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使用積分三角調變技術之直流至交流換流器

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Academic year: 2021

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(1)

發明專利說明書

※申請案號:

※申請日期: ※IPC分類:

一、發明名稱:(中文/英文)

使用積分三角調變技術之直流至交流換流器

二、申請人:共 人

指定 為應受送達人

三、發明人:

◎專利代理人:

四、聲明事項

主張專利法第二十七條第一項國際優先權:

主張專利法第二十九條第一項國內優先權:

□ 主張專利法第二十六條微生物:

□ 熟習該項技術者易於獲得,不須寄存

五、中文發明摘要:

本案係為一種使用積分三角調變技術之直流至交流 換流器,用以將一直流輸入電壓轉換成一交流輸出電 壓,其包含一積分三角調變控制器,用以因應一參考電 壓信號之控制而產生一調變輸出電壓信號;一驅動電 路,電連接於該積分三角調變控制器,用以因應該調變 輸出電壓信號而產生複數組驅動信號;一功率級電路,

電連接於該驅動電路,用以因應該等驅動信號與該直流 輸入電壓之控制而產生一功率交流信號;以及一濾波電 路,電連接於該功率級電路,用以因應該功率交流信號 而產生該交流輸出電壓。

六、英文發明摘要:

七、指定代表圖:

(一)本案指定代表圖為:

(二)本代表圖之元件代表符號簡單說明:

11...積分三角調變控制器 12...高/低壓側驅動電路 13...功率級電路

14...濾波電路

八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:

九、發明說明:

[發明所屬之技術領域]

本案係為一種直流至交流換流器,尤指一種使用積分三 角調變技術之直流至交流換流器。

[先前技術]

二十世紀以來,電子系統在工業上的應用已佔有相當重 要的地位,而電源更是系統中的必要裝置。基於能源有 限的原因及電子系統對電源的需求日趨嚴謹,小型化、

(2)

高精度、高信賴度、高效率及高反應速度等就成為好的 電源供應器要求的目標,換言之,如此才能使各種電子 裝置的性能充份發揮。在以往的設計中,為了取得各裝 置之間的安全性,一般都設計它的電源供應器的功率為 該裝置所消耗功率的二至三倍。因而使該裝置的體積變 得相當的龐大,同時價格也隨之提高了,且對電路的信 賴度而言並無任何的貢獻。所以,設計一符合電子裝置 所需之電源是一十分重要的課題。

傳統交流電源供應器是使用線性放大器控制電壓方式,

結合低頻變壓器供應電力。而線性電源供應器的最主要 問題就是如何使功率損失減小並具有高的能量效率,同 時能減輕重量,降低體積大小。然而大部份的線性電源 供應器很難同時吻合上述兩項要求,因為擔任電壓調整 的主要元件電晶體一直工作在線性主動區,負載的增加 極易造成大的功率損失,且一般低頻工作下,低頻變壓 器的鐵損與銅損將會消耗相當之功率,同時欲提供較大 的輸出容量,則所須鐵心體積相對較大,重量也較重,

此種作法將造成低功因、低轉換效率及龐大的體積等問 題。要改善這些問題,達成交流電源控制的目標,控制 電路及功率級需互相配合才可完成,於是開關電路開始 應用在交流電源供應器上。1988年,相位控制型直流至 交流換流器(Phase-Controlled DC/AC Inverter)的概念 被提出,利用開關間控制信號的相角差來調整輸出電 壓,此一方法結構簡單,可得到較高的能量轉換效率,

又因高頻的切換可使得隔離用變壓器體積縮小至最小,

對於製作成本與運用空間而言,都有相當助益。但所得 輸出電壓的諧波失真略嫌過大,對於負載而言將產生若 干問題。

現行之交流電源供應器則是採用脈波波寬調變(Pulse Width Modulation)控制方式,利用輸入控制信號與一三 角波形比較,產生寬度可調變脈波,以達到控制輸出電 壓波形之目的。一般電壓型或電流型換流電路,其輸出 電壓或電流為矩形波,諧波成分很大,易降低功率因 數,採用脈波波寬調變換流電路可解決調壓及波形的問 題。脈波波寬調變控制主要是針對換流電路之功率開關 元件的導通或關斷進行控制,使輸出得到一系列等幅但 不等寬之脈波,其脈波寬度依傅立葉數列成正弦分布,

