TWI774608B - 轉換模組的輔助電源電路、平衡電路與供電系統 - Google Patents
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Abstract
一種轉換模組的輔助電源電路係用以對控制單元供電,且轉換模組的輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元。輔助電源電路包括偶數個初級側電路與次級側電路,且各初級側電路包括第一開關單元、第二開關單元及諧振槽。第一開關單元與第二開關單元串聯耦接,且對應地並聯耦接於其中之一的儲能單元,諧振槽並聯耦接第二開關單元。次級側電路耦合其中之二的初級側電路的諧振槽而獲取電力,且對控制單元供電。
Description
本發明係有關一種轉換模組的輔助電源電路、平衡電路與供電系統,尤指一種具有均壓功能之轉換模組的輔助電源電路、平衡電路與供電系統。
請參閱圖1為習知的供電系統之電路方塊圖。目前市面上應用於中壓直流電壓(Medium voltage DC;MVDC)的供電系統100中,包括多個輸入端串聯耦接的轉換模組1-1~1-n。對供電系統100內部控制器供電的輔助電源電路(Auxiliary Power System;APS),大多使用外部供電(以箭頭輸入輔助電源電路APS表示),而非自供電的形式。其原因在於,中壓直流電壓通常電壓大於1500伏特,甚至高達幾十千伏。因此,供電系統通常可接收的中壓直流電壓MVDC基本上為千伏等級。所以,若為自供電的形式,輔助電源電路APS除非具有中壓隔離的絕緣能力,方可將高達幾十千伏的電力轉換為50伏以下的電力供應控制器,否則就必須使用外部供電。然而,這兩種狀況不外乎需要,使用體積較大、成本較昂貴的隔離變壓器,或者需要額外的電源供應器輔以供電,皆同樣提高電路體積與成本。
其中,使用自供電的形式的輔助電源電路APS,通常轉換模組1-1~1-n係各別耦接輸入端的電容C,以分別使用輸入端電容C所儲存的電力。因此,使用自供電的形式的輔助電源電路APS除了需要有中壓隔離的絕緣能力外,供電系統100還必須將每個轉換模組1-1~1-n輸入端的電力維持平衡(均壓),以保護每個轉換模組1-1~1-n後端的控制器(或其餘電路等)電壓不會超過設定值而進入保護狀態。如此,則必須要額外附加均壓電路而增加電路體積與成本,且現行的均壓電路亦無能力對電容C做快速的均壓控制。
所以,如何設計出一種具有均壓功能之轉換模組的輔助電源電路、平衡電路與供電系統,以使得各儲能單元的儲能電壓根據電壓高低而自然相互傳遞能量,且過高的能量通過耦合的方式回收使用,乃為本案創作人所欲行研究的一大課題。
為了解決上述問題,本發明係提供一種轉換模組的輔助電源電路,以克服習知技術的問題。因此,本發明輔助電源電路用以對控制單元供電,轉換模組的輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元,且各儲能單元包括第一端與第二端。輔助電源電路包括偶數個初級側電路與次級側電路,各初級側電路包括第一開關單元、第二開關單元及諧振槽,且次級側電路包括至少一感應單元與整流電路。第一開關單元包括第一端與第二端,開關單元的第一端對應地耦接該等儲能單元之一者的第一端。第二開關單元包括第一端與第二端,第二開關單元的第一端耦接第一開關單元的第二端,且第二開關單元的第二端對應地耦接同一個的儲能單元的第二端。諧振槽並聯第二開關單元。至少一感應單元耦合該等初級側電路之二者的諧振槽。整流電路耦接至少一感應單元與控制單元,將至少一感應單元所提供的電力整流為直流電力,且用以對控制單元供電。
