【19】中華民國 【12】專利公報 （B）
【11】證書號數：I584564
【45】公告日： 中華民國 106 (2017) 年 05 月 21 日
【51】Int. Cl.： H02M1/14 H02M3/335
(2006.01) (2006.01)
H02M7/537 (2006.01)
發明 全 55 頁
【54】名 稱：具軟切換且能降低輸入或輸出電流漣波之逆變或整流電路
SOFT-SWITCHING AND LOW INPUT OR OUTPUT CURRENT RIPPLE POWER INVERSION OR RECTIFIER CIRCUIT
【21】申請案號：104108236 【22】申請日： 中華民國 104 (2015) 年 03 月 16 日
【11】公開編號：201541825 【43】公開日期： 中華民國 104 (2015) 年 11 月 01 日
【30】優 先 權： 2014/04/22 中華民國 103114534
【72】發 明 人： 呂錦山 (TW) LEU, CHING SHAN
【71】申 請 人： 國立臺灣科技大學 NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
臺北市大安區基隆路四段 43 號
【74】代 理 人： 嚴國杰
【56】參考文獻：
CN 103427686A US 8259469B2
US 7515439B2
US 2013/0308353A1 審查人員：吳鴻鎮
【57】申請專利範圍
1. 一種具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該 輸入端提供之一直流電壓轉換成一交流電壓，包括：一上層電力單元，包含一第一電 容、一第二電容、一第一開關及一第一阻抗調節單元，其中，該輸入端之正端子係分別 與該第一電容之上端子及該第一阻抗調節單元之第一端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子係分別與該第一開關之上端子及該第二電容之上端子相連接，該第一阻抗調 節單元之第三端子及第四端子係分別連接至該第一電容之下端子與該第一開關之下端 子；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二開關及一第二阻抗調節單元，其中，該 第二阻抗調節單元之第一端子及第二端子係分別連接至該第三電容之上端子及該第二開 關之上端子，該輸入端之負端子係分別與該第三電容之下端子及該第二阻抗調節單元之 第三端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子則係連接至該第二開關之下端子；上 層電力單元之第一電容之下端子、第一開關之下端子、及該第二電容之下端子分別連接 至所述下層電力單元第三電容之上端子、第二開關之上端子，及第二開關之下端子；其 中，該第一阻抗調節單元包含一第一電感、一第一初級繞組及一第三電感，該第二阻抗 調節單元包含一第四電感、一第二電感及一第二初級繞組，該第一電感與第一初級繞組 彼此串聯，且連接在該第一阻抗調節單元之第一端子與第二端子間，該第三電感之第一 端子與第二端子係分別連接至該第一阻抗調節單元之第三端子與第四端子，該第四電感 之第一端子與第二端子係分別連接至該第二阻抗調節單元之第一端子與第二端子，該第 二電感與第二初級繞組彼此串聯，且連接在該第二阻抗調節單元之第三端子與第四端子 間；及至少一次級繞組，各該次級繞組係與各該阻抗調節單元內對應之初級繞組磁耦 合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電壓；如此，在一開關工作週期
- 11272 -
內，該逆變電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該等開關，以將該輸入端提供之 直流電壓轉換成交流電壓，並能降低該直流電壓之輸入電流漣波。
2. 一種具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該 輸入端提供之一直流電壓轉換成一交流電壓，包括：一上層電力單元，包含一第一電 容、一第二電容、一第一開關及一第一阻抗調節單元，其中，該輸入端之正端子係分別 與該第一電容之上端子及該第一阻抗調節單元之第一端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子係分別與該第一開關之上端子及該第二電容之上端子相連接，該第一阻抗調 節單元之第三端子及第四端子係分別連接至該第一電容之下端子與該第一開關之下端 子；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二開關及一第二阻抗調節單元，其中，該 