以此脈波組合獲得等效正弦電壓波,依一定規則對各脈 波進行調變控制,可改變輸出電壓大小,也可改變頻 率。 然而,由於脈波波寬調變控制方式係以三角波為比較信 號,其交流輸出之諧波失真不容易降低,需輔佐其他電 路才可以得到較佳特性,也因此增加了電路架構之複雜 性。

爰是之故,申請人有鑑於習知技術之缺失,乃經悉心試 驗與研究,並一本鍥而不捨的精神,終發明出本案「使 用積分三角調變技術之直流至交流換流器」。

[發明內容]

本案之主要目的係為將積分三角調變技術應用於直流至 交流轉換器,利用積分三角調變控制器將參考電壓信號 調變成一連串脈波信號,再藉由功率級電路將信號功率 放大,最後經由濾波電路將信號波形還原,可簡化電路 架構、降低諧波失真、並可輸出任意波形。

本案之另一目的係為提供一種使用積分三角調變技術之 直流至交流換流器,用以將一直流輸入電壓轉換成一交 流輸出電壓,其包含一積分三角調變控制器,用以因應

(3)

一參考電壓信號之控制而產生一調變輸出電壓信號;一 驅動電路,電連接於該積分三角調變控制器,用以因應 該調變輸出電壓信號而產生複數組驅動信號;一功率級 電路,電連接於該驅動電路,用以因應該等驅動信號與 該直流輸入電壓之控制而產生一功率交流信號;以及一 濾波電路,電連接於該功率級電路,用以因應該功率交 流信號而產生該交流輸出電壓。

根據上述構想,其中該積分三角調變控制器包含一積分 電路,用以因應該參考電壓信號與該調變輸出電壓信號 之差而產生一積分輸出信號;一取樣保持電路,電連接 於該積分電路,用以取樣及保持該積分輸出信號;以及 一量化電路,電連接於該取樣保持電路,且其輸出端係 電連接於該積分電路之輸入端,用以量化該積分輸出信 號,以得到該調變輸出電壓信號。

根據上述構想,其中該積分電路係為一積分器。

根據上述構想,其中該積分器係為一差動積分器。

根據上述構想,其中該取樣保持電路係由一外加之取樣 信號所控制。

根據上述構想,其中該量化電路係為一比較器。

根據上述構想,其中該比較器係為一雙電源比較器。

根據上述構想,其中該參考電壓信號係為外加。

根據上述構想,其中該調變輸出電壓信號係為一連串脈 波信號。

根據上述構想,其中該驅動電路係為高/低壓側驅動電 路。

根據上述構想,其中該功率級電路係採用全橋模式。

根據上述構想,其中該功率級電路係由四個電晶體所組 成。

根據上述構想,其中該等電晶體係為金氧半場效應電晶 體。 根據上述構想,其中該濾波電路係為一低通濾波器。

根據上述構想,其中該濾波電路係由一電感與一電容所 組成。

本案之又一目的係為提供一種使用積分三角調變技術之 直流至交流換流器,用以將一直流輸入電壓轉換成一交 流輸出電壓,其包含一積分三角調變控制器,用以因應 一參考電壓信號之控制而產生一調變輸出電壓信號,該 積分三角調變控制器包含:一積分電路,用以因應該參 考電壓信號與該調變輸出電壓信號之差而產生一積分輸 出信號;一取樣保持電路,電連接於該積分電路,用以 取樣及保持該積分輸出信號;一量化電路,電連接於該 取樣保持電路,且其輸出端係電連接於該積分電路之輸 入端,用以量化該積分輸出信號,以得到該調變輸出電 壓信號;一驅動電路,電連接於該積分三角調變控制 器,用以因應該調變輸出電壓信號而產生複數組驅動信 號;一功率級電路,電連接於該驅動電路,用以因應該 等驅動信號與該直流輸入電壓之控制而產生一功率交流 信號;以及一濾波電路,電連接於該功率級電路,以因 應該功率交流信號而產生該交流輸出電壓。