為了解決上述問題,本發明係提供一種轉換模組的平衡電路,以克服習知技術的問題。因此,本發明的轉換模組的輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元,且各儲能單元包括第一端與第二端。平衡電路包括偶數個初級側電路與次級側電路,各初級側電路包括第一開關單元、第二開關單元及諧振槽,且次級側電路包括複數個感應單元。第一開關單元包括第一端與第二端,第一開關單元的第一端對應地耦接該等儲能單元之一者的第一端。第二開關單元包括第一端與第二端,第二開關單元的第一端耦接第一開關單元的第二端,且第二開關單元的第二端對應地耦接同一個的儲能單元的第二端。諧振槽並聯第二開關。各感應單元並聯耦接,且分別耦合該等初級側電路之二者的諧振槽。其中,初級側電路的數量為至少四個。
為了解決上述問題,本發明係提供一種供電系統,以克服習知技術的問題。因此,本發明供電系統包括複數個轉換模組,各轉換模組的輸入端串聯耦接,輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元,且各儲能單元包括第一端與第二端。各轉換模組包括輔助電源電路、電源級電路及控制單元,且輔助電源電路包括偶數個初級側電路與次級側電路。各初級側電路包括第一開關單元、第二開關單元及諧振槽,且次級側電路包括至少一感應單元與整流電路。第一開關單元包括第一端與第二端,第一開關單元的第一端對應地耦接該等儲能單元之一者的第一端。第二開關單元包括第一端與第二端,第二開關單元的第一端耦接第一開關單元的第二端,且第二開關單元的第二端對應地耦接同一個的儲能單元的第二端。諧振槽並聯第二開關單元。至少一感應單元彼此並聯耦接,且分別耦合該等初級側電路之二者的諧振槽。整流電路耦接至少一感應單元,將至少一感應單元所提供的電力整流為直流電力。電源級電路耦接輸入端,控制單元耦接整流電路與電源級電路,且用以接收直流電力而運作,且用以控制電源級電路。
本發明之主要目的及功效在於,初級側模組的兩初級側電路所使用的諧振槽具有對稱的電路結構以及相同的參數,同一組初級側電路的諧振槽Rt參數均相同的條件下,可使得各儲能單元的儲能電壓根據電壓高低而自然相互傳遞能量之功效。其優點在於,可將過高的能量通過耦合的方式回收使用,並非透過電阻來消耗而造成額外的電力損耗,且響應速度也較快。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明之目的、特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明,配合圖式說明如下:
請參閱圖2為本發明具有均壓功能之供電系統之電路方塊圖。供電系統100主要係應用於固態變壓器 (Solid State Transformer;SST),又可稱之為電力電子變壓器。供電系統100接收中壓直流電壓MVDC,在輸入如此高壓的場合,供電系統100的輸入端包括複數個串聯耦接的電容C來穩定中壓直流電壓MVDC的電壓值,且使用了複數個轉換模組1-1~1-n來平均分配中壓直流電壓MVDC。具體地,供電系統100包括複數個轉換模組1-1~1-n,各轉換模組1-1~1-n的輸入端串聯耦接,以平均分配中壓直流電壓MVDC。意即,中壓直流電壓MVDC的電壓值(複數個串聯耦接的電容C上的跨壓)即為各個轉換模組1-1~1-n的輸入電壓Vin1~VinN的總和。各轉換模組1-1~1-n的輸出端(圖未示)可為串聯耦接、並聯耦接或各自為獨立輸出,在此不加以限定。
請參閱圖3為本發明具有均壓功能之轉換模組第一實施例之電路方塊圖,復配合參閱圖2。以轉換模組1-1示意,轉換模組1-1包括輸入端12、輔助電源電路14、電源級電路16及控制單元18。輸入端12接收輸入電壓Vin1,且包括串聯耦接的偶數個儲能單元122(圖3所示為四個儲能單元122,然不以此為限制本發明)。其中,儲能單元122可以為單一電容,也可以為多個串聯耦接的電容組。各儲能單元122包括第一端A與第二端B,且以第一端A為頭,第二端B為尾的方式串聯耦接。其中,各儲能單元122所儲存的儲能電壓Vb1~Vb4的總和即為輸入電壓Vin1。輔助電源電路14耦接輸入端12與控制單元18,且用以轉換輸入電壓Vin1對控制單元18供電。電源級電路16通常可以為切換式的電源轉換電路,內部通常由例如但不限於開關、電容、電感等元件所構成。例如但不限於,電源級電路16可以為中性點嵌位式(例如三電位式、五電位式)的轉換電路,其常用在大功率的應用中,尤其是功率高達數百萬瓦特的應用中。
