TW201517478A - 功率轉換器及功率方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種功率轉換器及用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法。該功率轉換器包括：第一變壓器電路，其第一初級線圈用於接收該輸入功率的第一部分輸入功率，其第一次級線圈用於產生該輸出功率的第一部分輸出功率；第二變壓器電路，其第二初級線圈用於接收該輸入功率的第二部分輸入功率，其第二次級線圈用於產生該輸出功率的第二部分輸出功率；以及平衡電路，與第一次級線圈的第一端以及第二次級線圈的第二端連接，用於透過在該第一端和第二端之間傳輸信號使該第一部分輸出功率和第二部分輸出功率相互平衡，其中，該第一端和第二端具有相同極性。根據本發明的功率轉換器，可提高散熱效率，從而減少功耗並且提高功率轉換效率。

Description

功率轉換器及功率方法
本發明係有關功率轉換器，特別係有關一種基於變壓器來實現的功率轉換器以及將輸入功率轉換成輸出功率的方法。
圖1所示為一種習知技術中的直流-直流轉換器100的電路示意圖。直流-直流轉換器100包括全橋切換電路102、變壓器T1以及整流電路106。全橋切換電路102包括開關Q1、Q2、Q3和Q4，且基於對開關Q1、Q2、Q3和Q4上的控制信號CTR1、CTR2、CTR3和CTR4的控制將輸入功率(例如：輸入電壓VIN)傳輸至變壓器T1。變壓器T1接收該輸入功率以產生流過其初級線圈的初級電流IPRI。該初級電流IPRI產生流過變壓器T1的次級線圈中的次級電流ISEC。該次級電流ISEC進一步地流過整流電路106以控制直流-直流轉換器100的輸出電壓VOUT。因此，直流-直流轉換器100能夠透過控制開關Q1、Q2、Q3和Q4將輸入電壓VIN轉換成需要的輸出電壓VOUT。
如圖1所示，控制信號CTR1、CTR2、CTR3和CTR4能夠控制開關Q1、Q2、Q3和Q4來為變壓器T1提供輸入功率。因此產生初級電流IPRI流過變壓器T1，並且在變壓器T1的磁芯中引起磁能。如果輸入功率相對比較高並且產生了相對比較大的初級電流IPRI，則在變壓器T1的磁芯中存儲的磁能可能產生大量的熱量，而這些熱量無法在短時間內驅散開，從而導 致變壓器T1可能具有相對較低的功率轉換效率。直流-直流轉換器100的功耗可能相對較高，因此降低了其功率轉換的性能。
本發明提供了將輸入功率轉換成輸出功率的功率轉換器及方法，能夠減小功率轉換器的功耗，並提高功率轉換器的性能。
本發明提供了一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的功率轉換器，該功率轉換器包括：第一變壓器電路，其包括第一初級線圈和第一次級線圈，該第一初級線圈用於接收該輸入功率的第一部分輸入功率，該第一次級線圈用於產生該輸出功率的第一部分輸出功率；第二變壓器電路，其包括第二初級線圈和第二次級線圈，該第二初級線圈用於接收該輸入功率的第二部分輸入功率，該第二次級線圈用於產生該輸出功率的第二部分輸出功率；以及平衡電路，與該第一次級線圈的第一端以及該第二次級線圈的第二端連接，用於透過在該第一端和該第二端之間傳輸信號從而使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡，其中，該第一端和該第二端具有相同極性。
本發明又提供了一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的功率轉換器，該功率轉換器包括：第一變壓器電路，其包括第一初級線圈、第一次級線圈以及第一輔助線圈，該第一變壓器電路用於將該第一初級線圈上接收的該輸入功率的第一部分輸入功率轉換成該第一次級線圈上的該輸出功率的第一部分輸出功率，當該第一變壓器電路將該第一部分輸入功率轉換成該第一部分輸出功率時，該第一變壓器電路具有第一磁化強度；第二變壓器電路，其包括第二初級線圈、第二次級線圈以及第二輔助線圈， 該第二變壓器電路用於將該第二初級線圈上接收的該輸入功率的第二部分輸入功率轉換成該第二次級線圈上的該輸出功率的第二部分輸出功率，當該第二變壓器電路將該第二部分輸入功率轉換成該第二部分輸出功率時，該第二變壓器電路具有第二磁化強度；其中，該第一輔助線圈和該第二輔助線圈與共同節點連接，用於經過該共同節點傳輸信號從而使該第一磁化強度和該第二磁化強度相互平衡。
本發明又提供了一種功率轉換器，該功率轉換器包括：變壓器電路，其包括多個初級線圈和次級線圈電路，用於將該多個初級線圈接收的輸入功率轉換成該次級線圈電路上的輸出功率；分壓電路，用於將該功率轉換器的輸入電壓分成多個分壓；以及切換電路，與該變壓器電路和該分壓電路連接，用於控制該多個初級線圈中的每個初級線圈選擇性地接收該多個分壓中的一個分壓。
本發明又提供了一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法，該方法包括：第一變壓器電路的第一初級線圈接收該輸入功率的第一部分輸入功率；第二變壓器電路的第二初級線圈接收該輸入功率的第二部分輸入功率；該第一變壓器電路的第一次級線圈產生該輸出功率的第一部分輸出功率；該第二變壓器電路的第二次級線圈產生該輸出功率的第二部分輸出功率；以及透過在該第一次級線圈的第一端和該第二次級線圈的第二端之間傳輸信號，以使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡，其中該第一端和該第二端具有相同極性。
本發明又提供了一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法，該方法包括：第一變壓器電路將第一初級線圈上接收的第一部分輸入 功率轉換成第一次級線圈上的第一部分輸出功率，其中，該第一變壓器電路包括該第一初級線圈、該第一次級線圈和第一輔助線圈，當該第一變壓器電路將該第一部分輸入功率轉換成該第一部分輸出功率時，該第一變壓器電路具有第一磁化強度；第二變壓器電路將第二初級線圈上接收的第二部分輸入功率轉換成第二次級線圈上的第二部分輸出功率，其中，該第二變壓器電路包括該第二初級線圈、該第二次級線圈和第二輔助線圈，當該第二變壓器電路將該第二部分輸入功率轉換成該第二部分輸出功率時，該第二變壓器電路具有第二磁化強度；以及該第一輔助線圈和該第二輔助線圈經過共同節點在該第一輔助線圈和該第二輔助線圈之間傳輸信號，從而使該第一磁化強度和該第二磁化強度相互平衡。
本發明還提供了一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法，該方法包括：變壓器電路的多個初級線圈接收功率轉換器的輸入功率；以及該變壓器電路將接收到的輸入功率轉換成在該變壓器電路的次級線圈電路上的輸出功率；其中，該變壓器電路的多個初級線圈接收輸入功率的步驟進一步包括：分壓電路將該功率轉換器的輸入電壓分為多個分壓；以及切換電路將該多個初級線圈中的每個初級線圈選擇性地接收該多個分壓中的一個分壓。
與習知技術相比，透過採用本發明的功率轉換器與將輸入功率轉換成輸出功率的方法，可提高功率轉換器之散熱效率，從而減少功率轉換器之功耗並且提高功率轉換器轉換效率。
100‧‧‧直流-直流轉換器
102‧‧‧全橋切換電路
106‧‧‧整流電路
200‧‧‧功率轉換器
202‧‧‧功率傳輸電路
204‧‧‧功率轉換電路
204_1‧‧‧變壓器電路
204_2‧‧‧變壓器電路
204_N‧‧‧變壓器電路
206‧‧‧輸出電路
210‧‧‧平衡電路
300‧‧‧直流-直流轉換器
302‧‧‧功率傳輸電路
304‧‧‧功率轉換電路
306‧‧‧輸出電路
314_1‧‧‧整流電路
314_2‧‧‧整流電路
316‧‧‧第一節點
318‧‧‧第二節點
400‧‧‧直流-直流轉換器
402‧‧‧功率傳輸電路
402_1‧‧‧傳輸電路
402_2‧‧‧傳輸電路
402_3‧‧‧傳輸電路
404‧‧‧功率轉換電路
404A‧‧‧功率轉換電路
404B‧‧‧功率轉換電路
406‧‧‧輸出電路
406A‧‧‧輸出電路
414‧‧‧整流電路
414A‧‧‧整流電路
414B‧‧‧全橋整流電路
414_1‧‧‧整流電路
414_2‧‧‧整流電路
414_3‧‧‧整流電路
500A‧‧‧直流-直流轉換器
500B‧‧‧直流-直流轉換器
600‧‧‧直流-直流轉換器
604‧‧‧功率轉換電路
700、800、900‧‧‧工作流程圖
702~710‧‧‧步驟
802~806‧‧‧步驟
902~908‧‧‧步驟
第1圖係一種現有技術中的直流-直流轉換器的電路示意圖。
第2圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的模組示意圖。
第3圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的電路示意圖。
第4圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的模組示意圖。
第5A圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的電路示意圖。
第5B圖根據本發明一個實施例的功率轉換器的電路示意圖。
