TWI475790B - 具有虛功補償的電源轉換裝置 - Google Patents

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Description

具有虛功補償的電源轉換裝置
本發明係有關於一種電源轉換裝置，特別是一種具有虛功補償的電源轉換裝置。
再升壓型電源轉換裝置具有高效率與高升壓比的優點；因此，再升壓型電源轉換裝置被廣泛地使用。請參考第一圖，其係為一般再升壓型電源轉換裝置的輸出電壓之一實施例波形圖；再升壓型電源轉換裝置的缺點為再升壓型電源轉換裝置的最低輸出電壓會被輸入電壓(波形當中的水平線)所箝制；如第一圖所示，若輸入電壓不為零，則再升壓型電源轉換裝置的最低輸出電壓無法為零。
因此，一般再升壓型電源轉換裝置僅能當作升壓型變流器，一般再升壓型電源轉換裝置無法應用在交流電源輸出電源供應器，例如微型變流器(micro inverter)。請參考第二圖，其係為可應用在交流電源輸出電源供應器之電源轉換裝置的輸出電壓之一實施例波形圖；請參考第三圖，其係為第二圖之輸出電壓經過變流後之波形圖；一般再升壓型電源轉換裝置的輸出電壓(如第一圖所示)經過變流後無法達成完美的零交越(如第三圖所示)，因 此一般再升壓型電源轉換裝置無法應用在交流電源輸出電源供應器。
再者，請參考第七圖，其係為一般再升壓型電源轉換裝置(或返馳式電源轉換裝置)虛功補償或虛功控制的輸出電壓與輸出電流波形圖；當輸出電流的方向與輸出電壓的方向不同時，輸出電流為零。一般再升壓型電源轉換裝置(或返馳式電源轉換裝置)的變壓器的二次側具有二極體，因此電流只能單向地流動，故一般再升壓型電源轉換裝置(或返馳式電源轉換裝置)不可應用在虛功補償或虛功控制的產品。
為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種具有虛功補償的電源轉換裝置。
為改善上述習知技術之缺點，本發明之又一目的在於提供一種具有虛功補償的電源轉換裝置。
為達成本發明之上述目的，本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置包含：一電源輸入端；一電源輸出端；一電源負端；一變壓器，該變壓器電性連接至該電源輸入端；一一次側開關單元，該一次側開關單元電性連接至該變壓器及該電源負端；一一次側開關控制單元，該一次側開關控制單元電性連接至該一次側開關單元；一第一單向導電單元，該第一單向導電單元電性連接至該變壓器及該電源輸出端；一第一電荷儲存單元，該第一電荷儲存單元電性連接至該變壓器及該電源輸出端；一第二電荷儲存單元，該第二電荷儲存單元電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元及 該電源負端；一第二單向導電單元，該第二單向導電單元電性連接至該變壓器及該一次側開關單元；一模式切換開關單元，該模式切換開關單元電性連接至該第二單向導電單元、該變壓器、該第一電荷儲存單元及該第二電荷儲存單元；一模式切換開關控制單元，該模式切換開關控制單元電性連接至該模式切換開關單元；一二次側開關單元，該二次側開關單元電性連接至該變壓器、該電源輸出端及該第一單向導電單元；一二次側開關控制單元，該二次側開關控制單元電性連接至該二次側開關單元；及一第四單向導電單元，該第四單向導電單元電性連接至該一次側開關單元。其中如果該電源輸出端之一交流電壓之一數值乘以該電源輸出端之一交流電流之一數值不小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於一實功區；如果該電源輸出端之該交流電壓之該數值乘以該電源輸出端之該交流電流之該數值小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於一虛功區。其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區且該電源輸出端之該交流電壓之一絕對值大於該電源輸入端之一輸入電壓之一絕對值，則該模式切換開關控制單元導通該模式切換開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有一再升壓型電源轉換器之功能。其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區且該電源輸出端之該交流電壓之該絕對值不大於該電源輸入端之該輸入電壓之該絕對值，則該模式切換開關控制單元不導通該模式切換開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有一返馳型電源轉換器之功能。