電源級電路16耦接輸入端12,且控制單元18耦接電源級電路16內部的開關。控制單元18通過提供第一控制訊號組Sg1控制開關的切換,以控制電源級電路16將輸入電壓Vin1轉換為其他後級電路所需電壓。以三電位式轉換電路為例,電源級電路16包括第一總線端162、第二總線端164及電位端166。第一總線端162耦接首個串聯耦接的儲能單元122的第一端A,且第二總線端164耦接末個串聯耦接的儲能單元122的第二端B。其中,若電源級電路16為五電位式轉換電路,則電源級電路16具有一個第一總線端162、一個第二總線端164及三個電位端166-1~166-3。
輔助電源電路14包括偶數個初級側電路142與次級側電路144(圖3所示為四個初級側電路142與一個次級側電路144,然不以此為限制本發明)。初級側電路142耦接輸入端12,且各初級側電路142包括第一開關單元Q1、第二開關單元Q2及諧振槽Rt。次級側電路144耦接控制單元18,且次級側電路144包括複數個感應單元Us1~Us2與整流電路Br。第一開關單元Q1包括第一端與第二端,且第一端對應地耦接其中之一的儲能單元122的第一端A。第二開關單元Q2包括第一端與第二端,第一端耦接第一開關單元Q1的第二端,且第二端對應地耦接同一個儲能單元122的第二端B。諧振槽Rt並聯第二開關單元Q2,且初級側電路142以二個為一組形成初級側模組142G,電位端166係耦接兩初級側模組142G之間的節點P。同一組初級側電路142的諧振槽Rt,具有兩兩相對應的電路結構以及相同的參數。
進一步而言,配合參閱圖4為本發明初級側模組之電路示意圖。對應圖3中單一組初級側模組142G來做說明,諧振槽Rt可包括電容Cr、電感Lr及第一繞組Np1~ Np2。電容Cr的一端耦接第一開關單元Q1的第二端,且電感Lr的一端耦接電容Cr的另一端。第一繞組Np1(Np2)的一端耦接電感Lr的另一端,且第一繞組Np1(Np2)的另一端耦接第二開關單元Q2的第二端。同一組初級側模組142G中,兩個諧振槽Rt的第一繞組Np1及Np2具有共鐵芯的電路結構,使其可以耦合並相互傳遞能量。具體而言,以儲能電壓Vb1、Vb2所屬的初級側電路142共鐵芯為例,初級側模組142G的兩初級側電路142所使用的諧振槽Rt具有對稱的電路結構以及相同的參數,同一組初級側模組142G中的初級側電路142諧振槽Rt參數均相同的條件下,通過定值的頻率與佔空比來控制第一開關單元Q1與第二開關單元Q2互補地切換,可使得儲能電壓Vb1、Vb2根據電壓高低自然相互傳遞能量。其中,佔空比以50%為較佳,且頻率可依實際電路需求而定(例如但不限於50kHz)。
因此,假設當儲能電壓Vb1較低時,第一繞組Np2可直接透過共用的鐵芯將能量耦合至第一繞組Np1,使得儲能電壓Vb1所屬的儲能單元122快速被儲能、充電(反之亦然)。以圖4為例,諧振槽Rt的參數則包括電容Cr的容值,電感Lr的感值,以及第一繞組Np1、Np2的匝數。然而,參數所包含的種類會依照諧振槽Rt的結構不同而有所差異,主要係同一組初級側模組142G中的初級側電路142的諧振槽Rt參數及第一開關單元Q1與第二開關單元Q2的控制邏輯相同即可。值得一提,於本發明之一實施例中,控制第一開關單元Q1與第二開關單元Q2的訊號可以由供電系統100外部額外提供,或者由供電系統100內部額外的控制器(圖未示)所提供,亦或者由原先控制電源級電路16的控制單元18所提供。
具體地,若控制第一開關單元Q1與第二開關單元Q2的訊號為原先控制電源級電路16的控制單元18所提供,則控制單元18除了提供第一控制訊號組Sg1控制電源級電路16外,還提供第二控制訊號組Sg2控制第一開關單元Q1與第二開關單元Q2。第二控制訊號組Sg2包括第一控制訊號Sc1與第二控制訊號Sc2,第一控制訊號Sc1控制第一開關單元Q1,且第二控制訊號Sc2控制第二開關單元Q2。第一控制訊號Sc1與第二控制訊號Sc2為波形互補的訊號,且訊號的頻率與佔空比為定值。