第6圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的電路示意圖。
第7圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的工作流程圖。
第8圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的工作流程圖。
第9圖係根據本發明一個實施例的功率轉換器的工作流程圖。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。儘管本發明透過這些實施方式進行闡述和說明，但需要注意的是本發明並不僅僅只局限於這些實施方式。相反地，本發明涵蓋後附申請專利範圍所定義的發明精神和發明範圍內的所有替代物、變體和等同物。在以下對本發明的詳細描述中，為了提供一個針對本發明的完全的理解，闡明瞭大量的具體細節。然而，本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。
本發明的實施例提供了功率轉換器(例如：直流-直流轉換器)，利用變壓器電路和諸如全橋或半橋切換電路這樣的功率傳輸電路將輸入功率轉換成輸出功率。該功率轉換器能夠將輸入功率分送到變壓器電路 的多個初級線圈上。變壓器電路的次級線圈與這些初級線圈結合將輸入功率轉換成輸出功率。因此，即使輸入功率相對比較高，該功率轉換器能減少提供給每個初級線圈的功率量，並且能夠加速變壓器電路的磁芯上熱量的驅散。
此外，該功率轉換器包括平衡電路。舉例說明，變壓器電路可包括多個次級線圈，平衡電路與這些次級線圈連接，以使得分別流過這些次級線圈的電流相互平衡。再舉例說明，變壓器電路可包括多個變壓器，平衡電路與這些變壓器的磁芯磁耦合，以使得這些變壓器磁芯中的磁化強度相互平衡。因此，與現有設計相比，本發明提供的功率轉換器具有較低的功率損耗以及較高的轉換效率。
圖2所示為根據本發明一個實施例的功率轉換器200的模組示意圖。功率轉換器200可以是一種基於變壓器的直流-直流轉換器(以下稱為：直流-直流轉換器200)。如圖2所示，直流-直流轉換器200包括功率傳輸電路202、功率轉換電路204以及輸出電路206。
在一個實施例中，功率傳輸電路202接收輸入功率(例如：輸入電壓VIN)，且選擇性地將輸入功率傳輸/傳遞給功率轉換電路204。功率轉換電路204包括平衡電路210以及多個變壓器電路204_1、204_2、...、204_N(N為自然數)，且可用於將輸入功率轉換成輸出功率。每個變壓器電路204_1、204_2、...、204_N包括初級線圈和次級線圈(未顯示在圖中)。在一個實施例中，變壓器電路204_1、204_2、...、204_N的初級線圈相互串聯，初級電流IP流過這些初級線圈從而將輸入功率分送到變壓器電路204_1、204_2、...、204_N上。有利的是，在輸入功率相同的條件下，與現 有技術的直流-直流轉換器100中的變壓器相比，直流-直流轉換器200的每個變壓器電路的磁芯中產生的熱量被減少了，因而提高了圖2中的變壓器電路204_1、204_2、...、204_N的散熱效率。換句話說，與現有技術的直流-直流轉換器100相比，直流-直流轉換器200利用多個變壓器電路從而能夠在承受較大輸入功率/電壓的同時具有較低的功率損耗以及較高的功率轉換效率。此外，在一個實施例中，變壓器電路204_1、204_2、...、204_N的次級線圈可相互並聯，且分別流過變壓器電路204_1、204_2、...、204_N的次級線圈的次級電流IS1、IS2、...、ISN在輸出電路206上彙聚以形成輸出電流IOUT，從而控制直流-直流轉換器200的輸出電壓VOUT。因此，直流-直流轉換器200能將輸入電壓VIN轉換成輸出電壓VOUT。
在一個實施例中，平衡電路210使變壓器電路204_1-204_N中的功率轉換相互平衡。舉例說明，平衡電路210可與變壓器電路204_1-204_N中的磁芯磁耦合，使變壓器電路204_1-204_N磁芯中的磁化強度相互平衡。再舉例說明，平衡電路210可與變壓器電路204_1-204_N的次級線圈連接，使次級電流IS1、IS2、...、ISN相互平衡。這裡所說的使第一元素和第二元素“相互平衡”指的是減小第一元素和第二元素之間的差值/差異，其中，該第一元素和第二元素包括電壓、電流、輸入功率、輸出功率、磁化強度、磁能等等。
圖3所示為根據本發明一個實施例的直流-直流轉換器300的電路示意圖。圖3將結合圖2進行描述。直流-直流轉換器300可以是圖2中的直流-直流轉換器200的一個實施例。直流-直流轉換器300包括功率傳輸電路302、功率轉換電路304以及輸出電路306。
在一個實施例中，功率傳輸電路302包括切換電路，例如：圖3舉例中的包括開關QH1、QL1、QH2和QL2的全橋切換電路或者半橋切換電路(未在圖中顯示)。該切換電路能夠選擇性地將輸入功率(例如：輸入電壓VIN)傳輸/傳遞給功率轉換電路304。舉例說明，開關QH1、QL1、QH2和QL2在控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2和DRVL2的控制下能交替地工作在第一模式、第二模式、第三模式和第四模式。在第一模式下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2和DRVL2將開關QH1和QL2導通並且將開關QL1和QH2斷開，所以功率轉換電路304透過開關QH1和QL2接收輸入功率(例如：輸入電壓VIN)。在第二模式下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2和DRVL2將開關QH1和QH2導通並且將開關QL1和QL2斷開，所以功率轉換電路304不接收輸入功率。在第三模式下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2和DRVL2將開關QL1和QH2導通並且將開關QH1和QL2斷開，所以功率轉換電路304透過開關QL1和QH2接收輸入功率(例如：輸入電壓VIN)。在第四模式下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2和DRVL2將開關QL1和QL2導通並且將開關QH1和QH2斷開，所以功率轉換電路304不接收輸入功率。然而，本發明不限於此。在另一個實施例中，在第二模式和第四模式下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2和DRVL2分別將開關QH1、QL1、QH2和QL2斷開。
在一個實施例中，功率轉換電路304包括第一變壓器電路T31、第二變壓器電路T32、電容器C32以及整流器電路314_1和314_2。變壓器電路T31包括初級線圈P1和次級線圈S1(例如：中心抽頭的次級線圈)。變壓器電路T32包括初級線圈P2和次級線圈S2(例如：中心抽頭的次級線 圈)。在一個實施例中，變壓器電路T31和T32完全相同。這裡所說的第一電路和第二電路“完全相同”指的是該第一電路和第二電路以相同特性和指標被製造出來，然而由於製造過程並非絕對理想，第一電路和第二電路的特性之間可能存在差異，只要這些差異在允許的範圍內即可忽略不計。在圖3的舉例中，整流電路314_1和314_2分別與次級線圈S1和S2連接，並且具有半橋整流器結構。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，整流電路314_1和314_2可以使用其他的結構(例如：圖5B中的全橋整流電路414B的結構)以提供類似的功能。參照圖3，初級線圈P1和P2相互串聯，次級線圈S1和S2則相互並聯。電容器C32連接在初級線圈P1和P2之間從而避免因流過初級線圈P1和P2的初級電流IP而引起的磁芯飽和。儘管圖3顯示了兩個變壓器電路和兩個整流電路，在另一個實施例中，兩個以上的變壓器電路和對應的整流電路也可以以類似結構應用於本發明。
在一個實施例的操作過程中，透過交替的工作在上述第一模式、第二模式、第三模式和第四模式，功率傳輸電路302控制功率轉換電路304將輸入電壓VIN轉換成輸出電壓VOUT。舉例說明，如上該，在第一模式下，功率轉換電路304透過開關QH1和QL2接收輸入功率(例如：輸入電壓VIN)，從而產生流過初級線圈P1和P2的初級電流IP。響應於該初級電流IP，在第一次級線圈S1上產生次級電流IS1，並且在在第二次級線圈S2上產生次級電流IS2。在第一模式下，由於功率轉換電路304接收功率，次級電流IS1和IS2增加。在第二模式下，功率轉換電路304不接收輸入功率，所以次級電流IS1和IS2減小。同理，在第三模式下，功率轉換電路304透過開關QL1和QH2接收輸入功率，所以次級電流IS1和IS2增加。在第四模式下，功 率轉換電路304不接收輸入功率，所以次級電流IS1和IS2減小。次級電流IS1和IS2分別流過整流電路314_1和314_2，然後在輸出電路306上彙聚以形成輸出電流IOUT(例如：IOUT=IS1+IS2)。輸出電流IOUT能控制直流-直流轉換器300的輸出電壓VOUT。
