cpn与多个电感网络L11～L1n。第二传输电路204中的分压单元206包含多个电容网络Cs1～Csm与电感网络L21～L2m，多个电容网络Cp1～Cpn，Cs1～Csm中每一者的容值亦可为彼此相同或彼此不同，多个电感网络L11～L1n，L21～L2m中每一者的感值亦可为彼此相同或彼此不同，透过此种设置可有效地降低电路中的任意两点的电压。
另外，在步骤620中的电容网络Cp1～Cpn、Cs1～Csm可为电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。在步骤620中的电感网络L11～L1n、L21～L2m可为电感、变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元。
再者，请参照图5B，为了能够具有较稳定的电压增益，在第一传输电路的一谐振频率与第二传输电路的一谐振频率均为fr时，可进一步地将转换器的工作频率(例如：第一转换电路410的工作频率或第二转换电路420的工作频率)设置于0.8×fr～1.2×fr之间，其中fr为第一传输电路或第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率。
或者，当第一传输电路的谐振频率与第二传输电路的谐振频率不相等时，则可将转换器的工作频率(例如：第一转换电路410的工作频率或第二转换电路420的工作频率)设置于0.8×fr1至1.2×fr1之间或者0.8×fr2至1.2×fr2之间，其中fr1为第一传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率，fr2为第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的谐振频率。
综上所述，本发明所示转换器应用了电容与电感的交流特性，来完成降低节点电压的功能，此种方式不论在输出功率较高的情况或是在正常操作的情况下皆能有效地降低电路中任意两点的节点电压的最大值，从而提高转换器操作的安全性。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (31)

1.一种转换器，其特征在于，包含：
一第一传输电路，用以接收一第一交流电压；
一第二传输电路，与该第一传输电路电性耦合，用以根据该第一交流电压产生一第二交流电压，
其中，该第一传输电路与该第二传输电路其中一者包含1个以上的一分压单元，该第一传输电路与该第二传输电路其中另一者包含2个以上的该分压单元，该分压单元包含串接的一电感网络与一电容网络，相邻的该分压单元中的该电感网络与该电容网络交替串联连接；
一第一转换电路，电性耦接于该第一传输电路，并用以接收一第一直流电压并产生该第一交流电压，或者用以接收该第一交流电压并产生该第一直流电压；以及
一第二转换电路，电性耦接于该第二传输电路，并用以接收该第二交流电压并产生一第二直流电压，或用以接收该第二直流电压并产生该第二交流电压；
其中，该转换器为双向能量传输的转换器，该第一转换电路和该第二转换电路为支持双向能量传输的转换电路；
其中，当该第一传输电路的一谐振频率与该第二传输电路的一谐振频率均为fr时，该第一转换电路或该第二转换电路的工作频率设置于0.8×fr至1.2×fr之间，其中fr为该第一传输电路或该第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的该谐振频率。
2.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，该电感网络包含一电感、一变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元。
3.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，该电容网络包含一电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
4.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，每个分压单元中的该电感网络的感值彼此相同。
5.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，每个分压单元中的该电感网络的感值彼此不相同。
6.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，每个分压单元中的该电容网络的容值彼此相同。
7.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，每个分压单元中的该电容网络的容值彼此不相同。
8.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，该第一转换电路为一逆变电路，用以根据该第一直流电压产生该第一交流电压。
9.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，该第二转换电路为一整流电路，用以根据该第二交流电压产生该第二直流电压。
10.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包含一谐振网络，电性连接于该第一转换电路与该第一传输电路之间。
11.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，该谐振网络包含一电容、一电感或者一电容与一电感构成的一谐振单元。
12.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包含一谐振网络，电性连接于该第二转换电路与该第二传输电路之间。
13.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包含一电容支路，电性连接于该第一转换电路与该第一传输电路之间。
14.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包含一电容支路，电性连接于该第二转换电路与该第二传输电路之间。
15.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包含：
一交流转直流转换器，电性耦接于一交流电源与该第一转换电路，用以根据该交流电源产生该第一直流电压至该第一转换电路；
一功率调整模块，电性耦接于该第二转换电路与一负载，用以调整该第二直流电压以给该负载提供电能；
一第一控制模块，电性耦接于该交流转直流转换器与该第一转换电路，用以控制该第一转换电路；以及
一第二控制模块，电性耦接于该第二转换电路、功率调整模块和该第一控制模块，用以控制该第二转换电路。