其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該虛功區，則該一次側開關控制單元不導通該一次側開關單元，該二次側開關控制單元導通該二次側開關單元，且該模式切換 開關控制單元不導通該模式切換開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有該返馳型電源轉換器之功能與虛功補償的功能。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，更包含一第二電荷儲存單元旁路電路，該第二電荷儲存單元旁路電路電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元、該第二電荷儲存單元、該模式切換開關單元及該電源負端。其中當該模式切換開關控制單元不導通該模式切換開關單元時，該第二電荷儲存單元係依據該第二電荷儲存單元旁路電路對該電源負端正確地放電。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第二電荷儲存單元旁路電路包含一旁路開關單元，該旁路開關單元電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元、該第二電荷儲存單元、該模式切換開關單元及該電源負端。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第二電荷儲存單元旁路電路更包含一旁路開關控制單元，該旁路開關控制單元電性連接至該旁路開關單元及該模式切換開關控制單元。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第二電荷儲存單元旁路電路更包含一電壓偵測單元，該電壓偵測單元電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元、該第二電荷儲存單元、該模式切換開關單元、該旁路開關單元及該旁路開關控制單元。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第一單向導電單元可為例如但不限定為一第一二極體，該第一二極體的 陰極電性連接至該電源輸出端，該第一二極體的陽極電性連接至該變壓器。其中該第二單向導電單元可為例如但不限定為一第二二極體，該第二二極體的陰極電性連接至該模式切換開關單元，該第二二極體的陽極電性連接至該變壓器及該一次側開關單元。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區，則該二次側開關控制單元不導通該二次側開關單元。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區，則該二次側開關控制單元在該一次側開關控制單元不導通該一次側開關單元時導通該二次側開關單元，且該二次側開關控制單元在該一次側開關控制單元導通該一次側開關單元時不導通該二次側開關單元，藉此達到同步整流的目的。
再者，如上所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，該具有虛功補償的電源轉換裝置的後端搭配交流變流器或該具有虛功補償的電源轉換裝置的前端搭配整流器，該具有虛功補償的電源轉換裝置係應用於直流轉交流領域或交流轉直流領域。其中該一次側開關單元與該第四單向導電單元整合成一金氧半場效電晶體封裝或一絕緣柵雙極電晶體封裝，該二次側開關單元與該第一單向導電單元整合成一金氧半場效電晶體封裝或一絕緣柵雙極電晶體封裝。
為達成本發明之上述又一目的，本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置包含一電源輸入端；一電源輸出端；一電源負端；一變壓 器，該變壓器電性連接至該電源輸入端；一一次側開關單元，該一次側開關單元電性連接至該變壓器及該電源負端；一一次側開關控制單元，該一次側開關控制單元電性連接至該一次側開關單元；一第一單向導電單元，該第一單向導電單元電性連接至該變壓器及該電源輸出端；一第一電荷儲存單元，該第一電荷儲存單元電性連接至該變壓器及該電源輸出端；一二次側開關單元，該二次側開關單元電性連接至該變壓器、該電源輸出端及該第一單向導電單元；及一二次側開關控制單元，該二次側開關控制單元電性連接至該二次側開關單元。其中如果該電源輸出端之一交流電壓之一數值乘以該電源輸出端之一交流電流之一數值不小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於一實功區；如果該電源輸出端之該交流電壓之該數值乘以該電源輸出端之該交流電流之該數值小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於一虛功區；其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該虛功區，則該一次側開關控制單元不導通該一次側開關單元，該二次側開關控制單元導通該二次側開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有虛功補償的功能。