根據上述構想,其中該積分電路係為一積分器。

根據上述構想,其中該積分器係為一差動積分器。

根據上述構想,其中該取樣保持電路係由一外加之取樣 信號所控制。

根據上述構想,其中該量化電路係為一比較器。

根據上述構想,其中該比較器係為一雙電源比較器。

根據上述構想,其中該參考電壓信號係為外加。

根據上述構想,其中該調變輸出電壓信號係為一連串脈 波信號。

(4)

根據上述構想,其中該驅動電路係為高/低壓側驅動電 路。 根據上述構想,其中該功率級電路係採用全橋模式。

根據上述構想,其中該功率級電路係由四個電晶體所組 成。 根據上述構想,其中該等電晶體係為金氧半場效應電晶 體。

根據上述構想,其中該濾波電路係為一低通濾波器。

根據上述構想,其中該濾波電路係由一電感與一電容所 組成。

本案之再一目的係為提供一種調變控制器,用以因應一 參考電壓信號之控制而產生一調變輸出電壓信號,其包 含一積分電路,用以因應該參考電壓信號與該調變輸出 電壓信號之差而產生一積分輸出信號;一取樣保持電 路,電連接於該積分電路,用以取樣及保持該積分輸出 信號;以及一量化電路,電連接於該取樣保持電路,且 其輸出端係電連接於該積分電路之輸入端,用以量化該 積分輸出信號,以得到該調變輸出電壓信號。

根據上述構想,其中該積分電路係為一積分器。

根據上述構想,其中該積分器係為一差動積分器。

根據上述構想,其中該取樣保持電路係由一外加之取樣 信號所控制。

根據上述構想,其中該量化電路係為一比較器。

根據上述構想,其中該比較器係為一雙電源比較器。

根據上述構想,其中該參考電壓信號係為外加。

根據上述構想,其中該調變輸出電壓信號係為一連串脈 波信號。

根據上述構想,其中該調變控制器係為一積分三角調變 控制器。

[實施方式]

請參閱第一圖,其係本案一較佳實施例之使用積分三角 調變技術之直流至交流換流器之電路架構示意圖,其包 含一積分三角調變控制器11、一高/低壓側驅動電路12、

一功率級電路13及一濾波電路14,藉由本案之架構而得 以將一直流輸入電壓Vdc轉換成一交流輸出電壓Vo(t)。

其中,該積分三角調變控制器11係用以因應一參考電壓 信號之控制而產生一調變輸出電壓信號。該高/低壓側驅 動電路12係電連接於該積分三角調變控制器11,用以因 應該調變輸出電壓信號而產生複數組驅動信號。該功率 級電路13係電連接於該高/低壓側驅動電路12,用以因應 該等驅動信號與該直流輸入電壓Vdc之控制而產生一功率 交流信號VAB(t)。而該濾波電路14係電連接於該功率級電 路13,用以因應該功率交流信號VAB(t)而產生該交流輸出 電壓Vo(t)。

該功率級電路13係採用全橋模式,以(Q1、Q4)與(Q2、

Q3)成對切換,且二者相互反相,以提供較高的功率輸 出,並利用高頻切換技術使輸出濾波元件體積縮小。輸 出級以L-C構成二階低通濾波器,以濾除高頻信號,修飾 輸出電壓波形,提供負載R所需之電源電壓。由於該功率 級電路13係採用全橋模式,因此該基差調變控制器11所 產生之調變輸出電壓信號並無法直接驅動該功率級電路 13之四組開關元件(Q1、Q2、Q3、Q4),尤其是左右臂上 側之開關元件(Q1、Q3),故本案採用高/低壓側驅動電路 12,利用積體電路特性,可以獲得較佳之驅動信號。