因此，在一個實施例中，第一初級線圈P1能接收直流-直流轉換器300的輸入功率的第一部分輸入功率(例如：由初級電流IP乘以橫跨第一初級線圈P1上的電壓表示)。第一次級線圈S1產生直流-直流轉換器300的輸出功率的第一部分輸出功率(例如：由次級電流IS1乘以直流-直流轉換器300的輸出電壓VOUT表示)。第二初級線圈P2能接收直流-直流轉換器300的輸入功率的第二部分輸入功率(例如：由初級電流IP乘以橫跨第二初級線圈P2上的電壓表示)。第二次級線圈S2產生直流-直流轉換器300的輸出功率的第二部分輸出功率(例如：由次級電流IS2乘以直流-直流轉換器300的輸出電壓VOUT表示)。
有利的是，直流-直流轉換器300的輸入功率可被分送到多個變壓器電路(例如：變壓器電路T31和T32)中相互串聯的初級線圈上。因此，在輸入功率相同的條件下，與現有設計相比，分送到多個變壓器電路中的每個初級線圈上的功率被減小，並且這些變壓器電路的每個磁芯中產生的熱量也被減少，從而提高了變壓器電路的散熱效率。與現有技術的直流-直流轉換器100相比，直流-直流轉換器300能夠在承受較大輸入功率/電壓的同時具有較低的功率損耗以及較高的功率轉換效率。
此外，在一個實施例中，整流電路314_1可配置用於將次級電流IS1整流使得次級電流IS1僅朝一個方向流動，即從第一次級線圈S1流向 直流-直流轉換器300的輸出端(如：標有“VOUT”的那端)。整流電路314_2可配置用於將次級電流IS2整流使得次級電流IS2僅朝一個方向流動，即從第二次級線圈S2流向直流-直流轉換器300的該輸出端。
舉例說明，如圖3所示，整流電路314_1包括整流二極體D31、整流二極體D32以及電感器L31，而整流電路314_2包括整流二極體D33、整流二極體D34以及電感器L32。在一個實施例中，在上述第一模式下，整流二極體D31被導通並且允許次級電流IS1經過整流二極體D31、中心抽頭次級線圈S1的上半部分(例如；靠近端點“1”的那部分)和電感器L31從第一節點316(例如：直流-直流轉換器300的地端)流向第二節點318(例如：直流-直流轉換器300的輸出端)，同時電感器L31存儲磁能。同理，整流二極體D33被導通並且允許次級電流IS2經過整流二極體D33、中心抽頭次級線圈S2的上半部分(例如；靠近端點“3”的那部分)和電感器L32從第一節點316流向第二節點318，同時電感器L32存儲磁能。此外，在第一模式下，整流二極體D32和D34斷開。在上述第二模式下，電感器L31釋放磁能，並且整流二極體D31和D32被導通從而允許電流經過整流二極體D31和D32以及中心抽頭次級線圈S1的上半部分和下半部分從第一節點316流向第二節點318。流過整流二極體D31和D32的電流在電感器L31上彙聚以形成第一變壓器電路T31的次級電流IS1。同理，電感器L32釋放磁能，並且整流二極體D33和D34被導通從而允許電流經過整流二極體D33和D34以及中心抽頭次級線圈S2的上半部分和下半部分從第一節點316流向第二節點318。流過整流二極體D33和D34的電流在電感器L32上彙聚以形成第二變壓器電路T32的次級電流IS2。在上述第三模式下，整流二極體D32被導通並且允許次 級電流IS1經過整流二極體D32、中心抽頭次級線圈S1的下半部分(例如：靠近端點“2”的那部分)和電感器L31從第一節點316流向第二節點318，同時電感器L31存儲磁能。同理，整流二極體D34被導通並且允許次級電流IS2經過整流二極體D34、中心抽頭次級線圈S2的下半部分(例如：靠近端點“4”的那部分)和電感器L32從第一節點316流向第二節點318，同時電感器L32存儲磁能。此外，在第三模式下，整流二極體D31和D33被斷開。在上述第四模式下，電感器L31釋放磁能，並且整流二極體D31和D32被導通從而允許電流經過整流二極體D31和D32以及中心抽頭次級線圈S1的上半部分和下半部分從第一節點316流向第二節點318。流過整流二極體D31和D32的電流在電感器L31上彙聚以形成第一變壓器電路T31的次級電流IS1。同理，電感器L32釋放磁能，並且整流二極體D33和D34被導通從而允許電流經過整流二極體D33和D34以及中心抽頭次級線圈S2的上半部分和下半部分從第一節點316流向第二節點318。流過整流二極體D33和D34的電流在電感器L32上彙聚以形成第二變壓器電路T32的次級電流IS2。
如上描述，整流二極體D31、D32、D33和D34能夠將電流從相同的第一節點316傳到相同的第二節點318，所以在一個實施例中，整流二極體D31、D32、D33和D34是相互並聯的。然而，當兩個二極體並聯時，二極體上的電壓不平衡可導致其中一個二極體正向偏置(例如：被導通)從而承受了所有的電流，而另一個二極體則保持斷開狀態。因此，如果整流二極體D31、D32、D33和D34中存在電壓不平衡，則次級電流IS1和IS2可能不平衡，這樣會導致第一次級線圈S1產生的第一部分輸出功率(例如：由VOUT*IS1表示)和第二次級線圈S2產生的第二部分輸出功率(例如：由 VOUT*IS2表示)之間的不平衡。如果問題不解決的話，該第一部分輸出功率和第二部分輸出功率之間的不平衡可導致直流-直流轉換器300輸出功率的不穩定並且減小直流-直流轉換器300的功率轉換效率。有利的是，在一個實施例中，功率轉換電路304包括電容性元件C35和C36(如：電容器)組成的平衡電路使該第一部分輸出功率和第二部分輸出功率相互平衡。
具體地說，在一個實施例中，每個變壓器電路T31、T32的次級線圈中可能存在寄生電感(又稱為：漏電感)和寄生電容，這樣形成了一個諧振電路。諧振電路可能在次級線圈S1和S2上產生振鈴電壓。如果初級線圈P1和P2上的功率突然變化(例如：當功率傳輸電路302在上述第一模式、第二模式、第三模式和第四模式中的一個模式切換到另一個模式時)，這樣所引起的振鈴電壓的振動幅度以及頻率會相對比較高。在一個實施例中，次級線圈S1和S2中的寄生元素(例如：寄生電感和寄生電容)之間可能存在差異，導致次級線圈S1和S2上的振鈴電壓之間存在差異。除非問題被解決了，否則次級線圈S1的端點“1”和次級線圈S2的端點“3”上的瞬態電壓之間可能存在差異，次級線圈S1的端點“2”和次級線圈S2的端點“4”上的瞬態電壓之間也可能存在差異。這種情況可導致整流二極體D31、D32、D33和D34的電壓不平衡，進一步地導致整流二極體D31、D32、D33和D34中的一個或兩個二極體承受超負荷(例如：高能量脈衝)。因此，如果這些次級線圈上的振鈴電壓之間存在差異，次級電流IS1和IS2可能不平衡。
如圖3，上述平衡電路中的電容性元件C35的第一側與第一次級線圈S1的第一端(如：端點“1”)連接，電容性元件C35的第二側與 第二次級線圈S2的第二端(如：端點“3”)連接。該第一端(如：端點“1”)和第二端(如：端點“3”)具有相同極性。因此，電容性元件C35可用作信號濾波器在該第一端(如：端點“1”)和第二端(如：端點“3”)之間傳輸信號(例如：振鈴電壓)以減少整流二極體D31和D33之間的電壓不平衡，從而使次級電流IS1和IS2相互平衡。換句話說，電容性元件C35可在該第一端(如：端點“1”)和第二端(如：端點“3”)之間傳輸信號(例如：振鈴電壓)從而使該第一部分輸出功率(例如：由VOUT*IS1表示)和該第二部分輸出功率(例如：由VOUT*IS2表示)相互平衡。同理，上述平衡電路中的電容性元件C36的第一側與第一次級線圈S1的第三端(如：端點“2”)連接，電容性元件C36的第二側與第二次級線圈S2的第四端(如：端點“4”)連接。該第三端(如：端點“2”)和第四端(如：端點“4”)具有相同極性。因此，電容性元件C36可用作信號濾波器在該第三端(如：端點“2”)和第四端(如：端點“4”)之間傳輸信號(例如：振鈴電壓)以減少整流二極體D32和D34之間的電壓不平衡，從而使次級電流IS1和IS2相互平衡。換句話說，電容性元件C36可在該第三端(如：端點“2”)和第四端(如：端點“4”)之間傳輸信號(例如：振鈴電壓)從而使該第一部分輸出功率(例如：由VOUT*IS1表示)和第二部分輸出功率(例如：由VOUT*IS2表示)相互平衡。因此，次級電流IS1和IS2可以相互平衡(例如：被同步具有統一的波形)，並且該第一部分輸出功率和第二部分輸出功率相互平衡。這樣可使直流-直流轉換器300的輸出功率穩定，並且提高直流-直流轉換器300的功率轉換效率。
這裡所說的“相同極性”指的是：如果流過初級線圈P1和 P2的初級電流IP引起一個感應電流從第一次級線圈S1的一端流入(稱為：“流入端”)，同時引起另一個感應電流從第二次級線圈S2的一端流入(稱為：“流入端”)，則次級線圈S1和S2上的“流入端”具有相同極性。同理，如果流過初級線圈P1和P2的初級電流IP引起一個感應電流從第一次級線圈S1的一端流出(稱為：“流出端”)，同時引起另一個感應電流從第二次級線圈S2的一端流出(稱為：“流出端”)，則次級線圈S1和S2上的“流出端”具有相同極性。以圖3為例，端點“1”和端點“3”分別為次級線圈S1和S2的非同名端，它們具有相同極性；端點“2”和端點“4”分別為次級線圈S1和S2的同名端，它們具有相同極性。