第二阻抗調節單元之第一端子及第二端子係分別連接至該第三電容之上端子及該第二開 關之上端子，該輸入端之負端子係分別與該第三電容之下端子及該第二阻抗調節單元之 第三端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子則係連接至該第二開關之下端子；所 述上層電力單元之第一電容之下端子、第一開關之下端子、及該第二電容之下端子分別 連接至所述下層電力單元第三電容之上端子、第二開關之上端子，及第二開關之下端 子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、一第一初級繞組、一第三電感及一第四電 容，該第二阻抗調節單元包含一第二電感、一第二初級繞組、一第四電感及一第五電 容，該第一電感與第一初級繞組彼此串聯，且連接在該第一阻抗調節單元之第一端子與 第二端子間，該第三電感與該第四電容彼此串聯，且連接在該第一阻抗調節單元之第三 端子與第四端子間，該第四電感與該第五電容彼此串聯，且連接在該第二阻抗調節單元 之第一端子與第二端子間，該第二電感與第二初級繞組彼此串聯，且連接在該第二阻抗 調節單元之第三端子與第四端子間；及至少一次級繞組，各該次級繞組係與各該阻抗調 節單元內對應之初級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電 壓；如此，在一開關工作週期內，該逆變電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該 等開關，以將該輸入端提供之直流電壓轉換成交流電壓，並能降低該直流電壓之輸入電 流漣波。
3. 一種具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該 輸入端提供之一直流電壓轉換成一交流電壓，包括：一上層電力單元，包含一第一電 容、一第二電容、一第一開關及一第一阻抗調節單元，其中，該輸入端之正端子係分別 與該第一電容之上端子及該第一阻抗調節單元之第一端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子係分別與該第一開關之上端子及該第二電容之上端子相連接，該第一阻抗調 節單元之第三端子及第四端子係分別連接至該第一電容之下端子與該第一開關之下端 子；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二開關及一第二阻抗調節單元，其中，該 第二阻抗調節單元之第一端子及第二端子係分別連接至該第三電容之上端子及該第二開 關之上端子，該輸入端之負端子係分別與該第三電容之下端子及該第二阻抗調節單元之 第三端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子則係連接至該第二開關之下端子；至 少一中層電力單元，各該中層電力單元係依序串接在該上層電力單元及下層電力單元 間，各該中層電力單元包括一第三開關、一第四開關、一第四電容及一第五電容，其 中，各該中層電力單元之第五電容之上端子係連接至該中層電力單元之第三開關之下端 子及該第四開關之上端子，該第一個中層電力單元之第四電容之上端子係連接至該第一 電容之下端子，該第一個中層電力單元之第三開關之上端子係連接至該第一開關之下端 子，該第一個中層電力單元之第五電容之上端子係連接至該第二電容之下端子，各該中 層電力單元之第四電容之下端子係連接至下一個中層電力單元之第四電容之上端子，各 該中層電力單元之第四開關之下端子係連接至下一個中層電力單元之第三開關之上端 子，各該中層電力單元之第五電容之下端子係連接至下一個中層電力單元之該第五電容 之上端子，各該中層電力單元的第四電容之下端子及該第四開關之下端子係彼此連接，
(2)
- 11273 -
以此類推，但最後一個中層電力單元除外，最後一個中層電力單元之第四電容之下端子 係連接至該第三電容之上端子，該最後一個中層電力單元之第四開關之下端子係連接至 該第二開關之上端子，且該最後一個中層電力單元之第五電容之下端子則係連接至該第 二開關之下端子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、一第一初級繞組及一第三電 感，該第二阻抗調節單元包含一第四電感、一第二電感及一第二初級繞組，該第一電感 與第一初級繞組彼此串聯，且連接在該第一阻抗調節單元之第一端子與第二端子間，該 第三電感之第一端子與第二端子係分別連接至該第一阻抗調節單元之第三端子與第四端 子，該第四電感之第一端子與第二端子係分別連接至該第二阻抗調節單元之第一端子與 第二端子，該第二電感與第二初級繞組彼此串聯，且連接在該第二阻抗調節單元之第三 端子與第四端子間；及至少一次級繞組，各該次級繞組係與各該阻抗調節單元內對應之 初級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電壓；如此，在一開 關工作週期內，該逆變電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該等開關，以將該輸 入端提供之直流電壓轉換成交流電壓，並能降低該直流電壓之輸入電流漣波。