(5)

控制級部分,本案係採用積分三角調變(Sigma-Delta Modulation)技術來控制輸出電壓形式,這部分也是本案 之技術特徵所在。根據第一圖所示之電路,Q1、Q4 on;

Q2、Q3 off時,系統狀態空間方程式可表示為

而Q1、Q4 off;Q2、Q3 on時,系統狀態空間方程式可表 示為

根據狀態空間平均化技術(state-space averaging technique),系統狀態空間方程式可改寫為

其中d為Q1,Q4之責任週期。若考慮小信號擾動為 ,

, , 及 ,則

(6)

假設 ,以簡化分析即

將(7)-(12)式代入(5)及(6)式,可得小信號方程式為

穩態方程式為

由(15)及(16)式可得穩態下之電壓轉移特性

將(13)及(14)取Laplace Transform後,整理可解得功率 級轉移函數

G

P

(s)

請參閱第二圖,其係本案一較佳實施例之積分三角調變 器之電路架構示意圖,其包含一積分電路111、一取樣保 持電路112、及一量化電路113。其中該積分電路111係為 一差動積分器、該量化電路113係為一雙電源比較器,而 該取樣保持電路112係由一外加之取樣信號所控制。第二 圖所示之電路架構係為一階積分三角調變控制器,該積 分三角調變控制器11可視為是一種脈波密度調變控制 器,其主要動作在於將該參考電壓信號轉換成該調變輸 出電壓信號(一連串的脈波信號),脈波頻率由取樣頻率 決定,若該參考電壓信號之電壓準位較高時,輸出脈波 密度較高,若該參考電壓信號之電壓準位較低時,輸出 脈波密度較低。

該積分三角調變控制器11之主要動作原理為輸入該直流 至交流換流器欲輸出之參考波形信號,與該積分三角調 變控制器11之輸出初值比較產生誤差,經由該積分電路 111積分,再以該取樣保持電路112進行高頻取樣保持,

最後經由該量化電路113進行量化,一般多採用比較器作 為量化電路113,量化輸出(調變輸出電壓信號)回授至輸

(7)

入再與該參考電壓信號比較,藉此週而復始的動作,於 該量化電路113之輸出端,亦即該積分三角調變控制器11 之輸出端產生一連串脈波信號,用以驅動該功率級電路 13之開關元件(Q1、Q2、Q3、Q4),以控制功率輸出及輸 出波形。根據回授控制理論,若回授增益足夠大,則產 生之該調變輸出電壓信號平均值將趨近於該參考電壓信 號平均值。由第二圖可得該積分三角調變控制器11各點 的關係式為

v

h

(t)=v

int

*(t-kT)-v

int

*(t-(k+1)T

) (20)

考慮該參考電壓信號為正弦波時,則該參考電壓信號為

v

r

(t)=v

rm

sin

ω

t

(22)

其中Vrm為該參考電壓信號峰值電壓,ω為該參考電壓信 號角頻率。為避免過調制現象產生較高的失真問題,假 設Vrm<Vcc。如圖3所示,當

t=t

k,0,且

v

c

(t

k,0

)=-V

cc,則

v

c

(t

k,1

)=+v

cc (25)

由於該參考電壓信號與該調變輸出電壓信號相減呈正 值,該積分電路111積分輸出為正斜率,若考慮取樣頻率 遠大於該參考電壓信號頻率,則參考電壓信號在取樣週 期內可視為定值,假設 且該積分電路111增益為 ,則 該積分電路111積分輸出斜率為

K(m+1)V

cc,取樣保持 後,其結果大於零,使得調變輸出轉態由-Vcc→+Vcc

v

h

(t

k,2

)=v

int

(t

k,2

)>0

(27)

v

c

(t

k,2

)=+V

cc (28)

由於該參考電壓信號與該調變輸出電壓信號相減呈負

(8)