本發明之功效在於使再升壓型電源轉換裝置的最低輸出電壓可以為零，因此再升壓型電源轉換裝置得以應用在交流電源輸出電源供應器；再者，因為電流可雙向流動(流經該二次側開關單元)，所以再升壓型電源轉換裝置(或返馳式電源轉換裝置)可應用在虛功補償或虛功控制的產品。
10‧‧‧具有虛功補償的電源轉換裝置
20‧‧‧具有虛功補償的電源轉換裝置
30‧‧‧交流變流器
40‧‧‧整流器
50‧‧‧交流電壓源
102‧‧‧電源輸入端
104‧‧‧電源輸出端
106‧‧‧電源負端
108‧‧‧變壓器
110‧‧‧一次側開關單元
112‧‧‧一次側開關控制單元
114‧‧‧第一單向導電單元
116‧‧‧第一電荷儲存單元
118‧‧‧第二電荷儲存單元
120‧‧‧第二單向導電單元
122‧‧‧模式切換開關單元
124‧‧‧模式切換開關控制單元
126‧‧‧第二電荷儲存單元旁路電路
128‧‧‧二次側開關單元
130‧‧‧二次側開關控制單元
132‧‧‧第四單向導電單元
1022‧‧‧輸入電壓
1042‧‧‧交流電壓
1044‧‧‧交流電流
12602‧‧‧旁路開關單元
12604‧‧‧旁路開關控制單元
12608‧‧‧電壓偵測單元
第一圖為一般再升壓型電源轉換裝置的輸出電壓之一實施例波形 圖。
第二圖為可應用在交流電源輸出電源供應器之電源轉換裝置的輸出電壓之一實施例波形圖。
第三圖為第二圖之輸出電壓經過變流後之波形圖。
第四圖為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第一實施例方塊圖。
第五圖為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第二實施例方塊圖。
第六圖為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第三實施例方塊圖。
第七圖為一般再升壓型電源轉換裝置(或返馳式電源轉換裝置)虛功補償或虛功控制的輸出電壓與輸出電流波形圖。
第八圖為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置虛功補償或虛功控制的輸出電壓與輸出電流波形圖。
第九圖為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第一應用實施例方塊圖。
第十圖為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第二應用實施例方塊圖。
請參考第四圖，其係為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第一實施例方塊圖。一具有虛功補償的電源轉換裝置10包含一電 源輸入端102、一電源輸出端104、一電源負端106、一變壓器108、一一次側開關單元110、一一次側開關控制單元112、一第一單向導電單元114、一第一電荷儲存單元116、一第二電荷儲存單元118、一第二單向導電單元120、一模式切換開關單元122、一模式切換開關控制單元124、一二次側開關單元128、一二次側開關控制單元130及一第四單向導電單元132。
該變壓器108電性連接至該電源輸入端102；該一次側開關單元110電性連接至該變壓器108及該電源負端106；該一次側開關控制單元112電性連接至該一次側開關單元110；該第一單向導電單元114電性連接至該變壓器108及該電源輸出端104；該第一電荷儲存單元116電性連接至該變壓器108及該電源輸出端104；該第二電荷儲存單元118電性連接至該變壓器108、該第一電荷儲存單元116及該電源負端106；該第二單向導電單元120電性連接至該變壓器108及該一次側開關單元110；該模式切換開關單元122電性連接至該第二單向導電單元120、該變壓器108、該第一電荷儲存單元116及該第二電荷儲存單元118；該模式切換開關控制單元124電性連接至該模式切換開關單元122；該二次側開關單元128電性連接至該變壓器108、該電源輸出端104及該第一單向導電單元114；該二次側開關控制單元130電性連接至該二次側開關單元128；該第四單向導電單元132電性連接至該一次側開關單元110。