4. 一種具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該 輸入端提供之一直流電壓轉換成一交流電壓，包括：一上層電力單元，包含一第一電 容、一第二電容、一第一開關及一第一阻抗調節單元，其中，該輸入端之正端子係分別 與該第一電容之上端子及該第一阻抗調節單元之第一端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子係分別與該第一開關之上端子及該第二電容之上端子相連接，該第一阻抗調 節單元之第三端子及第四端子係分別連接至該第一電容之下端子與該第一開關之下端 子；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二開關及一第二阻抗調節單元，其中，該 第二阻抗調節單元之第一端子及第二端子係分別連接至該第三電容之上端子及該第二開 關之上端子，該輸入端之負端子係分別與該第三電容之下端子及該第二阻抗調節單元之 第三端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子則係連接至該第二開關之下端子；至 少一中層電力單元，各該中層電力單元係依序串接在該上層電力單元及下層電力單元 間，各該中層電力單元包括一第三開關、一第四開關、一第四電容及一第五電容，其 中，各該中層電力單元之第五電容之上端子係連接至該中層電力單元之第三開關之下端 子及該第四開關之上端子，該第一個中層電力單元之第四電容之上端子係連接至該第一 電容之下端子，該第一個中層電力單元之第三開關之上端子係連接至該第一開關之下端 子，該第一個中層電力單元之第五電容之上端子係連接至該第二電容之下端子，各該中 層電力單元之第四電容之下端子係連接至下一個中層電力單元之第四電容之上端子，各 該中層電力單元之第四開關之下端子係連接至下一個中層電力單元之第三開關之上端 子，各該中層電力單元之第五電容之下端子係連接至下一個中層電力單元之該第五電容 之上端子，各該中層電力單元的第四電容之下端子及該第四開關之下端子係彼此連接，
以此類推，但最後一個中層電力單元除外，最後一個中層電力單元之第四電容之下端子 係連接至該第三電容之上端子，該最後一個中層電力單元之第四開關之下端子係連接至 該第二開關之上端子，且該最後一個中層電力單元之第五電容之下端子則係連接至該第 二開關之下端子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、一第一初級繞組、一第三電感 及一第六電容，該第二阻抗調節單元包含一第二電感、一第二初級繞組、一第四電感及 一第七電容，該第一電感與第一初級繞組彼此串聯，且連接在該第一阻抗調節單元之第 一端子與第二端子間，該第三電感與該第六電容彼此串聯，且連接在該第一阻抗調節單 元之第三端子與第四端子間，該第四電感與該第七電容彼此串聯，且連接在該第二阻抗 調節單元之第一端子與第二端子間，該第二電感與第二初級繞組彼此串聯，且連接在該 第二阻抗調節單元之第三端子與第四端子間；及至少一次級繞組，各該次級繞組係與各 該阻抗調節單元內對應之初級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該 交流電壓；如此，在一開關工作週期內，該逆變電路即能藉軟切換的機制，交替導通或
(3)
- 11274 -
斷開該等開關，以將該輸入端提供之直流電壓轉換成交流電壓，並能降低該直流電壓之 輸入電流漣波。
5. 一種具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路，該電路係與一輸入端相並聯，以將該 輸入端提供之一直流電壓轉換成一交流電壓，包括：一第一串聯電路，包含一第一電容 及一第三電容，其中，該第一電容之上端子係與該輸入端之正端子相連接，該第一電容 之下端子係與該第三電容之上端子相連接，該第三電容之下端子係與該輸入端之負端子 相連接；一第二串聯電路，包括依順序串聯之一第一開關、一開關串聯陣列及一第二開 關；其中，該開關串聯陣列包括至少一中層電力單元，各該中層電力單元包含一第三開 關、一第四開關及一第四電容，各該中層電力單元之第四電容之上端子與下端子分別連 接在該第三開關之上端子及該第四開關之下端子，第一個中層電力單元之第三開關之上 端子及該第四開關之下端子係分別連接至該第一開關之下端子及該第二開關之上端子，