值,該積分電路111積分輸出為負斜率,且斜率大小為

K (m-1)V

cc於零,使得調變輸出維持+Vcc不變。該積分三角 調變控制器11動作依此類推,n次取樣保持後,結果小於 零,於是調變輸出轉態由+Vcc→-Vcc,完成一開關週期。

請參閱第三圖,其係輸入信號為正弦波且在正半週狀態 下,不同準位時,積分三角調變控制器輸出與積分電路 輸出之波形對照圖。由圖可知,該輸出調變電壓信號之 責任週期隨著該參考電壓信號增大而增大。假設開關頻 率遠大於該參考電壓信號頻率,該參考電壓信號變動極 小,可視為定值,故開關週期內該積分電路111輸出上升 與下降變動量相同,所以

K(m+1)V

cc

=-nK(m-1)V

cc (29)由(29)式整理可得

若d表示該輸出調變電壓信號之責任週期,則

且0<

d(t)

<1請參閱第四圖,其係本案一較佳實施例之直 流至交流換流器之開迴路積分三角調變控制系統示意 圖。若考慮該積分三角調變控制器11之參考電壓信號

v

r

(t)

存在一小信號擾動成分 ,則

將(10)及(33)式代入(32)式得

由(34)取拉氏轉換(Laplace Transform)後可得該積分三 角調變控制器11調變轉移函數

G

m

(s)

由(18)及(36)式可得該調變輸出電壓信號與該參考電壓 信號轉移函數

G

l

(s)

(9)

電路模擬及實測結果

本案之直流至交流換流器採用全橋架構,並以一階積分 三角調變控制器來調變輸出電壓大小及波形,最後透過 低通濾波器將高頻諧波濾除以獲得平滑之電壓波形。根 據前述理論,在此完成1kVA直流至交流換流器電路模擬 與實測。該直流輸入電壓為200V,該交流輸出電壓為 110V,輸出濾波電容為

C

=o.22μ

F

,濾波電感為

L=1

m

H

,截 止頻率為10.7kHz。開迴路輸出與參考輸入轉移特性模擬 結果如第五圖所示,相位幅度(phase margin)為65°,增 益幅度(gain margin)為60dB。

當輸出功率為1kVA,輸出有效值電壓為110V條件下,輸 入信號頻率為1kHz、500Hz及60Hz時,根據電路模擬軟體 Is Spice模擬正弦波與三角波所產生之輸出電壓波形及 電路實測波形結果如第六圖(a1)至第八圖(b2)所示,效 率達90%以上,總諧波失真(Total Harmonic

Distortion, THD)小於5%。

當輸出功率為200VA,輸出有效值電壓為110V條件下,輸 入信號頻率為1kHz、500Hz及60Hz時,根據電路模擬軟體 Is Spice模擬正弦波與三角波所產生之輸出電壓波形及 電路實測波形結果如第九圖(a1)至第十一圖(b2)所示,

效率達83%以上,總諧波失真小於3%。其電路實測功率、

頻率、輸出電壓、總諧波失真及效率結果如表一所示。

綜上所述,本案將積分三角調變技術應用於直流至交流 轉換器,利用積分三角調變控制器將參考電壓信號調變 成一連串脈波信號,再藉由功率級電路將信號功率放 大,最後經由濾波電路將信號波形還原,可簡化電路架

(10)

構、降低諧波失真、並可輸出任意波形,有效改善習知 技術之缺失,是故具有產業價值,進而達成發展本案之 目的。

本案得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾,然 皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

[圖式簡單說明]