復參閱圖3~4,感應單元Us1~Us2係並聯耦接,且分別耦合初級側模組142G中,兩初級側電路142的諧振槽Rt,以形成感應單元Us1~Us2與兩組(以上)的初級側模組142G電路結構的平衡電路15。進一步而言,復配合參閱圖3~4,感應單元Us1與第一繞組Np1、Np2為共鐵芯的電路結構,且感應單元Us2與第一繞組Np3、Np4為共鐵芯的電路結構。由於感應單元Us1~Us2係並聯耦接,因此儲能電壓Vb1~Vb4的能量可通過感應單元Us1~Us2並聯的方式,在不限於全部繞組共鐵芯的前提下,直接將交流能量耦合至能量較低的一方,使得能量較低的一方所屬的儲能單元122可快速被儲能、充電。因此,圖3的輔助電源電路14的電路結構及控制方式優點在於,可將過高的能量通過耦合的方式回收使用,並非透過電阻來消耗而造成額外的電力損耗、散熱、元件成本…等問題,且響應速度也較快。
假設儲能電壓Vb1的能量較儲能電壓Vb2~Vb4低的狀況,儲能電壓Vb3、Vb4的能量通過感應單元Us2並聯的方式,直接將交流能量耦合至感應單元Us1,且通過感應單元Us1與第一繞組Np1為共鐵芯的電路結構而耦合至第一繞組 Np1。同樣地,儲能電壓Vb2的能量通過第一繞組Np2為共鐵芯的電路結構耦合至第一繞組Np1。藉此,可根據儲能電壓Vb1~Vb4電壓高低自然相互傳遞能量的特點,使得儲能電壓Vb1所屬的儲能單元122快速被儲能、充電。值得一提,於本發明之一實施例中,平衡電路15由於需求在兩組(以上)的初級側模組142G之間傳遞能量,因此初級側電路142的數量為至少四個,且感應單元Us1~Us2的數量對應初級側模組142G的數量而為複數個。
整流電路Br耦接感應單元Us1~Us2與控制單元18,且用以將感應單元Us1~Us2所提供的電力整流為直流電力Vdc,以提供直流電力Vdc對控制單元18供電。其中,整流電路Br與控制單元18係耦接電位端166或第二總線端164,以將電位端166或第二總線端164的電位作為參考電位(若耦接第二總線端164,則參考電位為接地電位)。另外一方面,若電源級電路16為五電位式轉換電路而具有三個電位端166-1~166-3,則整流電路Br與控制單元18可擇一電位端166-1~166-3耦接。
復參閱圖3,輔助電源電路14還包括模組平衡電路146。模組平衡電路146並聯整流電路Br,且包括開關SW與耗能單元R。開關SW的一端耦接整流電路Br的一端,且開關SW的另一端耦接耗能單元R的一端,耗能單元R的另一端耦接整流電路Br的另一端。開關SW根據直流電力Vdc高於閾值而導通,且耗能單元R根據開關SW的導通而消耗直流電力Vdc。其中,耗能單元R例如但不限於電阻或阻抗電路等可消耗電能的元件。具體地,由於供電系統100係由多個轉換模組1-1~1-n來平均分配中壓直流電壓MVDC(請配合參閱圖2),因此存在著各個轉換模組1-1~1-n的輸入電壓Vin1~VinN的電壓平衡(均壓)問題。意即,存在著某個轉換模組1-1~1-n的輸入電壓Vin1~VinN過高的問題。輸入電壓Vin1~VinN過高的問題可以通過如圖3~4所示的電路結構來自然相互傳遞能量而解決。
然而,由於提供至控制單元18的直流電力Vdc通常必須要維持在特定範圍,方能使控制單元18正常地運作,直流電力Vdc過高有可能觸發控制單元18的保護機制,致使供電系統100失效。因此,直流電力Vdc可以通過模組平衡電路146的操作來維持在特定的電壓範圍。具體地,當通過次級側電路144耦合而提供至控制單元18的直流電力Vdc過高時(即高過閾值),可通過導通開關SW來使耗能單元R消耗直流電力Vdc,使直流電力Vdc維持在特定的電壓範圍。如此,即可通過耗能單元R來消耗直流電力Vdc多餘的能量以達到各個轉換模組1-1~1-n內的直流電力Vdc均壓的功能。