當該模式切換開關控制單元124導通該模式切換開關單元122時，該具有虛功補償的電源轉換裝置10係具有一再升壓型電源轉換器之功能；當該模式切換開關控制單元124不導通該模式切換開關 單元122時，具有虛功補償的電源轉換裝置10係具有一返馳型電源轉換器之功能。
當該具有虛功補償的電源轉換裝置10的最低輸出電壓會被一輸入電壓1022所箝制時，該模式切換開關控制單元124即不導通該模式切換開關單元122，使得該具有虛功補償的電源轉換裝置10變成一返馳型電源轉換器，以克服此等問題。當該具有虛功補償的電源轉換裝置10的最低輸出電壓不會被該輸入電壓1022所箝制時，該模式切換開關控制單元124即導通該模式切換開關單元122，使得該具有虛功補償的電源轉換裝置10變成一升壓型電源轉換器。
因此，該具有虛功補償的電源轉換裝置10之一交流電壓1042波形將如第二圖所示，與第一圖所示不同；該具有虛功補償的電源轉換裝置10將可應用在交流電源輸出電源供應器(第四圖未示)。
換句話說，當該具有虛功補償的電源轉換裝置10的最低輸出電壓會被該輸入電壓1022所箝制時，該具有虛功補償的電源轉換裝置10即變成一返馳型電源轉換器，使得該具有虛功補償的電源轉換裝置10之該交流電壓1042可以低於該輸入電壓1022，該具有虛功補償的電源轉換裝置10之最低輸出電壓可以為零。
在一具體實施例，若該輸入電壓1022為一交流電源(正弦波)，則該模式切換開關控制單元124每該輸入電壓1022的週期的一半不導通該模式切換開關單元122一次，使得該具有虛功補償的電源轉換裝置10成為一返馳型電源轉換器；而其餘時間，該模式切換開關控制單元124則導通該模式切換開關單元122，使得該具有 虛功補償的電源轉換裝置10成為一升壓型電源轉換器。例如，若該交流電源之週期為1/60秒，則該模式切換開關控制單元124每1/120秒不導通該模式切換開關單元122一次。
在另一具體實施例，該具有虛功補償的電源轉換裝置10更包含一電源輸入端電壓偵測器(第四圖未示)及一電源輸出端電壓偵測器(第四圖未示)；該電源輸入端電壓偵測器電性連接至該電源輸入端102及該模式切換開關控制單元124；該電源輸出端電壓偵測器電性連接至該電源輸出端104及該模式切換開關控制單元124。該電源輸入端電壓偵測器偵測該電源輸入端102的電壓並通知該模式切換開關控制單元124；該電源輸出端電壓偵測器偵測該電源輸出端104的電壓並通知該模式切換開關控制單元124。
當該交流電壓1042的絕對值大於該輸入電壓1022的絕對值時，該模式切換開關控制單元124導通該模式切換開關單元122，該具有虛功補償的電源轉換裝置10係為一升壓型電源轉換器；當該交流電壓1042的絕對值不大於該輸入電壓1022的絕對值時，該模式切換開關控制單元124不導通該模式切換開關單元122，該具有虛功補償的電源轉換裝置10係為一返馳型電源轉換器。
該具有虛功補償的電源轉換裝置10可在該電源輸入端102或該電源輸出端104搭配交流變流電路(例如全橋式電路)；因此該具有虛功補償的電源轉換裝置10可應用於直流轉直流、直流轉交流(例如微型變流器)、交流轉直流或交流轉交流領域。該一次側開關控制單元112係以脈波寬度調變(例如DCM、CCM、BCM或QR mode等等)方式控制該一次側開關單元110。
再者，如果該電源輸出端104之該交流電壓1042之一數值乘以該電源輸出端104之一交流電流1044之一數值不小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置10係處於一實功區；如果該電源輸出端104之該交流電壓104之該數值乘以該電源輸出端104之該交流電流1044之該數值小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置10係處於一虛功區。
在一具體實施例，該具有虛功補償的電源轉換裝置10更包含一第一電壓偵測器(第四圖未示)、一第一電流偵測器(第四圖未示)及一微處理器(第四圖未示)；該第一電壓偵測器電性連接至該電源輸出端104；該第一電流偵測器電性連接至該電源輸出端104；該微處理器電性連接至該第一電壓偵測器、該第一電流偵測器、該一次側開關控制單元112、該二次側開關控制單元130及該模式切換開關控制單元124。