第一圖:其係本案一較佳實施例之使用積分三角調變技 術之直流至交流換流器之電路架構示意圖。

第二圖:其係本案一較佳實施例之積分三角調變器之電 路架構示意圖。

第三圖:其係輸入信號為正弦波且在正半週狀態下,不 同準位時,積分三角調變控制器輸出與積分電路輸出之 波形對照圖。

第四圖:其係本案一較佳實施例之直流至交流換流器之 開迴路積分三角調變控制系統示意圖。

第五圖:其係本案一較佳實施例之直流至交流換流器之 開迴路輸出與參考輸入轉移特性模擬結果圖。

第六圖(a1)(a2):其係輸出功率為1kVA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為1kHZ時,根據Is Spice模擬 正弦波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第六圖(b1)(b2):其係輸出功率為1kVA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為1kHz時,根據Is Spice模擬 三角波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第七圖(a1)(a2):其係輸出功率為1kVA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為500Hz時,根據Is Spice模擬 正弦波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第七圖(b1)(b2):其係輸出功率為1kVA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為500Hz時,根據Is Spice模擬 三角波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第八圖(a1)(a2):其係輸出功率為1kVA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為60Hz時,根據Is Spice模擬 正弦波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第八圖(b1)(b2):其係輸出功率為1kVA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為60Hz時,根據Is Spice模擬 三角波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第九圖(a1)(a2):其係輸出功率為200VA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為1kHz時,根據Is Spice模擬 正弦波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第九圖(b1)(b2):其係輸出功率為200VA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為1kHz時,根據Is Spice模擬 三角波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第十圖(a1)(a2):其係輸出功率為200VA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為500Hz時,根據Is Spice模擬 正弦波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第十圖(b1)(b2):其係輸出功率為200VA、輸出有效值電 壓為110V、輸入信號頻率為500Hz時,根據Is Spice模擬 三角波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第十一圖(a1)(a2):其係輸出功率為200VA、輸出有效值 電壓為110V、輸入信號頻率為60Hz時,根據Is Spice模 擬正弦波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

第十一圖(b1)(b2):其係輸出功率為200VA、輸出有效值 電壓為110V、輸入信號頻率為60Hz時,根據Is Spice模 擬三角波所產生之輸出電壓波形及電路實測波形圖。

十、申請專利範圍:

(11)

1.一種使用積分三角調變技術之直流至交流換流 器,用以將一直流輸入電壓轉換成一交流輸出電壓,其 包含:一積分三角調變控制器,用以因應一參考電壓信 號之控制而產生一調變輸出電壓信號;一驅動電路,電 連接於該積分三角調變控制器,用以因應該調變輸出電 壓信號而產生複數組驅動信號;一功率級電路,電連接 於該驅動電路,用以因應該等驅動信號與該直流輸入電 壓之控制而產生一功率交流信號;以及一濾波電路,電 連接於該功率級電路,用以因應該功率交流信號而產生 該交流輸出電壓。

2.如申請專利範圍第1項所述之直流至交流換流器,

其中該積分三角調變控制器包含:一積分電路,用以因 應該參考電壓信號與該調變輸出電壓信號之差而產生一 積分輸出信號;一取樣保持電路,電連接於該積分電 路,用以取樣及保持該積分輸出信號;以及一量化電 路,電連接於該取樣保持電路,且其輸出端係電連接於 該積分電路之輸入端,用以量化該積分輸出信號,以得 到該調變輸出電壓信號。