且各該中層電力單元之第三開關之下端子及該第四開關之上端子分別連接至下一個中層 電力單元之第三開關之上端子及該第四開關之下端子，以此類推，最後一個中層電力單 元之第三開關之下端子係與該第四開關之上端子連接在一起；一第二電容，其上端子係 連接至該第一開關之上端子，其下端子係連接至該第二開關之下端子；一阻抗調節單 元，該阻抗調節單元之第一端子係分別與該第一電容之上端子及該輸入端之正端子相連 接，該阻抗調節單元之第二端子係分別與該第一開關之上端子及該第二電容之上端子相 連接，該阻抗調節單元之第三端子及第四端子係分別連接至該第一電容之下端子及該最 後一個中層電力單元之第三開關之下端子，該阻抗調節單元之第五端子係分別與該輸入 端之負端子與該第三電容之下端子相連接，該阻抗調節單元之第六端子係分別連接至該 第二開關之下端子及該第二電容之下端子；該阻抗調節單元包括一第一電感、一第一初 級繞組、一第二電感、一第二初級繞組及一第三電感，該第一電感及第一初級繞組係串 聯在該阻抗調節單元之第一端子及第二端子間，該第三電感之第一端子及第二端子係分 別連接至該阻抗調節單元之第三端子及第四端子，該第二電感及第二初級繞組係串聯在 該阻抗調節單元之第五端子及第六端子間；及至少一次級繞組，各該次級繞組係與該阻 抗調節單元內對應之初級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流 電壓；如此，在一開關工作週期內，該逆變電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開 該等開關，以將該輸入端之直流電壓轉換成交流電壓，並能降低該直流電壓之輸入電流 漣波。
6. 一種具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路，該電路係與一輸入端相並聯，以將該 輸入端提供之一直流電壓轉換成一交流電壓，包括：一第一串聯電路，包含一第一電容 及一第三電容，其中，該第一電容之上端子係與該輸入端之正端子相連接，該第一電容 之下端子係與該第三電容之上端子相連接，該第三電容之下端子係與該輸入端之負端子 相連接；一第二串聯電路，包括依順序串聯之一第一開關、一開關串聯陣列及一第二開 關；其中，該開關串聯陣列包括至少一中層電力單元，各該中層電力單元包含一第三開 關、一第四開關及一第四電容，各該中層電力單元之第四電容之上端子與下端子分別連 接在該第三開關之上端子及該第四開關之下端子，第一個中層電力單元之第三開關之上 端子及該第四開關之下端子係分別連接至該第一開關之下端子及該第二開關之上端子，
且各該中層電力單元之第三開關之下端子及該第四開關之上端子分別連接至下一個中層 電力單元之第三開關之上端子及該第四開關之下端子，以此類推，最後一個中層電力單 元之第三開關之下端子係與該第四開關之上端子連接在一起；一第二電容，其上端子係 連接至該第一開關之上端子，其下端子係連接至該第二開關之下端子；一阻抗調節單 元，該阻抗調節單元之第一端子係分別與該第一電容之上端子及該輸入端之正端子相連 接，該阻抗調節單元之第二端子係分別與該第一開關之上端子及該第二電容之上端子相 連接，該阻抗調節單元之第三端子及第四端子係分別連接至該第一電容之下端子及該最
(4)
- 11275 -
後一個中層電力單元之第三開關之下端子，該阻抗調節單元之第五端子係分別與該輸入 端之負端子與該第三電容之下端子相連接，該阻抗調節單元之第六端子係分別連接至該 第二開關之下端子及該第二電容之下端子；該阻抗調節單元包括一第一初級繞組、一第 一電感、一第二初級繞組、一第二電感、一第三電感及一第五電容，該第一電感及第一 初級繞組係串聯在該阻抗調節單元之第一端子及第二端子間，該第三電感及第五電容係 串聯在該阻抗調節單元之第三端子及第四端子間，該第二電感及第二初級繞組係串聯在 該阻抗調節單元之第五端子及第六端子間；及至少一次級繞組，各該次級繞組係與該阻 抗調節單元內對應之初級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流 電壓；如此，在一開關工作週期內，該逆變電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開 該等開關，以將該輸入端之直流電壓轉換成交流電壓，並能降低該直流電壓之輸入電流 漣波。
7. 一種具軟切換且能降低輸出電流漣波之整流電路，包括：一第一串聯電路，包含依序串 聯之一第一電感、一第一次級繞組及一第一開關；一第二串聯電路，包含依序串聯之一 第二開關、一第二次級繞組及一第二電感；一第三串聯電路，包含依序串聯之一第三電 感及一第二電容；一第一電容；及至少一初級繞組，係分別與各該次級繞組磁耦合，而 成為至少一具磁耦合之變壓器；其中，該第一串聯電路、該第二串聯電路及該第三串聯 電路相並聯，該第一電感之上端子係分別與該第二開關之上端子及該第三電感之第一端 子相連接，該第一開關之下端子係分別與該第二電感之下端子及該第二電容之下端子相 連接，且該第二電容之上端子與下端子係分別連接至一負載之正端子與負端子，該第一 電容之兩端子係分別連接至該第一次級繞組、第一開關之中間點與該第二開關、該第二 次級繞組之中間點；如此，在一開關工作週期內，該整流電路即能藉軟切換的機制，交 替導通或斷開該等開關，以將輸入至該初級繞組之一交流電壓，轉換成一直流電壓，並 能降低該第二電容上之電流漣波。