值得一提,於本發明之一實施例中,控制開關SW的訊號也可以由供電系統100外部額外提供,或者由供電系統100內部額外的控制器(圖未示)所提供,亦或者由原先控制電源級電路16的控制單元18所提供。若控制開關SW的訊號為原先控制電源級電路16的控制單元18所提供,則控制單元18設定閾值,且偵測直流電力Vdc,以根據直流電力Vdc是否高於閾值而控制開關SW導通或關斷。
請參閱圖5A為本發明具有均壓功能之轉換模組第二實施例之電路方塊圖、圖5B為本發明具有均壓功能之轉換模組第三實施例之電路方塊圖,復配合參閱圖2~4。相較於圖3,在圖5A的實施例出示了電源級電路16為五電位式轉換電路,且電源級電路16具有第一總線端162、第二總線端164及三個電位端166-1~166-3。在兩兩電位之間分別包括一組初級側模組142G,且次級側電路144包括了複數個感應單元Us1~Us4與整流電路Br。在此實施例中,同樣通過對稱的諧振槽電路結構使能量自然相互傳遞的特性,以達到每個儲能單元122的儲能電壓Vb1~Vb8維持平衡。
另外一方面,相較於圖3,在圖5B的實施例出示了電源級電路16為單電位式轉換電路,且電源級電路16具有第一總線端162與第二總線端164。在第一總線端162與第二總線端164之間包括一組初級側模組142G,且次級側電路144包括了一個感應單元Us1與整流電路Br。在此實施例中,同樣通過對稱的諧振槽電路結構使能量自然相互傳遞的特性,以達到每個儲能單元122的儲能電壓Vb1~Vb2維持平衡。
請參閱圖6A為本發明平衡電路第一實施例之電路圖、圖6B為本發明平衡電路第二實施例之電路圖,復配合參閱圖1~5B。在圖6A~6B主要出示了圖3中,感應單元Us1~Us2搭配第一繞組Np1~Np4共鐵芯的實施方式。在圖6A中,每個感應單元Us1、Us2各包括一個第二繞組Ns1、Ns2,且每個第二繞組Ns1、Ns2分別與一組初級側模組142G中的二個初級側電路142的第一繞組Np1~Np2、Np3~Np4形成共用鐵芯的第一變壓器T1。在圖6B中,每個感應單元Us1~Us2各包括一個第二繞組Ns1、Ns2與一個第三繞組Ns3、Ns4。第二繞組Ns1、Ns2分別與初級側電路142一者的第一繞組Np1、Np3形成共用鐵芯的第一變壓器T1,且第三繞組Ns3、Ns4分別與初級側電路142另一者的第一繞組Np2、Np4形成共用鐵芯的第二變壓器T2。由於圖6A將各繞組整合為二個第一變壓器T1,因此相較於圖6B而言,其變壓器的總體積可以縮小(主要係為鐵芯由四個縮減為二個),且共鐵芯的第一繞組Np1~Np2、Np3~Np4能量可通過初級側的耦合而直接傳遞,無須透過次級側傳輸。因此圖6A,係為較佳的實施方式。
惟,以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非用以限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包括於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
MVDC:中壓直流電壓
100:供電系統
C:電容
1-1~1-n:轉換模組
12:輸入端
122:儲能單元
A:第一端
B:第二端
14、APS:輔助電源電路
142G:初級側模組
P:節點
142:初級側電路
Q1:第一開關單元
Q2:第二開關單元
Rt:諧振槽
Cr:電容
Lr:電感
Np1~Np4:第一繞組
144:次級側電路
Us1~Us2:感應單元
Ns1~Ns2:第二繞組
Ns3~Ns4:第三繞組
Br:整流電路
146:模組平衡電路
SW:開關
R:耗能單元
15:平衡電路
T1:第一變壓器
T2:第二變壓器
16:電源級電路
162:第一總線端
164:第二總線端
166、166-1~166-3:電位端
18:控制單元
Vin1~VinN:輸入電壓