在一個實施例中，用於提供直流-直流轉換器300的輸出功率的輸出電路306包括電容器C33和C34，以用作輸出濾波器。輸出電路306還包括電阻性元件R31和R32(例如：電阻器)，用於提供負回授以進一步地使次級電流IS1和IS2相互平衡。更具體地說，在一個實施例中，整流二極體D31、D32、D33和D34具有負溫度係數。舉例說明，流過二極體(例如：整流二極體D31、D32、D33或D34)的電流越大，二極體上的溫度就越高，且二極體上的壓降就會越小。除非問題被解決了，否則隨著時間的增加，整流二極體D31、D32、D33和D34的電壓降之間已經存在的不平衡會因此而增加，而次級電流IS1和IS2之間可能會更加不平衡。在一個實施例中，直流-直流轉換器300包括電阻性元件R31和R32以用於抑制這些不平衡。
更具體地說，在一個實施例中，電阻性元件R31與整流二極體D31和D32連接，用於傳輸次級電流IS1的至少一部分從而為次級電流IS1提供負回授。舉例說明，次級電流IS1的一小部分流過電容器C33，而次級 電流IS1的主要部分流過電阻性元件R31。同理，電阻性元件R32與整流二極體D33和D34連接，用於傳輸次級電流IS2的至少一部分從而為次級電流IS2提供負回授。在一個實施例中，電阻性元件R31和R32具有相同電阻值。這裡所說的“相同電阻值”指的是電阻性元件R31和R32以相同的電阻值為指標生產出來，然而由於製造過程並非絕對理想，可能導致實際的電阻性元件R31和R32之間具有相對比較小的電阻值差，而該電阻值差可忽略不計。因此，如果次級電流IS1大於次級電流IS2，則電阻性元件R31上的電壓降大於電阻性元件R32上的電壓降，所以電感器L31和第一次級線圈S1上的電壓可小於電感器L32和第二次級線圈S2上的電壓，這樣能使次級電流IS1減小至次級電流IS2。如果次級電流IS1小於次級電流IS2，則電阻性元件R31上的電壓降小於電阻性元件R32上的電壓降，所以電感器L31和第一次級線圈S1上的電壓可大於電感器L32和第二次級線圈S2上的電壓，這樣能使次級電流IS1增加至次級電流IS2。因此，電阻性元件R31和R32能夠減小次級電流IS1和IS2之間的差異，以及整流二極體D31、D32、D33和D34上的電壓降之間的差異。
圖4所示為根據本發明一個實施例的直流-直流轉換器400的模組示意圖。直流-直流轉換器400可以是圖2中的直流-直流轉換器200的一個實施例。直流-直流轉換器400包括功率傳輸電路402、功率轉換電路404以及輸出電路406，並且可用於將輸入端VIN+和VIN-接收到的輸入功率轉換為輸出端VOUT上的輸出功率。
如圖4所示，功率傳輸電路402包括相互串聯的傳輸電路402_1、402_2和402_3。功率轉換電路404包括第一變壓器電路T41、第二變 壓器電路T42、第三變壓器電路T43以及整流電路414。每個變壓器電路T41、T42、T43分別包括初級線圈PW1、PW2、PW3和次級線圈SW1、SW2、SW3，初級線圈PW1、PW2、PW3連接至對應的傳輸電路402_1、402_2、402_3。次級線圈SW1、SW2、SW3連接至整流電路414。每個變壓器電路T41、T42、T43還分別包括輔助線圈(或額外線圈)AW1、AW2、AW3，以及與相應輔助線圈AW1、AW2、AW3串聯的限流元件R41、R42、R43(例如：電阻器)。在一個實施例中，輔助線圈AW1、AW2和AW3分別經由限流元件R41、R42和R43連接在共同節點420和地端之間。限流組件R41、R42和R43能分別將流過輔助線圈AW1、AW2和AW3的電流控制在一個範圍內。
在一個實施例中，功率傳輸電路402從輸入端VIN+和VIN-接收輸入功率，而傳輸電路402_1、402_2和402_3將該輸入功率分為多個部分輸入功率。傳輸電路402_1將該輸入功率的第一部分輸入功率傳輸給初級線圈PW1從而產生流過初級線圈PW1的初級電流IPW1，傳輸電路402_2將該輸入功率的第二部分輸入功率傳輸給初級線圈PW2從而產生流過初級線圈PW2的初級電流IPW2，並且傳輸電路402_3將該輸入功率的第三部分輸入功率傳輸給初級線圈PW3從而產生流過初級線圈PW3的初級電流IPW3。初級電流IPW1產生流過次級線圈SW1的次級電流ISW1，初級電流IPW2產生流過次級線圈SW2的次級電流ISW2，並且初級電流IPW3產生流過次級線圈SW3的次級電流ISW3。因此，第一變壓器電路T41將初級線圈PW1上接收的第一部分輸入功率(例如：由初級電流IPW1表示)轉換成次級線圈SW1上的第一部分輸出功率(例如：由次級電流ISW1表示)，第二變壓器電路T42將初級線圈PW2上接收的第二部分輸入功率(例如：由初級電流IPW2 表示)轉換成次級線圈SW2上的第二部分輸出功率(例如：由次級電流ISW2表示)，並且第三變壓器電路T43將初級線圈PW3上接收的第三部分輸入功率(例如：由初級電流IPW3表示)轉換成次級線圈SW3上的第三部分輸出功率(例如：由次級電流ISW3表示)。次級電流ISW1、ISW2和ISW3進一步地流過整流電路414和輸出電路406，然後在輸出端VOUT上彙聚以形成直流-直流轉換器400的輸出功率。因此，傳輸電路402_1、402_2和402_3能將直流-直流轉換器400的輸入功率分散開，而每個變壓器電路T41、T42、T43將其中一部分輸入功率轉換成對應的一部分輸出功率。有利的是，由於功率轉換過程所產生的熱量被分散到變壓器電路T41、T42和T43上，所以加快這些變壓器電路的散熱速度。
在一個實施例中，變壓器電路T41、T42和T43完全相同。這裡所說“完全相同”指的是變壓器電路T41、T42和T43以相同特性和指標(例如：包括初級線圈、輔助線圈、限流元件以及次級線圈)被製造出來，然而由於製造過程並非絕對理想，它們的特性之間可能存在差異，只要這些差異在允許的範圍內即可忽略不計。因此，初級線圈PW1、PW2和PW3具有相同的匝數，輔助線圈AW1、AW2和AW3具有相同的匝數，限流元件R41、R42和R43具有相同的電阻值，並且次級線圈SW1、SW2和SW3具有相同的匝數。在理想情況下，當變壓器電路T41、T42和T43執行功率轉換時，初級線圈PW1、PW2和PW3能接收相等量的輸入功率，變壓器電路T41、T42和T43的磁芯能具有相等磁化強度，並且次級線圈SW1、SW2和SW3能產生相等量的輸出功率。然而，在實際情況下，提供給初級線圈PW1、PW2和PW3的功率量可能存在差異，這是因為電路元件並非絕對理想並且/或者因 為對傳輸電路402_1、402_2和402_3所進行的控制過程也並非絕對理想等等因素。如果問題不解決的話，則變壓器電路T41、T42和T43磁芯中的磁化強度之間可能存在不平衡。有利的是，在一個實施例中，輔助線圈AW1、AW2和AW3提供負回授使變壓器電路T41、T42和T43磁芯中的磁化強度相互平衡。
更具體地說，在一個實施例中，變壓器電路T41、T42和T43同時執行功率轉換。也就是說，在同一個時間段，第一變壓器電路T41將直流-直流轉換器400的第一部分輸入功率轉換成直流-直流轉換器400的第一部分輸出功率，第二變壓器電路T42將直流-直流轉換器400的第二部分輸入功率轉換成直流-直流轉換器400的第二部分輸出功率，並且第三變壓器電路T43將直流-直流轉換器400的第三部分輸入功率轉換成直流-直流轉換器400的第三部分輸出功率。當第一變壓器電路T41將該第一部分輸入功率轉換成該第一部分輸出功率時，第一變壓器電路T41具有第一磁化強度M1；當第二變壓器電路T42將該第二部分輸入功率轉換成該第二部分輸出功率時，第二變壓器電路T42具有第二磁化強度M2；而當第三變壓器電路T43將該第三部分輸入功率轉換成該第三部分輸出功率時，第三變壓器電路T43具有第三磁化強度M3。在一個實施例中，磁化強度M可由此式給出：M=χ*H。其中，參數χ表示由變壓器電路自身材料所決定的磁化率，參數H則表示該變壓器電路的磁場強度。在一個實施例中，第一變壓器電路T41的磁化強度與其磁場強度類似，主要由流過初級線圈PW1的初級電流IPW1決定，另外也受到流過次級線圈SW1的次級電流ISW1以及流過輔助線圈AW1的一個平衡電流影響。第二變壓器電路T42和第三變壓器電路T43的磁化強度也具有類似 特徵。在一個實施例中，輔助線圈AW1、AW2和AW3與共同節點420連接，可用於經過共同節點420在輔助線圈AW1、AW2和AW3之間傳輸信號(例如：電流)從而使上述第一磁化強度M1、第二磁化強度M2和第三磁化強度M3相互平衡。
在一個實施例中，每個輔助線圈AW1、AW2、AW3都具有兩端，其中與共同節點420連接的輔助線圈AW1、AW2和AW3的那些端具有相同極性，例如與共同節點420連接的輔助線圈AW1的第一端、與共同節點420連接的輔助線圈AW2的第二端以及與共同節點420連接的輔助線圈AW3的第三端均具有相同極性。舉例說明，如果共同節點420透過地端與限流元件R41、R42和R43連接，使得輔助線圈AW1和限流元件R41形成一個電流回路、輔助線圈AW2和限流元件R42形成一個電流回路，並且輔助線圈AW3和限流元件R43形成一個電流回路，那麼當初級線圈PW1、PW2和PW3從功率傳輸電路402接收功率時，輔助線圈AW1、AW2和AW3上會產生感應電流，感應電流分別從輔助線圈AW1、AW2、AW3各自的一端流向輔助線圈AW1、AW2和AW3各自的另一端。那麼，輔助線圈AW1、AW2和AW3的該一端具有上述“相同極性”，而輔助線圈AW1、AW2和AW3的該另一端也具有“相同極性”。以圖4為例，與共同節點420連接的輔助線圈AW1、AW2和AW3的那些端均為非同名端，且具有相同極性。