8. 一種具軟切換且能降低輸出電流漣波之整流電路，包括：一第一串聯電路，包含依序串 聯之一第一電感、一第一次級繞組、一第一開關及一第三開關，其中，該第一次級繞組 之非打點端子係與該第一開關之上端子連接；一第二串聯電路，包含依序串聯之一第二 開關、一第四開關、一第二次級繞組及一第二電感，其中，該第四開關之下端子與第二 次級繞組之非打點端子連接；一第三串聯電路，包含依序串聯之一第三電感及一第二電 容；一第一電容；及至少一初級繞組，係分別與各該次級繞組磁耦合，而成為至少一具 磁耦合之變壓器；其中，該第一串聯電路、該第二串聯電路及該第三串聯電路相並聯，
該第一電感之上端子係分別與該第二開關之上端子及該第三電感之第一端子相連接，該 第三開關之下端子係分別與該第二電感之下端子及該第二電容之下端子相連接，且該第 二電容之上端子與下端子係分別連接至一負載之正端子與負端子，該第一電容之兩端子 係分別連接至該第一次級繞組、該第一開關連接之中間點與該第四開關、該第二次級繞 組連接之中間點，該第一開關、該第三開關連接之中間點與該第二開關、該第四開關連 接之中間點相連接；如此，在一開關工作週期內，該整流電路即能藉軟切換的機制，交 替導通或斷開該等開關，以將輸入至該初級繞組之一交流電壓，轉換成一直流電壓，並 能降低該第二電容上之電流漣波。
9. 一種具軟切換且能降低輸出電流漣波之整流電路，該電路包括：一上層電力單元，包含 一第一電容、一第一阻抗調節單元、一第一開關及一第二電容，其中，該第一阻抗調節 單元之第一端子與該第一電容之上端子及一負載之正端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子與該第二電容之上端子及該第一開關之上端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第三端子與該第一電容之下端子連接，該第一阻抗調節單元之第四端子係與該第一開 關之下端子相連接；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二阻抗調節單元及一第二 開關，其中，該第二阻抗調節單元之第一端子與該第三電容之上端子相連接，該第二阻
(5)
- 11276 -
抗調節單元之第二端子與該第二開關之上端子相連接，該第二阻抗調節單元之第三端子 與該第三電容之下端子及該負載之負端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子與該 第二開關之下端子相連接；該上層電力單元之第一電容之下端子、第一開關之下端子、
及該第二電容之下端子分別連接至該下層電力單元第三電容之上端子、第二開關之上端 子，及第二開關之下端子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、一第一次級繞組及一 第三電感，該第二阻抗調節單元包含一第二電感、一第二次級繞組及一第四電感，該第 一電感及第一次級繞組係串聯在該第一阻抗調節單元之第一端子及第二端子間，該第三 電感之第一端子及第二端子係分別連接至該第一阻抗調節單元之第三端子及第四端子，
該第四電感之第一端子及第二端子係分別連接至該第二阻抗調節單元之第一端子及第二 端子，該第二電感及第二次級繞組係串聯在該第二阻抗調節單元之第三端子及第四端子 間；及至少一初級繞組，各該初級繞組係與各該阻抗調節單元內對應之次級繞組磁耦 合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電壓；如此，在一開關工作週期 內，該整流電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該等開關，以透過各該阻抗調節 單元，將一交流電壓，轉換成一直流電壓，並提供予該負載，且能降低該第一電容上之 電流漣波。