Vb1~Vb4、Vb1~Vb8:儲能電壓
Vdc:直流電力
Sg1:第一控制訊號組
Sg2:第二控制訊號組
Sc1:第一控制訊號
Sc2:第二控制訊號
圖1為習知的供電系統之電路方塊圖;
圖2為本發明具有均壓功能之供電系統之電路方塊圖;
圖3為本發明具有均壓功能之轉換模組第一實施例之電路方塊圖;
圖4為本發明初級側模組之電路示意圖;
圖5A為本發明具有均壓功能之轉換模組第二實施例之電路方塊圖;
圖5B為本發明具有均壓功能之轉換模組第三實施例之電路方塊圖;
圖6A為本發明平衡電路第一實施例之電路圖;及
圖6B為本發明平衡電路第二實施例之電路圖。
1-1:轉換模組
12:輸入端
122:儲能單元
A:第一端
B:第二端
14:輔助電源電路
142G:初級側模組
P:節點
142:初級側電路
Q1:第一開關單元
Q2:第二開關單元
Rt:諧振槽
Cr:電容
Lr:電感
Np1~Np4:第一繞組
144:次級側電路
Us1~Us2:感應單元
Br:整流電路
146:模組平衡電路
SW:開關
R:耗能單元
15:平衡電路
16:電源級電路
162:第一總線端
164:第二總線端
166:電位端
18:控制單元
Vin1:輸入電壓
Vb1~Vb4:儲能電壓
Vdc:直流電力
Sg1:第一控制訊號組
Sg2:第二控制訊號組
Sc1:第一控制訊號
Sc2:第二控制訊號
Claims (19)
- 一種轉換模組的輔助電源電路,用以對一控制單元供電,該轉換模組的輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元,且各儲能單元包括一第一端與一第二端;該輔助電源電路包括: 偶數個初級側電路,各初級側電路包括: 一第一開關單元,包括一第一端與一第二端,該第一開關單元的該第一端對應地耦接該等儲能單元之一者的該第一端; 一第二開關單元,包括一第一端與一第二端,該第二開關單元的該第一端耦接該第一開關單元的該第二端,且該第二開關單元的該第二端對應地耦接該等儲能單元之一者的該第二端;及 一諧振槽,並聯該第二開關單元;及 一次級側電路,包括: 至少一感應單元,耦合該等初級側電路之二者的該諧振槽;及 一整流電路,耦接該至少一感應單元與該控制單元,將該至少一感應單元所提供的一電力整流為一直流電力,且用以對該控制單元供電。
- 如請求項1所述之輔助電源電路,更包括: 一模組平衡電路,並聯該整流電路,且該模組平衡電路包括: 一開關,耦接該整流電路,且用以根據該直流電力高於一閾值而導通;及 一耗能單元,串聯耦接該開關,用以根據該開關導通而消耗該直流電力。
- 如請求項1所述之輔助電源電路,其中各該初級側電路的該諧振槽包括一參數,且該等初級側電路之二者的該參數相同。
- 如請求項3所述之輔助電源電路,其中該諧振槽包括: 一電容,一端耦接該第一開關單元的該第二端; 一電感,一端耦接該電容的另一端;及 一第一繞組,一端耦接該電感的另一端,且另一端耦接該第二開關單元的該第二端; 其中,該參數包括該電容的一容值,該電感的一感值,以及該第一繞組的一匝數。
- 如請求項4所述之輔助電源電路,其中該至少一感應單元包括一第二繞組,該第二繞組與該等初級側電路之二者的該第一繞組形成共用鐵芯的一第一變壓器。
- 如請求項4所述之輔助電源電路,其中該至少一感應單元包括一第二繞組與一第三繞組,該第二繞組與該等初級側電路之二者的其中一者的該第一繞組形成共用鐵芯的一第一變壓器,且該第三繞組與該等初級側電路之二者的其中另一者的該第一繞組形成共用鐵芯的一第二變壓器。
- 如請求項1所述之輔助電源電路,其中該第一開關單元與該第二開關單元以一頻率與一佔空比互補地切換控制,且該頻率與該佔空比為定值。