該第一電壓偵測器係用以偵測該電源輸出端104的電壓並通知該微處理器；該第一電流偵測器係用以偵測該電源輸出端104的電流並通知該微處理器；藉此，該微處理器係用以計算並得知該具有虛功補償的電源轉換裝置10係處於該實功區或該虛功區，接著通知該一次側開關控制單元112、該二次側開關控制單元130及該模式切換開關控制單元124。
如果該具有虛功補償的電源轉換裝置10係處於該實功區且該電源輸出端104之該交流電壓1042之該絕對值大於該電源輸入端102之該輸入電壓1022之該絕對值，則該模式切換開關控制單元124導通該模式切換開關單元122，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置10係具有該再升壓型電源轉換器之功能。
如果該具有虛功補償的電源轉換裝置10係處於該實功區且該電源輸出端104之該交流電壓1042之該絕對值不大於該電源輸入端102之該輸入電壓1022之該絕對值，則該模式切換開關控制單元124不導通該模式切換開關單元122，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置10係具有該返馳型電源轉換器之功能。
如果該具有虛功補償的電源轉換裝置10係處於該虛功區，則該一次側開關控制單元112不導通該一次側開關單元110，該二次側開關控制單元130導通該二次側開關單元128(電流可雙向流動)，且該模式切換開關控制單元124不導通該模式切換開關單元122，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置10係具有該返馳型電源轉換器之功能與虛功補償的功能。請參考第八圖，其係為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置虛功補償或虛功控制的輸出電壓與輸出電流波形圖。
當該具有虛功補償的電源轉換裝置10處於該實功區時，該二次側開關控制單元130係不導通該二次側開關單元128；或是該二次側開關控制單元130在該一次側開關控制單元112不導通該一次側開關單元110時導通該二次側開關單元128，該二次側開關控制單元130在該一次側開關控制單元112導通該一次側開關單元110時不導通該二次側開關單元128，藉此達到同步整流的目的(改善效率)。
該一次側開關單元110可為例如但不限定為一電晶體開關；該第一單向導電單元114可為例如但不限定為一第一二極體，該第一二極體的陰極電性連接至該電源輸出端104，該第一二極體的陽極電性連接至該變壓器108；該第一電荷儲存單元116可為例如但 不限定為一電容；該第二電荷儲存單元118可為例如但不限定為一電容；該第二單向導電單元120係為一第二二極體，該第二二極體的陰極電性連接至該模式切換開關單元122，該第二二極體的陽極電性連接至該變壓器108及該一次側開關單元110；該模式切換開關單元122可為例如但不限定為一電晶體開關；該二次側開關單元128可為例如但不限定為一電晶體開關。
請參考第五圖，其係為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第二實施例方塊圖。第五圖所示之元件敘述與第四圖相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，該具有虛功補償的電源轉換裝置10更包含一第二電荷儲存單元旁路電路126；該第二電荷儲存單元旁路電路126電性連接至該變壓器108、該第一電荷儲存單元116、該第二電荷儲存單元118、該模式切換開關單元122及該電源負端106。
當該模式切換開關控制單元124不導通該模式切換開關單元122時，該第二電荷儲存單元118係依據該第二電荷儲存單元旁路電路126對該電源負端106正確地放電。
亦即，當該具有虛功補償的電源轉換裝置10係為一返馳型電源轉換器時，該第二電荷儲存單元旁路電路126係提供該第二電荷儲存單元118一個旁路路徑，確保該第二電荷儲存單元118的電壓為零，並且避免該第二電荷儲存單元118遭受負向充電電流而使其電壓為負值。
該第二電荷儲存單元旁路電路126包含一旁路開關單元12602、一旁路開關控制單元12604及一電壓偵測單元12608。該旁路開關單 元12602電性連接至該變壓器108、該第一電荷儲存單元116、該第二電荷儲存單元118、該模式切換開關單元122及該電源負端106；該旁路開關控制單元12604電性連接至該旁路開關單元12602及該模式切換開關控制單元124；該電壓偵測單元12608電性連接至該變壓器108、該第一電荷儲存單元116、該第二電荷儲存單元118、該模式切換開關單元122、該旁路開關單元12602及該旁路開關控制單元12604。該旁路開關單元12602可為例如但不限定為一電晶體開關。