在一個實施例中，共同節點420不透過地端與限流元件R41、R42和R43連接。如果變壓器電路T41、T42和T43的磁化強度M1、M2和M3相等(例如：流過初級線圈PW1、PW2和PW3的初級電流IPW1、IPW2和IPW3相等)，則在共同節點420上沒有電流流過。這是因為輔助線圈 AW1、AW2和AW3均試圖產生感應電流流過共同節點420，然而這些電流具有相同的電流值並且在共同節點420上相互抵消了。如果第一磁化強度M1大於第二磁化強度M2和第三磁化強度M3(例如：初級電流IPW1大於初級電流IPW2和IPW3)，則輔助線圈AW1產生流過共同節點420的平衡電流IAW1，平衡電流IAW1的其中一部分流過輔助線圈AW2，另一部分則流過輔助線圈AW3。在一個實施例中，流過輔助線圈AW1的平衡電流IAW1能減小第一變壓器電路T41的第一磁化強度M1，流過輔助線圈AW2的那部分電流(平衡電流IAW1的一部分)能增加第二變壓器電路T42的第二磁化強度M2，並且流過輔助線圈AW3的那部分電流(平衡電流IAW1的另一部分)能增加第三變壓器電路T43的第三磁化強度M3。因此，輔助線圈AW1、AW2和AW3能將變壓器電路T41、T42和T43中具有較高磁化強度的磁芯內的的磁能傳輸給變壓器電路T41、T42和T43中具有較低磁化強度的磁芯。輔助線圈AW1、AW2和AW3能減小變壓器電路T41、T42和T43的磁化強度M1、M2和M3之間的差異從而使磁化強度M1、M2和M3相互平衡。
在圖4的實施例中，雖然顯示了三個傳輸電路(402_1、402_2和402_3)以及三個變壓器電路(T41、T42和T43)，然而本發明不限於此。在其他實施例中，兩個或者三個以上變壓器電路以及對應的整流電路也可以以類似結構應用於本發明。
有利的是，與現有技術的直流-直流轉換器100相比，直流-直流轉換器400利用多個變壓器電路，能提高功率轉換電路404的散熱效率，並且能夠在承受較大輸入功率/電壓的同時具有較低的功率損耗以及較高的功率轉換效率。另外，存儲在變壓器電路T41、T42和T43的磁芯中的磁 能也可以相互平衡，從而進一步地提高直流-直流轉換器400的功率轉換效率。
圖5A所示為根據本發明一個實施例的直流-直流轉換器500A的電路示意圖。圖5A還顯示了圖4中的功率傳輸電路402和功率轉換電路404的舉例(404A)。圖5A將結合圖2、圖3和圖4進行描述。直流-直流轉換器500A可以是圖4中的直流-直流轉換器400的一個實施例。
在圖5A的舉例中，功率傳輸電路402包括相互串聯的電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46(例如：電容器)以形成電容性分壓電路。該分壓電路能將直流-直流轉換器500A的輸入電壓VIN分為多個分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46。分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46中的每個分壓與電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46中一個電容性元件上的電壓對應。舉例說明，橫跨在電容性元件C41上的電壓為分壓VC41，而橫跨在電容性元件C44上的電壓為分壓VC44。電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46可具有相等的電容值。這裡所說的“相等的電容值”是指電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46以相同的電容值為指標生產出來，然而由於製造過程並非絕對理想，可能導致實際的電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46之間具有相對比較小的電容值差，而該電容值差可忽略不計。因此，在一個實施例中，分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46可具有近乎相等的電壓值(例如：直流-直流轉換器500A的輸入電壓VIN的六分之一)。功率傳輸電路402還包括切換電路(例如：形成多個半橋切換電路的開關Q41、Q42、Q43、Q44、Q45和Q46)。該切換電路(例如：Q41-Q46)能控制初級線圈PW1、 PW2和PW3中每個初級線圈選擇性地接收分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46中的一個分壓。
更具體地說，在一個實施例中，電容性元件C41和C42組成的分壓器以及開關Q41和Q42組成的半橋切換電路形成圖4中的傳輸電路402_1，並且能將直流-直流轉換器500A總輸入功率的一部分傳輸給初級線圈PW1。舉例說明，如果開關Q41導通且開關Q42斷開，則初級線圈PW1與電容性元件C41並聯以接收分壓VC41，並且初級電流IPW1經過開關Q41流入初級線圈PW1；如果開關Q41斷開且開關Q42導通，則初級線圈PW1與電容性元件C42並聯以接收分壓VC42，並且初級電流IPW1經過開關Q42流入初級線圈PW1。另外，控制信號DRVH1和DRVL1能將開關Q41和Q42交替地導通和斷開(例如：當開關Q41導通時，開關Q42則斷開，相反亦然)從而將總輸入功率的一部分傳輸給初級線圈PW1。同理，電容性元件C43和C44組成的分壓器以及開關Q43和Q44組成的半橋切換電路形成圖4中的傳輸電路402_2，並且能將直流-直流轉換器500A總輸入功率的一部分傳輸給初級線圈PW2；電容性元件C45和C46組成的分壓器以及開關Q45和Q46組成的半橋切換電路形成圖4中的傳輸電路402_3，並且能將直流-直流轉換器500A總輸入功率的一部分傳輸給初級線圈PW3。
在一個實施例中，在控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3的控制下，如果切換電路Q41-Q46將初級線圈PW1、PW2和PW3其中一個初級線圈(比如：PW1)與電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46中第一電容性元件(比如：C41)並聯，則切換電路Q41-Q46將該其中一個初級線圈與該第一電容性元件(比如：C41)相鄰的 第二電容性元件(比如：C42)串聯。在控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3的控制下，如果切換電路Q41-Q46將該其中一個初級線圈(比如：PW1)與該第二電容性元件(比如：C42)並聯，那麼切換電路Q41-Q46將該其中一個初級線圈(比如：PW1)與該第一電容性元件(比如：C41)串聯。舉例說明，若開關Q41導通，則開關Q42斷開。因此，電容性元件C41與初級線圈PW1並聯從而為其提供分壓VC41，而電容性元件C42與初級線圈PW1串聯從而使變壓器電路T41避免出現磁芯飽和。在一個實施例中，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3交替地將Q41、Q43、Q45這一組開關以及Q42、Q44、Q46這一組開關導通。當開關Q41、Q43和Q45導通並且開關Q42、Q44和Q46斷開時，初級線圈PW1、PW2和PW3分別與電容性元件C41、C43和C45並聯，使得初級線圈PW1、PW2和PW3分別從電容性元件C41、C43和C45接收分壓VC41、VC43和VC45。此外，當開關Q41、Q43和Q45導通並且開關Q42、Q44和Q46斷開時，電容性元件C42、C44和C46與初級線圈PW1、PW2和PW3串聯。因此，有利的是，電容性元件C42、C44和C46與圖3中的電容性元件C32類似，能夠使變壓器電路T41、T42和T43避免出現磁芯飽和。同理，當開關Q41、Q43和Q45斷開並且開關Q42、Q44和Q46導通時，初級線圈PW1、PW2和PW3分別與電容性元件C42、C44和C46並聯以接收分壓VC42、VC44和VC46，並且電容性元件C41、C43和C45與初級線圈PW1、PW2和PW3串聯從而使變壓器電路T41、T42和T43避免出現磁芯飽和。