- 一種轉換模組的平衡電路,該轉換模組的輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元,且各儲能單元包括一第一端與一第二端,該平衡電路包括: 偶數個初級側電路,各該初級側電路包括: 一第一開關單元,包括一第一端與一第二端,該第一開關單元的該第一端對應地耦接該等儲能單元之一者的該第一端; 一第二開關單元,包括一第一端與一第二端,該第二開關單元的該第一端耦接該第一開關單元的該第二端,且該第二開關單元的該第二端對應地耦接該等儲能單元之一者的該第二端;及 一諧振槽,並聯該第二開關單元;及 一次級側電路,包括: 複數個感應單元,各該感應單元並聯耦接,且分別耦合該等初級側電路之二者的該諧振槽; 其中,該初級側電路的數量為至少四個。
- 如請求項8所述之平衡電路,其中各該初級側電路的該諧振槽包括一參數,且該等初級側電路之二者的該參數相同。
- 如請求項9所述之平衡電路,其中該諧振槽包括: 一電容,一端耦接該第一開關單元的該第二端; 一電感,一端耦接該電容的另一端;及 一第一繞組,一端耦接該電感的另一端,且另一端耦接該第二開關單元的該第二端; 其中,該參數包括該電容的一容值,該電感的一感值,以及該第一繞組的一匝數。
- 如請求項10所述之平衡電路,其中各該感應單元包括一第二繞組,該第二繞組與該等初級側電路之二者的該第一繞組形成共用鐵芯的一第一變壓器。
- 如請求項10所述之平衡電路,其中各該感應單元包括一第二繞組與一第三繞組,該第二繞組與該等初級側電路之二者的其中一者的該第一繞組形成共用鐵芯的一第一變壓器,且該第三繞組與該等初級側電路之二者的其中另一者的該第一繞組形成共用鐵芯的一第二變壓器。
- 如請求項9所述之平衡電路,其中該第一開關單元與該第二開關單元以一頻率與一佔空比互補地切換控制,且該頻率與該佔空比為定值。
- 一種供電系統,包括: 複數個轉換模組,各轉換模組的一輸入端串聯耦接,該輸入端包括串聯耦接的偶數個儲能單元,且各儲能單元包括一第一端與一第二端;各該轉換模組包括: 一輔助電源電路,包括: 偶數個初級側電路,各該初級側電路包括: 一第一開關單元,包括一第一端與一第二端,該第一開關單元的該第一端對應地耦接該等儲能單元之一者的該第一端; 一第二開關單元,包括一第一端與一第二端,該第二開關單元該第一端耦接該第一開關單元的該第二端,且該第二開關單元的該第二端對應地耦接該等儲能單元之一者的該第二端;及 一諧振槽,並聯該第二開關單元;及 一次級側電路,包括: 至少一感應單元,該至少一感應單元並聯耦接,且分別耦合該等初級側電路之二者的該諧振槽;及 一整流電路,耦接該至少一感應單元,且用以將該至少一感應單元所提供的一電力整流為一直流電力; 一電源級電路,耦接該輸入端;及 一控制單元,耦接該整流電路與該電源級電路,接收該直流電力而運作,且用以控制該電源級電路。
- 如請求項14所述之供電系統,其中該偶數個初級側電路兩兩形成一初級側模組,且該電源級電路包括: 一第一總線端,耦接首個串聯耦接的儲能單元的該第一端;及 一第二總線端,耦接末個串聯耦接的儲能單元的該第二端。
- 如請求項15所述之供電系統,其中該電源級電路更包括: 一電位端,耦接兩初級側模組之間的一節點; 其中,該次級側電路與該控制單元耦接該電位端或該第二總線端,以將該電位端或該第二總線端的一電位作為參考電位。
- 如請求項15所述之供電系統,其中該輔助電源電路更包括: 一模組平衡電路,並聯該整流電路,且包括: 一開關,耦接該整流電路;及 一耗能單元,串聯耦接該開關,用以根據該開關導通而消耗該直流電力; 其中,該控制單元用以偵測該直流電力,且根據該直流電力高於一閾值而控制該開關導通。
- 如請求項14所述之供電系統,其中該控制單元用以提供一第一控制訊號組控制該電源級電路,且提供一第二控制訊號組控制該第一開關單元與第二開關單元。
- 如請求項18所述之供電系統,其中該第二控制訊號組包括控該制第一開關單元的一第一控制訊號與控該制第二開關單元的一第二控制訊號;該第一控制訊號與該第二控制訊號的訊號互補,且該第一控制訊號與該第二控制訊號的一頻率與一佔空比為定值。
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