當該具有虛功補償的電源轉換裝置10係為該返馳型電源轉換器時，該模式切換開關控制單元124通知該旁路開關控制單元12604，該電壓偵測單元12608偵測該第二電荷儲存單元118的電壓並通知該旁路開關控制單元12604，該旁路開關控制單元12604將視該第二電荷儲存單元118的電壓決定該旁路開關單元12602的導通時間點。
當該具有虛功補償的電源轉換裝置10係為該升壓型電源轉換器時，該模式切換開關控制單元124通知該旁路開關控制單元12604，該旁路開關控制單元12604不導通該旁路開關單元12602。
本發明之優點在於使再升壓型電源轉換裝置的最低輸出電壓可以為零，因此再升壓型電源轉換裝置得以應用在交流電源輸出電源供應器；再者，因為電流可雙向流動(流經該二次側開關單元128)，所以再升壓型電源轉換裝置(或返馳式電源轉換裝置)可應用在虛功補償或虛功控制的產品。
再者，該一次側開關單元110與該第四單向導電單元132可整合成 一金氧半場效電晶體封裝或一絕緣柵雙極電晶體封裝；該二次側開關單元128與該第一單向導電單元114可整合成一金氧半場效電晶體封裝或一絕緣柵雙極電晶體封裝。
請參考第九圖，其係為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第一應用實施例方塊圖；該具有虛功補償的電源轉換裝置10的後端搭配一交流變流器30；該交流變流器30電性連接至該具有虛功補償的電源轉換裝置10及一交流電壓源50。請參考第十圖，其係為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第二應用實施例方塊圖；該具有虛功補償的電源轉換裝置10的前端搭配一整流器40；該整流器40電性連接至該具有虛功補償的電源轉換裝置10及一交流電壓源50。本發明係應用於直流轉交流領域或交流轉直流領域。
請參考第六圖，其係為本發明之具有虛功補償的電源轉換裝置之第三實施例方塊圖。第六圖所示之元件敘述與第四圖相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，如果該具有虛功補償的電源轉換裝置20係處於該虛功區，則該一次側開關控制單元112不導通該一次側開關單元110，該二次側開關控制單元130導通該二次側開關單元128；因此該具有虛功補償的電源轉換裝置20係具有虛功補償的功能。
然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件 ，爰依專利法提出申請。
10‧‧‧具有虛功補償的電源轉換裝置
102‧‧‧電源輸入端
104‧‧‧電源輸出端
106‧‧‧電源負端
108‧‧‧變壓器
110‧‧‧一次側開關單元
112‧‧‧一次側開關控制單元
114‧‧‧第一單向導電單元
116‧‧‧第一電荷儲存單元
118‧‧‧第二電荷儲存單元
120‧‧‧第二單向導電單元
122‧‧‧模式切換開關單元
124‧‧‧模式切換開關控制單元
128‧‧‧二次側開關單元
130‧‧‧二次側開關控制單元
132‧‧‧第四單向導電單元
1022‧‧‧輸入電壓
1042‧‧‧交流電壓
1044‧‧‧交流電流

Claims (7)

  1. 一種具有虛功補償的電源轉換裝置，包含：一電源輸入端；一電源輸出端；一電源負端；一變壓器，該變壓器電性連接至該電源輸入端；一一次側開關單元，該一次側開關單元電性連接至該變壓器及該電源負端；一一次側開關控制單元，該一次側開關控制單元電性連接至該一次側開關單元；一第一單向導電單元，該第一單向導電單元電性連接至該變壓器及該電源輸出端；一第一電荷儲存單元，該第一電荷儲存單元電性連接至該變壓器及該電源輸出端；一第二電荷儲存單元，該第二電荷儲存單元電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元及該電源負端；一第二單向導電單元，該第二單向導電單元電性連接至該變壓器及該一次側開關單元；一模式切換開關單元，該模式切換開關單元電性連接至該第二單向導電單元、該變壓器、該第一電荷儲存單元及該第二電荷儲存單元；一模式切換開關控制單元，該模式切換開關控制單元電性連接至 