在圖5A的功率轉換電路404A中，變壓器電路T41、T42和T43的功能和結構與圖3中變壓器電路T31和T32的類似，除此之外，變壓器電路 T41、T42和T43還包括輔助線圈AW1、AW2和AW3用於實現上述的平衡功能。換句話說，在一個實施例中，變壓器電路T41、T42和T43包括多個磁芯、多個初級線圈PW1、PW2和PW3分別與該多個磁芯磁耦合，以及分別與該多個磁芯磁耦合的多個次級線圈(例如：中心抽頭的次級線圈)。變壓器電路T41、T42和T43還包括平衡電路(例如：輔助線圈AW1、AW2和AW3)，與該多個磁芯磁耦合以平衡該多個磁芯中的磁化強度。該平衡電路(例如：輔助線圈AW1、AW2和AW3)還能夠使分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46相互平衡。舉例說明，當開關Q41、Q43和Q45導通並且開關Q42、Q44和Q46斷開時，初級線圈PW1、PW2和PW3從電容性元件C41、C43和C45接收分壓VC41、VC43和VC45。如果分壓VC41大於分壓VC43和VC45，那麼初級線圈PW1能比初級線圈PW2和PW3接收較多的功率。因此，電容性元件C41能比電容性元件C43和C45釋放更多的功率，並且分壓VC41能比分壓VC43和VC45更快地減小。輔助線圈AW1能將磁能從第一變壓器電路T41傳輸給第二變壓器電路T42和第三變壓器電路T43。結果，變壓器電路T41、T42和T43的磁化強度可相互平衡，並且分壓VC41、VC43和VC45可相互平衡。透過類似的方式，亦可使分壓VC42、VC44和VC46相互平衡。
在一個實施例的操作過程中，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3控制切換電路(例如：Q41-Q46)使得功率轉換電路404A交替的工作在第一狀態、第二狀態、第三狀態和第四狀態下。在第一狀態下，功率轉換電路404A從電容性元件C41、C43和C45接收功率，將接收到的功率轉換成存儲在變壓器電路T41、T42和T43的磁芯中的磁能，且進一步地將該磁能的一部分轉換成輸出電路406A上的輸出功 率。此外，電容性元件C42、C44和C46可用於使變壓器電路T41、T42和T43避免出現磁芯飽和。以圖5A為例，在第一狀態下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3將開關Q41、Q43和Q45導通並且將開關Q42、Q44和Q46斷開。在第二狀態下，功率轉換電路404A不從電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46接收功率，並且將(例如：上述第一狀態下存儲的)剩餘的磁能轉換成輸出電路406A上的輸出功率。以圖5A為例，在第二狀態下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3將開關Q41、Q42、Q43、Q44、Q45和Q46斷開。在第三狀態下，功率轉換電路404A從電容性元件C42、C44和C46接收功率，將接收到的功率轉換成存儲在變壓器電路T41、T42和T43的磁芯中的磁能，且進一步地將該磁能的一部分轉換成輸出電路406A上的輸出功率。此外，電容性元件C41、C43和C45可用於使變壓器電路T41、T42和T43避免出現磁芯飽和。以圖5A為例，在第三狀態下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3將開關Q42、Q44和Q46導通並且將開關Q41、Q43和Q45斷開。在第四狀態下，功率轉換電路404A不從電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46接收功率，並且將(例如：上述第三狀態下存儲的)剩餘的磁能轉換成輸出電路406A上的輸出功率。以圖5A為例，在第四狀態下，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3將開關Q41、Q42、Q43、Q44、Q45和Q46斷開。因此，功率轉換電路404A能交替地從C41、C43、C45這一組電容性元件和C42、C44、C46這一組電容性元件接收輸入功率，並且將輸入功率轉換成輸出電路406A上的輸出功率。
在一個實施例中，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、 DRVL2、DRVH3和DRVL3能控制上述第一狀態的時間間隔(例如：開關Q41、Q43和Q45導通的時間間隔)長度與上述第三狀態的時間間隔(例如：開關Q42、Q44和Q46導通的時間間隔)長度相等。結果，分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46可相互平衡。這裡該的“時間間隔長度相等”指的是控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3被程式設計或者被調節使得上述兩個時間間隔長度相等，然而由於存在非絕對理想的電路元件等因素，上述兩個時間間隔長度之間可能存在差異，只要該差異相對比較小便可忽略不計。
此外，整流電路414A(例如：圖4中的整流電路414的一個實施例)可包括整流電路414_1、414_2和414_3。整流電路414_1、414_2和414_3的功能和結構與圖3中整流電路314_1和314_2的類似。在一個實施例中，功率轉換電路404A還可以包括連接在變壓器電路T41、T42和T43的次級線圈之間的由一個或多個電容性元件組成的平衡電路，該平衡電路與圖3中平衡電路(如：電容性元件C35和C36)類似。另外，直流-直流轉換器500A的輸出電路406A的功能和結構與圖3中輸出電路306的類似。
因此，如上該，功率轉換過程所產生的熱量被分散到變壓器電路T41、T42和T43上，這樣可提高功率轉換電路404A的散熱效率。變壓器電路T41、T42和T43磁芯中的磁化強度可相互平衡，並且電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46上的分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46可相互平衡，進一步地提高直流-直流轉換器500A的功率轉換效率。除此之外，在一個實施例中，由於直流-直流轉換器500A的輸入電壓VIN被分為多個較小電壓(例如：分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45 和VC46)，因而施加在功率傳輸電路402的開關(例如：開關Q41、Q42、Q43、Q44、Q45和Q46)上的是這些較小電壓，這些開關可以具有較低的工作電壓以及較小的導通電阻RDSON。這些開關與那些具有較高工作電壓和較大導通電阻RDSON的開關相比，能具有較好的切換性能。而且，與利用開關來承受相對比較高的電壓的功率傳輸電路相比，功率傳輸電路402從(例如：上述第一狀態、第二狀態、第三狀態和第四狀態中的)一個狀態切換到另一個狀態時，在切換節點(例如：LX41、LX42和LX43)上引起的電壓變化的幅度可減小。因此，即使直流-直流轉換器500A的輸入電壓VIN相對比較高，開關Q41、Q42、Q43、Q44、Q45和Q46在不同狀態之間(例如：上述第一狀態、第二狀態、第三狀態和第四狀態中的)進行切換時所產生的輻射能夠相對較小。
圖5A所示的功率傳輸電路402的半橋切換電路僅用於舉例說明。在其他的實施例中，其他類型的切換電路(例如：全橋切換電路)也可應用在功率傳輸電路402中。舉例說明，功率傳輸電路402可能包括由多個相互串聯的電容性元件形成的分壓電路，而每個電容性元件，類似於圖3中功率傳輸電路302那樣的連接方式，與一個全橋切換電路連接。
另外，圖5A所示的功率轉換電路404A的整流電路414A僅用於舉例說明。在其他的實施例中，其他類型的整流電路也可應用在功率轉換電路404A中。
圖5B所示為根據本發明一個實施例的直流-直流轉換器500B的電路示意圖。圖5B將結合圖2、圖3、圖4和圖5A描述。直流-直流轉換器500B可以是圖4中的直流-直流轉換器400的一個實施例。
在一個實施例中，直流-直流轉換器500B的結構與直流-直流轉換器500A的類似，除了以下特徵以外：圖5B中的變壓器電路T41’、T42’和T43’的次級線圈相互串聯，並且功率轉換電路404B包括全橋整流電路414B。全橋整流電路414B包括二極體D51、D52、D53、D54以及電感器L51，並且能夠接收流過相互串聯的次級線圈的次級電流從而在輸出端VOUT上產生整流輸出電流IOUT。
圖6所示為根據本發明一個實施例的直流-直流轉換器600的電路示意圖。圖6將結合圖2、圖3、圖4和圖5A描述。直流-直流轉換器600包括功率傳輸電路402和功率轉換電路604。
圖6中功率傳輸電路402的結構與圖5A中功率傳輸電路402的類似。對圖6中功率傳輸電路402的控制方法也與圖5A中功率傳輸電路402的類似。功率轉換電路604包括變壓器電路T61和整流電路(例如：包括二極體D61和D62以及電感器L61)。變壓器電路T61包括一個磁芯、與該磁芯磁耦合的初級線圈PW1、PW2和PW3，以及與該磁芯磁耦合的次級線圈。該整流電路的結構與圖3中整流電路314_1的類似。