10. 一種具軟切換且能降低輸出電流漣波之整流電路，該電路包括：一上層電力單元，包含 一第一電容、一第一阻抗調節單元、一第一開關及一第二電容，其中，該第一阻抗調節 單元之第一端子與該第一電容之上端子及一負載之正端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子與該第二電容之上端子及該第一開關之上端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第三端子與該第一電容之下端子連接，該第一阻抗調節單元之第四端子係與該第一開 關之下端子相連接；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二阻抗調節單元及一第二 開關，其中，該第二阻抗調節單元之第一端子與該第三電容之上端子相連接，該第二阻 抗調節單元之第二端子與該第二開關之上端子相連接，該第二阻抗調節單元之第三端子 與該第三電容之下端子及該負載之負端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子與該 第二開關之下端子相連接；該上層電力單元之第一電容之下端子、第一開關之下端子、
及該第二電容之下端子分別連接至該下層電力單元第三電容之上端子、第二開關之上端 子，及第二開關之下端子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、一第一次級繞組、一 第三電感及一第四電容，該第二阻抗調節單元包含一第二電感、一第二次級繞組、一第 四電感及一第五電容，該第一電感及第一次級繞組係串聯在該第一阻抗調節單元之第一 端子及第二端子間，該第三電感及第四電容係串聯在該第一阻抗調節單元之第三端子及 第四端子間，該第四電感及該第五電容係串聯在該第二阻抗調節單元之第一端子及第二 端子間，該第二電感及第二次級繞組係串聯在該第二阻抗調節單元之第三端子及第四端 子間；及至少一初級繞組，各該初級繞組係與各該阻抗調節單元內對應之次級繞組磁耦 合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電壓；如此，在一開關工作週期 內，該整流電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該等開關，以透過各該阻抗調節 單元，將一交流電壓，轉換成一直流電壓，並提供予該負載，且能降低該第一電容上之 電流漣波。
11. 一種具軟切換且能降低輸出電流漣波之整流電路，該電路包括：一上層電力單元，包含 一第一電容、一第一阻抗調節單元、一第一開關及一第二電容，其中，該第一阻抗調節 單元之第一端子與該第一電容之上端子及一負載之正端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子與該第二電容之上端子及該第一開關之上端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第三端子與該第一電容之下端子連接，該第一阻抗調節單元之第四端子係與該第一開 關之下端子相連接；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二阻抗調節單元及一第二 開關，其中，該第二阻抗調節單元之第一端子與該第三電容之上端子相連接，該第二阻 抗調節單元之第二端子與該第二開關之上端子相連接，該第二阻抗調節單元之第三端子
(6)
- 11277 -
與該第三電容之下端子及該負載之負端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子與該 第二開關之下端子相連接；尚包括至少一中層電力單元，各該中層電力單元係依序串接 在該上層電力單元及下層電力單元間，各該中層電力單元包括一第三開關、一第四開 關、一第四電容及一第五電容，其中，各該中層電力單元之第五電容之上端子係連接至 該中層電力單元之第三開關之下端子及該第四開關之上端子，該第一個中層電力單元之 第四電容之上端子係連接至該第一電容之下端子，第一個中層電力單元之第三開關之上 端子係連接至該第一開關之下端子，該第一個中層電力單元之第五電容之上端子係連接 至該第二電容之下端子，各該中層電力單元之第四電容之下端子係連接至下一個中層電 力單元之第四電容之上端子，各該中層電力單元之第四開關之下端子係連接至下一個中 層電力單元之第三開關之上端子，各該中層電力單元之第五電容之下端子係連接至下一 個中層電力單元之該第五電容之上端子，各該中層電力單元之第四電容之下端子及該第 四開關之下端子係彼此連接，以此類推，但最後一個中層電力單元除外，最後一個中層 電力單元之第四電容之下端子係連接至該第三電容之上端子，該最後一個中層電力單元 之第四開關之下端子係連接至該第二開關之上端子，且該最後一個中層電力單元之第五 電容之下端子則係連接至該第二開關之下端子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、