該模式切換開關單元；一二次側開關單元，該二次側開關單元電性連接至該變壓器、該電源輸出端及該第一單向導電單元；一二次側開關控制單元，該二次側開關控制單元電性連接至該二次側開關單元；一第四單向導電單元，該第四單向導電單元電性連接至該一次側開關單元；及一第二電荷儲存單元旁路電路，該第二電荷儲存單元旁路電路電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元、該第二電荷儲存單元、該模式切換開關單元及該電源負端，其中如果該電源輸出端之一交流電壓之一數值乘以該電源輸出端之一交流電流之一數值不小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於一實功區；如果該電源輸出端之該交流電壓之該數值乘以該電源輸出端之該交流電流之該數值小於零，則該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於一虛功區；其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區且該電源輸出端之該交流電壓之一絕對值大於該電源輸入端之一輸入電壓之一絕對值，則該模式切換開關控制單元導通該模式切換開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有一再升壓型電源轉換器之功能；其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區且該電源輸出端之該交流電壓之該絕對值不大於該電源輸入端之該輸入電壓之該絕對值，則該模式切換開關控制單元不導通該模式切換開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有一返馳型電源轉換器之功能； 其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該虛功區，則該一次側開關控制單元不導通該一次側開關單元，該二次側開關控制單元導通該二次側開關單元，且該模式切換開關控制單元不導通該模式切換開關單元，因此該具有虛功補償的電源轉換裝置係具有該返馳型電源轉換器之功能與虛功補償的功能；其中當該模式切換開關控制單元不導通該模式切換開關單元時，該第二電荷儲存單元係依據該第二電荷儲存單元旁路電路對該電源負端正確地放電；其中該第二電荷儲存單元旁路電路包含一旁路開關單元，該旁路開關單元電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元、該第二電荷儲存單元、該模式切換開關單元及該電源負端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第二電荷儲存單元旁路電路更包含一旁路開關控制單元，該旁路開關控制單元電性連接至該旁路開關單元及該模式切換開關控制單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第二電荷儲存單元旁路電路更包含一電壓偵測單元，該電壓偵測單元電性連接至該變壓器、該第一電荷儲存單元、該第二電荷儲存單元、該模式切換開關單元、該旁路開關單元及該旁路開關控制單元。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中該第一單向導電單元係為一第一二極體，該第一二極體的陰極電性連接至該電源輸出端，該第一二極體的陽極電性連接至該變壓器；其中該第二單向導電單元係為一第二二極體，該第二二極體的陰極電性連接至該模式切換開關單元，該第二二極體的陽極 電性連接至該變壓器及該一次側開關單元。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區，則該二次側開關控制單元不導通該二次側開關單元。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，其中如果該具有虛功補償的電源轉換裝置係處於該實功區，則該二次側開關控制單元在該一次側開關控制單元不導通該一次側開關單元時導通該二次側開關單元，且該二次側開關控制單元在該一次側開關控制單元導通該一次側開關單元時不導通該二次側開關單元，藉此達到同步整流的目的。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之具有虛功補償的電源轉換裝置，該具有虛功補償的電源轉換裝置的後端搭配交流變流器或該具有虛功補償的電源轉換裝置的前端搭配整流器，該具有虛功補償的電源轉換裝置係應用於直流轉交流領域或交流轉直流領域，其中該一次側開關單元與該第四單向導電單元整合成一金氧半場效電晶體封裝或一絕緣柵雙極電晶體封裝，該二次側開關單元與該第一單向導電單元整合成一金氧半場效電晶體封裝或一絕緣柵雙極電晶體封裝。
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