在一個實施例中，變壓器電路T61的磁芯能透過初級線圈PW1、PW2和PW3提供負回授使得電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46上的分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46相互平衡。舉例說明，當開關Q41、Q43和Q45導通並且開關Q42、Q44和Q46斷開時，初級線圈PW1、PW2和PW3分別從電容性元件C41、C43和C45接收分壓VC41、VC43和VC45。如果分壓VC41大於分壓VC43和VC45，那麼變壓器電路T61的磁芯能夠從電容性元件C41上接收較多的功率，並且從電容性元件C43和 C45上接收較少的功率。這樣可導致分壓VC41比分壓VC43和VC45更快地減小。因此，有利的是，初級線圈PW1、PW2和PW3能減少分壓VC41、VC43和VC45之間差異從而使分壓VC41、VC43和VC45相互平衡。同理，初級線圈PW1、PW2和PW3能減少分壓VC42、VC44和VC46之間差異從而使分壓VC42、VC44和VC46相互平衡。此外，控制信號DRVH1、DRVL1、DRVH2、DRVL2、DRVH3和DRVL3能控制開關Q41、Q43和Q45導通的第一時間間隔長度和開關Q42、Q44和Q46導通的第二時間間隔長度相等。因此，分壓VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46可相互平衡。此外，在一個實施例中，功率轉換電路604使用的是單一磁芯，因此可減少直流-直流轉換器600的成本。
圖7所示為根據本發明一個實施例的功率轉換器的工作流程圖700。本領域技術人員可以理解的是，圖7所涵蓋的具體步驟僅僅作為示例。也就是說，本發明適用於其他合理的流程或對圖7進行改進的步驟。圖7將結合圖2和圖3描述。
在步驟702中，第一變壓器電路的第一初級線圈(例如：圖3中第一變壓器電路T31的第一初級線圈P1)接收功率轉換器(例如：直流-直流轉換器300)的輸入功率的第一部分輸入功率。
在步驟704中，第二變壓器電路的第二初級線圈(例如：圖3中第二變壓器電路T32的第二初級線圈P2)接收該功率轉換器(例如：直流-直流轉換器300)的輸入功率的第二部分輸入功率。
在步驟706中，該第一變壓器電路的第一次級線圈(例如：第一變壓器電路T31的第一次級線圈S1)產生該功率轉換器(例如：直流- 直流轉換器300)的輸出功率的第一部分輸出功率。
在步驟708中，該第二變壓器電路的第二次級線圈(例如：第二變壓器電路T32的第二次級線圈S2)產生該功率轉換器(例如：直流-直流轉換器300)的輸出功率的第二部分輸出功率。
在步驟710中，平衡電路(例如：包括電容性元件C35和C36)透過在該第一次級線圈的第一端和該第二次級線圈的第二端之間傳輸信號從而使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡。該第一端和第二端具有相同極性。以圖3為例，電容性元件C35和C36透過在端點“1”和端點“3”之間傳輸振鈴電壓，並且在端點“2”和端點“4”之間傳輸振鈴電壓，從而使次級電流IS1和IS2相互平衡。其中，端點“1”和端點“3”(例如：均為非同名端)具有相同極性。端點“2”和端點“4”(例如：均為同名端)也具有相同極性。
圖8所示為根據本發明一個實施例的功率轉換器的工作流程圖800。本領域技術人員可以理解的是，圖8所涵蓋的具體步驟僅僅作為示例。也就是說，本發明適用於其他合理的流程或對圖8進行改進的步驟。圖8將結合圖4、圖5A和圖5B描述。
在步驟802中，第一變壓器電路(例如：T41)將其第一初級線圈(例如：PW1)上接收的第一部分輸入功率(例如：由初級電流IPW1表示)轉換成在其第一次級線圈(例如：SW1)上的第一部分輸出功率(例如：由次級電流ISW1表示)。該第一變壓器電路(例如：T41)包括該第一初級線圈(例如：PW1)、該第一次級線圈(例如：SW1)，以及第一輔助線圈(例如：AW1)。當該第一變壓器電路(例如：T41)將該第一部分輸 入功率(例如：由初級電流IPW1表示)轉換成該第一部分輸出功率(例如：由次級電流ISW1表示)時，該第一變壓器電路(例如：T41)具有第一磁化強度M1。
在步驟804中，第二變壓器電路(例如：T42)將其第二初級線圈(例如：PW2)上接收的第二部分輸入功率(例如：由初級電流IPW2表示)轉換成在其第二次級線圈(例如：SW2)上的第二部分輸出功率(例如：由次級電流ISW2表示)。該第二變壓器電路(例如：T42)包括該第二初級線圈(例如：PW2)、該第二次級線圈(例如：SW2)，以及第二輔助線圈(例如：AW2)。當該第二變壓器電路(例如：T42)將該第二部分輸入功率(例如：由初級電流IPW2表示)轉換成該第二部分輸出功率(例如：由次級電流ISW2表示)時，該第二變壓器電路(例如：T42)具有第二磁化強度M2。
在步驟806中，該第一輔助線圈(例如：AW1)和該第二輔助線圈(例如：AW2)經過共同節點420在該第一輔助線圈(例如：AW1)和該第二輔助線圈(例如：AW2)之間傳輸信號(例如：平衡電流)從而使該第一磁化強度M1和該第二磁化強度M2相互平衡。
圖9所示為根據本發明一個實施例的功率轉換器的工作流程圖900。本領域技術人員可以理解的是，圖9所涵蓋的具體步驟僅僅作為示例。也就是說，本發明適用於其他合理的流程或對圖9進行改進的步驟。圖9將結合圖5A、圖5B和圖6描述。
在步驟902中，變壓器電路(例如：圖5A中的T41、T42和T43、圖5B中的T41’、T42’和T43’，或者圖6中的T61)的多個初級線圈(例 如：PW1、PW2和PW3)接收功率轉換器(例如：直流-直流轉換器500A、500B或者600)的輸入功率。
在步驟904中，該變壓器電路將接收到的輸入功率轉換成在該變壓器電路(例如：圖5A中的T41、T42和T43、圖5B中的T41’、T42’和T43’，或者圖6中的T61)的次級線圈電路上的輸出功率。
在一個實施例中，在步驟902中描述的輸入功率的接收步驟包括以下描述的步驟906和步驟908。在步驟906中，分壓電路(例如：包括圖5A、圖5B或圖6中的電容性元件C41、C42、C43、C44、C45和C46)將該功率轉換器(例如：直流-直流轉換器500A、500B或者600)的輸入電壓VIN分為多個分壓(例如：VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46)。
在步驟908中，切換電路(例如：圖5A、圖5B或圖6中的開關Q41、Q42、Q43、Q44、Q45和Q46)控制該多個初級線圈(例如：PW1、PW2和PW3)中的每個初級線圈選擇性地接收該多個分壓(例如：VC41、VC42、VC43、VC44、VC45和VC46)中的一個分壓。
在此使用之措辭和表達都是用於說明而非限制，使用這些措辭和表達並不將在此圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在本發明範圍之外，在申請專利範圍的範圍內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，在此披露的實施例僅為說明而非限制，本發明的範圍由所附申請專利範圍及其合法等同物界定，而不局限於上述描述。
200‧‧‧功率轉換器
202‧‧‧功率傳輸電路
204‧‧‧功率轉換電路
204_1‧‧‧變壓器電路
204_2‧‧‧變壓器電路
204_N‧‧‧變壓器電路
206‧‧‧輸出電路
210‧‧‧平衡電路

Claims (27)

  1. 一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的功率轉換器，包括：一第一變壓器電路，其包括一第一初級線圈和一第一次級線圈，該第一初級線圈接收該輸入功率的一第一部分輸入功率，該第一次級線圈產生該輸出功率的一第一部分輸出功率；一第二變壓器電路，其包括一第二初級線圈和一第二次級線圈，該第二初級線圈接收該輸入功率的一第二部分輸入功率，該第二次級線圈產生該輸出功率的一第二部分輸出功率；以及一平衡電路，與該第一次級線圈的一第一端以及該第二次級線圈的一第二端連接，透過在該第一端和該第二端之間傳輸一信號從而使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡，其中，該第一端和該第二端具有相同極性。
  2. 根據申請專利範圍第1項之功率轉換器，其中，該平衡電路包括一電容性元件，該電容性元件的一第一側與該第一次級線圈的該第一端連接，該電容性元件的一第二側與該第二次級線圈的該第二端連接，該電容性元件在該第一端和該第二端之間傳輸該信號。
  3. 根據申請專利範圍第2項之功率轉換器，其中，該信號包括一振鈴電壓，該電容性元件在該第一端和該第二端之間傳輸該振鈴電壓，從而使流過該第一次級線圈的一第一次級電流和流過該第二次級線圈的一第二次級電流相互平衡。
  4. 根據申請專利範圍第1項之功率轉換器，其中，該功率轉換器包括： 一第一整流二極體，與該第一次級線圈連接，使一第一次級電流經過該第一整流二極體以及該第一次級線圈的至少一部分從第一節點流向第二節點；以及一第二整流二極體，與該第二次級線圈連接，使一第二次級電流經過該第二整流二極體以及該第二次級線圈的至少一部分從該第一節點流向該第二節點。
  5. 根據申請專利範圍第4項之功率轉換器，其中，該平衡電路包括一電容性元件，該電容性元件的一第一側與該第一次級線圈的該第一端連接，該電容性元件的一第二側與該第二次級線圈的該第二端連接，該電容性元件在該第一端和該第二端之間傳輸一振鈴電壓以減少該第一整流二極體和該第二整流二極體之間的電壓不平衡，其中，該信號包括該振鈴電壓。