一第一次級繞組及一第三電感，該第二阻抗調節單元包含一第二電感、一第二次級繞組 及一第四電感，該第一電感及第一次級繞組係串聯在該第一阻抗調節單元之第一端子及 第二端子間，該第三電感之第一端子及第二端子係分別連接至該第一阻抗調節單元之第 三端子及第四端子，該第四電感之第一端子及第二端子係分別連接至該第二阻抗調節單 元之第一端子及第二端子，該第二電感及第二次級繞組係串聯在該第二阻抗調節單元之 第三端子及第四端子間；及至少一初級繞組，各該初級繞組係與各該阻抗調節單元內對 應之次級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電壓；如此，在 一開關工作週期內，該整流電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該等開關，以透 過各該阻抗調節單元，將一交流電壓，轉換成一直流電壓，並提供予該負載，且能降低 該第一電容上之電流漣波。
12. 一種具軟切換且能降低輸出電流漣波之整流電路，該電路包括：一上層電力單元，包含 一第一電容、一第一阻抗調節單元、一第一開關及一第二電容，其中，該第一阻抗調節 單元之第一端子與該第一電容之上端子及一負載之正端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第二端子與該第二電容之上端子及該第一開關之上端子相連接，該第一阻抗調節單元 之第三端子與該第一電容之下端子連接，該第一阻抗調節單元之第四端子係與該第一開 關之下端子相連接；一下層電力單元，包含一第三電容、一第二阻抗調節單元及一第二 開關，其中，該第二阻抗調節單元之第一端子與該第三電容之上端子相連接，該第二阻 抗調節單元之第二端子與該第二開關之上端子相連接，該第二阻抗調節單元之第三端子 與該第三電容之下端子及該負載之負端子相連接，該第二阻抗調節單元之第四端子與該 第二開關之下端子相連接；尚包括至少一中層電力單元，各該中層電力單元係依序串接 在該上層電力單元及下層電力單元間，各該中層電力單元包括一第三開關、一第四開 關、一第四電容及一第五電容，其中，各該中層電力單元之第五電容之上端子係連接至 該中層電力單元之第三開關之下端子及該第四開關之上端子，該第一個中層電力單元之 第四電容之上端子係連接至該第一電容之下端子，第一個中層電力單元之第三開關之上 端子係連接至該第一開關之下端子，該第一個中層電力單元之第五電容之上端子係連接 至該第二電容之下端子，各該中層電力單元之第四電容之下端子係連接至下一個中層電 力單元之第四電容之上端子，各該中層電力單元之第四開關之下端子係連接至下一個中 層電力單元之第三開關之上端子，各該中層電力單元之第五電容之下端子係連接至下一 個中層電力單元之該第五電容之上端子，各該中層電力單元之第四電容之下端子及該第 四開關之下端子係彼此連接，以此類推，但最後一個中層電力單元除外，最後一個中層
(7)
- 11278 -
電力單元之第四電容之下端子係連接至該第三電容之上端子，該最後一個中層電力單元 之第四開關之下端子係連接至該第二開關之上端子，且該最後一個中層電力單元之第五 電容之下端子則係連接至該第二開關之下端子；該第一阻抗調節單元包含一第一電感、
一第一次級繞組、一第三電感及一第六電容，該第二阻抗調節單元包含一第二電感、一 第二次級繞組、一第四電感及一第七電容，該第一電感及第一次級繞組係串聯在該第一 阻抗調節單元之第一端子及第二端子間，該第三電感及第六電容係串聯在該第一阻抗調 節單元之第三端子及第四端子間，該第四電感及該第七電容係串聯在該第二阻抗調節單 元之第一端子及第二端子間，該第二電感及第二次級繞組係串聯在該第二阻抗調節單元 之第三端子及第四端子間；及至少一初級繞組，各該初級繞組係與各該阻抗調節單元內 對應之次級繞組磁耦合，而成為至少一具磁耦合之變壓器，以提供該交流電壓；如此，
在一開關工作週期內，該整流電路即能藉軟切換的機制，交替導通或斷開該等開關，以 透過各該阻抗調節單元，將一交流電壓，轉換成一直流電壓，並提供予該負載，且能降 低該第一電容上之電流漣波。
圖式簡單說明
第 1(a)~(e)圖係本發明第一個實施例，具單變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC) 逆變電路及其應用例之示意圖；第 2(a)~(e)圖係本發明第一個實施例，具雙變壓器、軟切換、
多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路及其應用例之示意圖；第 3 圖係第 1(a)圖所示實施例中 僅具上層電力單元及下層電力單元之逆變電路圖；第 4(a)~(d)圖係第 3 圖所示逆變電路在穩態 操作下各階段的等效電路圖；第 5 圖係第 3 圖所示逆變電路以非對稱脈衝寬度調變(APWM) 控制的幾組關鍵波形圖；第 6(a)~(b)圖係第 3 圖所示逆變電路在以非對稱脈衝寬度調變(APWM) 控制，高輸入電壓-輕載及低輸入電壓-滿載工作條件下，實測的驅動信號 Vgs1、Vgs2 及輸入 電流 Iin 之波形圖；第 7(a)~(d)圖係第 3 圖所示逆變電路分別在以非對稱脈衝寬度調變(APWM) 控制，工作條件為低輸入電壓-40%負載、低輸入電壓-100%負載、高輸入電壓-60%負載及高 輸入電壓-100%負載下實測電壓之波形圖；第 8 圖係第 3 圖所示逆變電路以接近 50%-工作週 期的變頻控制的幾組關鍵波形圖；第 9(a)~(b)圖係第 3 圖所示逆變電路在以接近 50%-工作週 期的變頻控制，低輸入電壓-滿載及高輸入電壓-輕載工作條件下，實測的驅動信號 Vgs1、Vgs2 及輸入電流 Iin 之波形圖；第 10 圖係第 3 圖所示逆變電路在以接近 50%-工作週期的變頻控 制，工作條件分別為低輸入電壓-40%負載、低輸入電壓-100%負載、高輸入電壓-60%負載、