16.一种转换器，其特征在于，包含：
一第一传输电路，用以接收一第一交流电压；
一第二传输电路，与该第一传输电路电性耦合，用以根据该第一交流电压产生一第二交流电压，
其中，该第一传输电路与该第二传输电路其中一者包含1个以上的一分压单元，该第一传输电路与该第二传输电路其中另一者包含2个以上的该分压单元，该分压单元包含串接的一电感网络与一电容网络，相邻的该分压单元中的该电感网络与该电容网络交替串联连接；
一第一转换电路，电性耦接于该第一传输电路，并用以接收一第一直流电压并产生该第一交流电压，或者用以接收该第一交流电压并产生该第一直流电压；以及
一第二转换电路，电性耦接于该第二传输电路，并用以接收该第二交流电压并产生一第二直流电压，或用以接收该第二直流电压并产生该第二交流电压；
其中，该转换器为双向能量传输的转换器，该第一转换电路和该第二转换电路为支持双向能量传输的转换电路；
其中，当该第一传输电路的谐振频率与该第二传输电路的谐振频率不相等时，该第一转换电路或该第二转换电路的工作频率设置于0.8×fr1至1.2×fr1之间或者0.8×fr2至1.2×fr2之间，其中fr1为该第一传输电路的等效漏感与等效电容对应的一谐振频率，fr2为该第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的一谐振频率。
17.根据权利要求16所述的转换器，其特征在于，该电感网络包含一电感、一变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元。
18.根据权利要求16所述的转换器，其特征在于，该电容网络包含一电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
19.根据权利要求16所述的转换器，其特征在于，还包含一谐振网络，电性连接于该第一转换电路与该第一传输电路之间。
20.根据权利要求16所述的转换器，其特征在于，还包含一谐振网络，电性连接于该第二转换电路与该第二传输电路之间。
21.根据权利要求16所述的转换器，其特征在于，还包含：
一交流转直流转换器，电性耦接于一交流电源与该第一转换电路，用以根据该交流电源产生该第一直流电压至该第一转换电路；
一功率调整模块，电性耦接于该第二转换电路与一负载，用以调整该第二直流电压以给该负载提供电能；
一第一控制模块，电性耦接于该交流转直流转换器与该第一转换电路，用以控制该第一转换电路；以及
一第二控制模块，电性耦接于该第二转换电路、功率调整模块和该第一控制模块，用以控制该第二转换电路。
22.一种降低节点电压的方法，其特征在于，用以降低一转换器内部电路的节点电压，该方法包含：
提供一第一传输电路，其中该第一传输电路用以接收一第一交流电压；以及
提供一第二传输电路，其中该第二传输电路电性耦合该第一传输电路，并用以根据该第一交流电压产生一第二交流电压；
其中，该第一传输电路与该第二传输电路其中一者包含1个以上的一分压单元，该第一传输电路与该第二传输电路其中另一者包含2个以上的该分压单元，该分压单元包含串接的一电感网络与一电容网络，相邻的该分压单元中的该电感网络与该电容网络交替串联连接；
其中，该转换器包含一第一转换电路与一第二转换电路，该第一转换电路用以接收一第一直流电压并产生该第一交流电压或者用以接收该第一交流电压并产生该第一直流电压，该第二转换电路接收该第二交流电压并产生一第二直流电压，或用以接收该第二直流电压并产生该第二交流电压；其中，该转换器为双向能量传输的转换器，该第一转换电路和该第二转换电路为支持双向能量传输的转换电路，该降低节点电压的方法还包含：
在该第一传输电路的一谐振频率与该第二传输电路的一谐振频率均为fr时，将该第一或第二转换电路的一工作频率设置于0.8×fr至1.2×fr之间，其中fr为该第一传输电路或该第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的该谐振频率。
23.根据权利要求22所述的降低节点电压的方法，其特征在于，该电感网络包含一电感、一变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元。
24.根据权利要求22所述的降低节点电压的方法，其特征在于，该电容网络包含一电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
25.根据权利要求22所述的降低节点电压的方法，其特征在于，每个分压单元中的该电感网络的感值彼此不相同。
26.根据权利要求22所述的降低节点电压的方法，其特征在于，每个分压单元中的该电感网络的感值彼此相同。
27.根据权利要求22所述的降低节点电压的方法，其特征在于，每个分压单元中的该电容网络的容值彼此相同。
28.根据权利要求22所述的降低节点电压的方法，其特征在于，每个分压单元中的该电容网络的容值彼此不相同。
29.一种降低节点电压的方法，其特征在于，用以降低一转换器内部电路的节点电压，该方法包含：
提供一第一传输电路，其中该第一传输电路用以接收一第一交流电压；以及
提供一第二传输电路，其中该第二传输电路电性耦合该第一传输电路，并用以根据该第一交流电压产生一第二交流电压；
其中，该第一传输电路与该第二传输电路其中一者包含1个以上的一分压单元，该第一传输电路与该第二传输电路其中另一者包含2个以上的该分压单元，该分压单元包含串接的一电感网络与一电容网络，相邻的该分压单元中的该电感网络与该电容网络交替串联连接；
其中，该转换器包含一第一转换电路与一第二转换电路，该第一转换电路用以接收一第一直流电压并产生该第一交流电压或者用以接收该第一交流电压并产生该第一直流电压，该第二转换电路接收该第二交流电压并产生一第二直流电压，或用以接收该第二直流电压并产生该第二交流电压；其中，该转换器为双向能量传输的转换器，该第一转换电路和该第二转换电路为支持双向能量传输的转换电路，该降低节点电压的方法还包含：
在该第一传输电路的一谐振频率与该第二传输电路的一谐振频率不相等时，将该第一或第二转换电路的一工作频率设置于0.8×fr1至1.2×fr1之间或者0.8×fr2至1.2×fr2之间，其中fr1为该第一传输电路的等效漏感与等效电容对应的该谐振频率，fr2为该第二传输电路的等效漏感与等效电容对应的该谐振频率。
30.根据权利要求29所述的降低节点电压的方法，其特征在于，该电感网络包含一电感、一变压器绕组、多个电感串/并联构成的电感单元、多个变压器绕组串/并联构成的电感单元或者多个电感与变压器绕组构成的电感单元。
31.根据权利要求29所述的降低节点电压的方法，其特征在于，该电容网络包含一电容、或多个电容串/并联构成的电容单元。
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