  6. 根據申請專利範圍第4項之功率轉換器，其中，該功率轉換器包括：一第一電阻性元件，與該第一整流二極體連接，傳輸該第一次級電流的至少一部分從而為該第一次級電流提供負回授；以及一第二電阻性元件，與該第二整流二極體連接，傳輸該第二次級電流的至少一部分從而為該第二次級電流提供負回授。
  7. 一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的功率轉換器，包括：一第一變壓器電路，其包括一第一初級線圈、一第一次級線圈以及一第一輔助線圈，該第一變壓器電路將該第一初級線圈上接收的該輸入功率的一第一部分輸入功率轉換成該第一次級線圈上的該輸出功率的一第一部分輸出功率，當該第一變壓器電路將該第一部分輸入功率轉換成該第一部分輸出功率時，該第一變壓器電路具有一第一磁化強度； 一第二變壓器電路，其包括一第二初級線圈、一第二次級線圈以及一第二輔助線圈，該第二變壓器電路將該第二初級線圈上接收的該輸入功率的一第二部分輸入功率轉換成該第二次級線圈上的該輸出功率的一第二部分輸出功率，當該第二變壓器電路將該第二部分輸入功率轉換成該第二部分輸出功率時，該第二變壓器電路具有一第二磁化強度；其中，該第一輔助線圈和該第二輔助線圈與一共同節點連接，經過該共同節點傳輸一信號從而使該第一磁化強度和該第二磁化強度相互平衡。
  8. 根據申請專利範圍第7項之功率轉換器，其中，與該共同節點連接的該第一輔助線圈的一第一端和與該共同節點連接的該第二輔助線圈的一第二端具有相同極性。
  9. 根據申請專利範圍第7項之功率轉換器，其中，該功率轉換器包括：一第一限流元件，與該第一輔助線圈連接，將流過該第一輔助線圈的一電流控制在一個範圍內；以及一第二限流元件，與該第二輔助線圈連接，將流過該第二輔助線圈的一電流控制在一個範圍內。
  10. 根據申請專利範圍第9項之功率轉換器，其中，該第一初級線圈和該第二初級線圈具有相同匝數，該第一輔助線圈和該第二輔助線圈具有相同匝數，並且該第一限流元件和該第二限流元件具有相同的電阻值。
  11. 根據申請專利範圍第7項之功率轉換器，該功率轉換器包括：一功率傳輸電路，將該輸入功率分為多個部分輸入功率，該多個部分輸入功率包括該第一部分輸入功率和該第二部分輸入功率，該功率傳輸電路還將該第一部分輸入功率傳輸給該第一初級線圈以產生流過該第一初級線圈 的一第一初級電流，並且將該第二部分輸入功率傳輸給該第二初級線圈以產生流過該第二初級線圈的一第二初級電流。
  12. 根據申請專利範圍第11項之功率轉換器，其中，如果該第一初級電流大於該第二初級電流，則該第一輔助線圈產生流過該共同節點的一平衡電流，該平衡電流的至少一部分流過該第二輔助線圈。
  13. 根據申請專利範圍第7項之功率轉換器，其中，如果該第一磁化強度大於該第二磁化強度，則該第一輔助線圈產生流過該共同節點的一平衡電流，該平衡電流的至少一部分流過該第二輔助線圈以增加該第二磁化強度。
  14. 根據申請專利範圍第7項之功率轉換器，其中，該功率轉換器包括：一第三變壓器電路，其包括一第三初級線圈、一第三次級線圈以及一第三輔助線圈，該第三變壓器電路將該第三初級線圈上接收的該輸入功率的第三部分輸入功率轉換成該第三次級線圈上的該輸出功率的一第三部分輸出功率，當該第三變壓器電路將該第三部分輸入功率轉換成該第三部分輸出功率時，該第三變壓器電路具有一第三磁化強度，其中，與該共同節點連接的該第三輔助線圈的一第三端和該第一輔助線圈的該第一端具有相同極性。
  15. 一種功率轉換器，包括：一變壓器電路，包括多個初級線圈和一次級線圈電路，將該多個初級線圈接收的一輸入功率轉換成該次級線圈電路上的一輸出功率；一分壓電路，將該功率轉換器的一輸入電壓分成多個分壓；以及一切換電路，與該變壓器電路和該分壓電路連接，控制該多個初級線圈中的每一個初級線圈選擇性地接收該多個分壓中的一個分壓。
  16. 根據申請專利範圍第15項之功率轉換器，其中，該分壓電路包括相互串聯的多個電容性元件，該多個分壓中的每一個分壓與該多個電容性元件中的一個電容性元件上的一電壓對應。
  17. 根據申請專利範圍第16項之功率轉換器，其中，該切換電路將該多個初級線圈的一個初級線圈與該多個電容性元件的一第一電容性元件並聯，使得該該多個初級線圈的一個初級線圈從該第一電容性元件接收一個分壓，並且將該該多個初級線圈的一個初級線圈與該第一電容性元件相鄰的一第二電容性元件串聯。
  18. 根據申請專利範圍第16項之功率轉換器，其中，如果該切換電路將該多個初級線圈的一個初級線圈與該多個電容性元件的一第一電容性元件並聯，則該切換電路將該該多個初級線圈的一個初級線圈與該第一電容性元件相鄰的一第二電容性元件串聯；如果該切換電路將該該多個初級線圈的一個初級線圈與該第二電容性元件並聯，則該切換電路將該一個初級線圈與該第一電容性元件串聯。
  19. 根據申請專利範圍第15項之功率轉換器，其中，該變壓器電路包括多個磁芯，並且該多個初級線圈分別與該多個磁芯磁耦合，該功率轉換器還包括與該多個磁芯磁耦合的一平衡電路，使該多個分壓相互平衡。
  20. 根據申請專利範圍第15項之功率轉換器，其中，該變壓器電路包括一個磁芯，並且該多個初級線圈分別與該磁芯磁耦合，使該多個分壓相互平衡。
  21. 一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法，包括：一第一變壓器電路的一第一初級線圈接收該輸入功率的一第一部分輸入功率； 一第二變壓器電路的一第二初級線圈接收該輸入功率的一第二部分輸入功率；該第一變壓器電路的一第一次級線圈產生該輸出功率的一第一部分輸出功率；該第二變壓器電路的一第二次級線圈產生該輸出功率的一第二部分輸出功率；以及透過在該第一次級線圈的一第一端和該第二次級線圈的一第二端之間傳輸一信號，以使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡，其中該第一端和該第二端具有相同極性。
  22. 根據申請專利範圍第21項之方法，其中，透過在該第一次級線圈的該第一端和該第二次級線圈的該第二端之間傳輸該信號，以使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡的步驟包括：在該第一端和該第二端之間傳輸一振鈴電壓從而使流過該第一次級線圈的一第一次級電流和流過該第二次級線圈的一第二次級電流相互平衡。
  23. 根據申請專利範圍第22項之方法，其中，透過在該第一次級線圈的該第一端和該第二次級線圈的該第二端之間傳輸該信號，以使該第一部分輸出功率和該第二部分輸出功率相互平衡的步驟進一步包括：使該第一次級電流經過一第一整流二極體以及該第一次級線圈的至少一部分從一第一節點流向一第二節點；使該第二次級電流經過一第二整流二極體以及該第二次級線圈的至少一部分從該第一節點流向該第二節點；以及 在該第一端和該第二端之間傳輸該振鈴電壓以減少該第一整流二極體和該第二整流二極體之間的電壓不平衡。
  24. 一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法，包括：一第一變壓器電路將一第一初級線圈上接收的一第一部分輸入功率轉換成一第一次級線圈上的一第一部分輸出功率，其中，該第一變壓器電路包括該第一初級線圈、該第一次級線圈和一第一輔助線圈，當該第一變壓器電路將該第一部分輸入功率轉換成該第一部分輸出功率時，該第一變壓器電路具有一第一磁化強度；一第二變壓器電路將一第二初級線圈上接收的一第二部分輸入功率轉換成第二次級線圈上的一第二部分輸出功率，其中，該第二變壓器電路包括該第二初級線圈、該第二次級線圈和一第二輔助線圈，當該第二變壓器電路將該第二部分輸入功率轉換成該第二部分輸出功率時，該第二變壓器電路具有一第二磁化強度；以及該第一輔助線圈和該第二輔助線圈經過一共同節點在該第一輔助線圈和該第二輔助線圈之間傳輸一信號，從而使該第一磁化強度和該第二磁化強度相互平衡。
  25. 根據申請專利範圍第24項之方法，還包括：將該第一部分輸入功率傳輸給該第一初級線圈以產生流過該第一初級線圈的一第一初級電流；將該第二部分輸入功率傳輸給該第二初級線圈以產生流過該第二初級線圈的一第二初級電流；以及 如果該第一初級電流大於該第二初級電流，該第一輔助線圈產生流過該共同節點的一平衡電流，該平衡電流的至少一部分流過該第二輔助線圈。
  26. 根據申請專利範圍第24項之方法，進一步包括：如果該第一磁化強度大於該第二磁化強度，該第一輔助線圈產生流過該共同節點的一平衡電流，該平衡電流的至少一部分流過該第二輔助線圈以增加該第二磁化強度。
  27. 一種用於將輸入功率轉換成輸出功率的方法，包括：一變壓器電路的多個初級線圈接收一功率轉換器的一輸入功率；以及該變壓器電路將接收到的該輸入功率轉換成在該變壓器電路的一次級線圈電路上的一輸出功率；其中，該變壓器電路的該多個初級線圈接收該功率轉換器的該輸入功率的步驟進一步包括：一分壓電路將該功率轉換器的一輸入電壓分為多個分壓；以及一切換電路將該多個初級線圈中的每一個初級線圈選擇性地接收該多個分壓中的一個分壓。
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