3.如申請專利範圍第2項所述之直流至交流換流器,

其中該積分電路係為一積分器。

4.如申請專利範圍第3項所述之直流至交流換流器,

其中該積分器係為一差動積分器。

5.如申請專利範圍第2項所述之直流至交流換流器,

其中該取樣保持電路係由一外加之取樣信號所控制。

6.如申請專利範圍第2項所述之直流至交流換流器,

其中該量化電路係為一比較器。

7.如申請專利範圍第6項所述之直流至交流換流器,

其中該比較器係為一雙電源比較器。

8.如申請專利範圍第1項所述之直流至交流換流器,

其中該參考電壓信號係為外加。

9.如申請專利範圍第2項所述之直流至交流換流器,

其中該調變輸出電壓信號係為一連串脈波信號。

10.如申請專利範圍第1項所述之直流至交流換流 器,其中該驅動電路係為高/低壓側驅動電路。

11.如申請專利範圍第1項所述之直流至交流換流 器,其中該功率級電路係採用全橋模式。

12.如申請專利範圍第11項所述之直流至交流換流 器,其中該功率級電路係由四個電晶體所組成。

13.如申請專利範圍第12項所述之直流至交流換流 器,其中該等電晶體係為金氧半場效應電晶體。

14.如申請專利範圍第1項所述之直流至交流換流 器,其中該濾波電路係為一低通濾波器。

15.如申請專利範圍第1項所述之直流至交流換流 器,其中該濾波電路係由一電感與一電容所組成。

16.一種使用積分三角調變技術之直流至交流換流 器,用以將一直流輸入電壓轉換成一交流輸出電壓,其 包含:一積分三角調變控制器,用以因應一參考電壓信 號之控制而產生一調變輸出電壓信號,該積分三角調變 控制器包含:一積分電路,用以因應該參考電壓信號與 該調變輸出電壓信號之差而產生一積分輸出信號;一取 樣保持電路,電連接於該積分電路,用以取樣及保持該 積分輸出信號;一量化電路,電連接於該取樣保持電 路,且其輸出端係電連接於該積分電路之輸入端,用以 量化該積分輸出信號,以得到該調變輸出電壓信號;一 驅動電路,電連接於該積分三角調變控制器,用以因應 該調變輸出電壓信號而產生複數組驅動信號;一功率級 電路,電連接於該驅動電路,用以因應該等驅動信號與 該直流輸入電壓之控制而產生一功率交流信號;以及一

(12)

濾波電路,電連接於該功率級電路,用以因應該功率交 流信號而產生該交流輸出電壓。

17.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該積分電路係為一積分器。

18.如申請專利範圍第17項所述之直流至交流換流 器,其中該積分器係為一差動積分器。

19.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該取樣保持電路係由一外加之取樣信號所控 制。 20.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該量化電路係為一比較器。

21.如申請專利範圍第20項所述之直流至交流換流 器,其中該比較器係為一雙電源比較器。

22.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該參考電壓信號係為外加。

23.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該調變輸出電壓信號係為一連串脈波信號。

24.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該驅動電路係為高/低壓側驅動電路。

25.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該功率級電路係採用全橋模式。

26.如申請專利範圍第25項所述之直流至交流換流 器,其中該功率級電路係由四個電晶體所組成。

27.如申請專利範圍第26項所述之直流至交流換流 器,其中該等電晶體係為金氧半場效應電晶體。

28.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該濾波電路係為一低通濾波器。

29.如申請專利範圍第16項所述之直流至交流換流 器,其中該濾波電路係由一電感與一電容所組成。

30.一種調變控制器,用以因應一參考電壓信號之控 制而產生一調變輸出電壓信號,其包含:一積分電路,

用以因應該參考電壓信號與該調變輸出電壓信號之差而 產生一積分輸出信號;一取樣保持電路,電連接於該積 分電路,用以取樣及保持該積分輸出信號;以及一量化 電路,電連接於該取樣保持電路,且其輸出端係電連接 於該積分電路之輸入端,用以量化該積分輸出信號,以 得到該調變輸出電壓信號。

31.如申請專利範圍第30項所述之調變控制器,其中 該積分電路係為一積分器。

32.如申請專利範圍第31項所述之調變控制器,其中 該積分器係為一差動積分器。

33.如申請專利範圍第30項所述之調變控制器,其中 該取樣保持電路係由一外加之取樣信號所控制。

34.如申請專利範圍第30項所述之調變控制器,其中 該量化電路係為一比較器。

35.如申請專利範圍第34項所述之調變控制器,其中 該比較器係為一雙電源比較器。

36.如申請專利範圍第30項所述之調變控制器,其中 該參考電壓信號係為外加。

37.如申請專利範圍第30項所述之調變控制器,其中 該調變輸出電壓信號係為一連串脈波信號。

38.如申請專利範圍第30項所述之調變控制器係為一 積分三角調變控制器。

十一、圖式:

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參考文獻

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