高輸入電壓-100%負載下實測電壓之波形圖；第 11 圖係第 1(a)圖所示僅具一組中層電力單元 之逆變電路之一應用例電路圖；第 12(a)~(d)圖係第 11 圖所示逆變電路在穩態操作下各階段的 等效電路圖；第 13(a)~(e)圖係本發明第二個實施例，具單變壓器、軟切換、多開關之直流-交 流(DC-AC)逆變電路及其應用例之示意圖；第 14(a)~(e)圖係本發明第二個實施例，具雙變壓 器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路及其三個應用例之示意圖；第 15 圖係第 13(a)圖所示實施例中僅具一組中層電力單元之逆變電路圖；第 16(a)~(d)圖係第 15 圖所示逆 變電路在穩態操作下各階段的等效電路圖；第 17 圖係本發明第三個實施例，具單變壓器、軟 切換、多開關之交流-直流(AC-DC)整流電路圖；第 18 圖係本發明第三個實施例，具雙變壓 器、軟切換、多開關之交流-直流(AC-DC)整流電路圖；第 19 圖係第 17 圖所示實施例中之一 應用電路圖；第 20(a)~(b)圖係第 19 圖所示整流電路在穩態操作下各階段的等效電路圖；第 21 圖係第 19 圖所示整流電路之幾組關鍵波形圖；第 22 圖係第 17 圖所示實施例中之另一應 用電路圖；第 23(a)~(b)圖係第 22 圖所示整流電路在穩態操作下各階段的等效電路圖；第 24 圖係第 22 圖所示整流電路之幾組關鍵波形圖；第 25 圖係第 17 圖所示實施例中之又一應用電 路圖；第 26(a)~(d)圖係第 25 圖所示整流電路在穩態操作下各階段的等效電路圖；第 27 圖係 第 25 圖所示整流電路之幾組關鍵波形圖；第 28 圖係本發明具單變壓器之軟切換多開關之交 流-直流(AC-DC)之整流電路圖；第 29 圖係本發明具雙變壓器之軟切換多開關之交流-直流(AC-
(8)
- 11279 -
DC)之整流電路圖；第 30(a)~(d)圖係本發明具撿拾天線之交流-直流(AC-DC)整流電路之應用 例及其子電路之示意圖；第 31(a)~(e)圖係本發明具單變壓器之軟切換多開關之交流-直流(AC- DC)整流電路之應用例及其子電路之示意圖；第 32(a)~(e)圖係本發明具雙變壓器之軟切換多 開關之交流-直流(AC-DC)整流電路之應用例及其子電路之示意圖；第 33 圖係第 31 圖所示僅 具上層電力單元及下層電力單元之整流電路圖；第 34(a)~(d)圖係第 33 圖所示整流電路在穩態 操作下各階段的等效電路圖；及第 35 圖係第 33 圖所示整流電路之幾組關鍵波形圖。
(9)
- 11280 -
(10)
- 11281 -
(11)
- 11282 -
(12)
- 11283 -
(13)
- 11284 -
(14)
- 11285 -
(15)
- 11286 -
(16)
- 11287 -
(17)
- 11288 -
(18)
- 11289 -
(19)
- 11290 -
(20)
- 11291 -
(21)
- 11292 -
(22)
- 11293 -
(23)
- 11294 -
(24)
- 11295 -
(25)
- 11296 -
(26)
- 11297 -
(27)
- 11298 -
(28)
- 11299 -
(29)
- 11300 -
(30)
- 11301 -
(31)
- 11302 -
(32)
- 11303 -
(33)
- 11304 -
(34)
- 11305 -
(35)
- 11306 -
(36)
- 11307 -
(37)
- 11308 -
(38)
- 11309 -
(39)
- 11310 -
(40)
- 11311 -
(41)
- 11312 -
(42)
- 11313 -
(43)
- 11314 -
(44)
- 11315 -
(45)
- 11316 -
(46)
- 11317 -
(47)
- 11318 -
(48)
- 11319 -
(49)
- 11320 -
(50)
- 11321 -
(51)
- 11322 -
(52)
- 11323 -
(53)
- 11324 -
(54)
- 11325 -
(55)
- 11326 -
