TW201703389A - 電源轉換裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電源轉換裝置，其包括主電源轉換器以及輔助電源轉換器。主電源轉換器用以將交流電源轉換為第一直流電源，再將第一直流電源轉換為直流輸出電源，其中主電源轉換器具有用以輸出第一直流電源的第一電源轉換端。輔助電源轉換器用以將輔助電源轉換為第二直流電源，再將第二直流電源轉換為直流輸出電源，其中輔助電源轉換器具有用以輸出第二直流電源的第二電源轉換端。第一電源轉換端與第二電源轉換端共同耦接至同一直流電源轉換電路，藉以令主電源轉換器與輔助電源轉換器共用直流電源轉換電路產生直流輸出電源。

Description

電源轉換裝置
本發明是有關於一種電源轉換裝置，且特別是有關於一種具有主電源轉換器與輔助電源轉換器之電源供應架構的電源轉換裝置。
隨著網際網路與科技的快速發展，許多企業對於資訊技術（Information Technology，IT）的服務需求越來越高，因此透過網際網路結合大量的伺服器以形成高速運算與具備大量儲存能力的整合式電腦廣為各企業所使用。除此之外，許多電子裝置是專門用以對重要的資料進行處理及運算，而此類型電子裝置的運作穩定性也是使用者的首要考量。
更具體地說，在此類的伺服器或是運作用途較為重要的電子裝置中，需要提供穩定的電源來維護其可在任何狀態下皆正常運作，避免資料丟失。在現有的技術下，通常會應用具有主電源轉換器（main power converter）與輔助電源轉換器（auxiliary power converter）之主備援式電源轉換架構作為此類電子裝置的電源供應。
在一般主備援式電源轉換裝置的設計中，主電源轉換器中通常會利用一前級的轉換電路對交流電源進行交流對直流轉換功率因素校正，再利用一後級的轉換電路對前級所產生之輸出電源進行直流對直流轉換，藉以產生符合額定規格的輸出電源。其中，主電源轉換器中的前級轉換電路所產生的直流電源的電壓值通常位於370V~400V之間。
相較之下，由於輔助電源轉換器通常是以電池作為電源轉換的供電來源，其電壓值通常位於48V左右。因此，在現有的應用中，輔助電源轉換器通常也需要設計成兩級的轉換電路，藉以利用前級的轉換電路先對電池電源進行升壓轉換後（輸出約200V的直流電源），再利用後級的轉換電路對前級所輸出的電源進行降壓轉換，並且據以輸出符合額定規格的輸出電壓。
換言之，現有的主備援式電源轉換裝置需要在各自的後級設置對應的轉換電路才能進行電源轉換，無法共用同一個直流電源轉換電路，電源轉換裝置整體的電路設計複雜度較高，且在現有的主備援式電源轉換裝置的設計，最少需要設計4級的轉換電路來實現主備援的供電功能。
本發明提供一種電源供應裝置及其電源供應方法，其可解決先前技術所述及的問題。
本發明的電源轉換裝置包括主電源轉換器以及輔助電源轉換器。主電源轉換器用以將交流電源轉換為第一直流電源，再將第一直流電源轉換為直流輸出電源，其中主電源轉換器具有用以輸出第一直流電源的第一電源轉換端。輔助電源轉換器用以將輔助電源轉換為第二直流電源，再將第二直流電源轉換為直流輸出電源，其中輔助電源轉換器具有用以輸出第二直流電源的第二電源轉換端。第一電源轉換端與第二電源轉換端共同耦接至同一直流電源轉換電路，藉以令主電源轉換器與輔助電源轉換器共用直流電源轉換電路產生直流輸出電源。
在本發明一實施例中，電源轉換裝置更包括電源切換控制器。電源切換控制器耦接第一電源轉換端、第二電源轉換端以及直流電源轉換電路，其中電源切換控制器用以偵測主電源轉換器是否符合正常供電條件，從而根據判斷的結果，以主電源轉換器與輔助電源轉換器其中之一來產生直流輸出電源。
在本發明一實施例中，當電源切換控制器判定主電源轉換器符合正常供電條件時，主電源轉換器受控於電源切換控制器以進行電源轉換，並據以產生直流輸出電源，並且輔助電源轉換器受控於電源切換控制器而停止運作，以及當電源切換控制器判定主電源轉換器不符合正常供電條件時，輔助電源轉換器受控於電源切換控制器以進行電源轉換，並據以產生直流輸出電源，並且主電源轉換器受控於電源切換控制器而停止運作。
在本發明一實施例中，主電源轉換器包括功率因數校正電路。功率因數校正電路用以對交流電源進行功率因數校正，並且據以產生第一直流電源。
在本發明一實施例中，輔助電源轉換器包括高轉換比電源轉換電路。高轉換比電源轉換電路用以對輔助電源進行升壓或降壓，並且據以產生電壓值與第一直流電源相同的第二直流電源。
在本發明一實施例中，主電源轉換器與輔助電源轉換器共同包括直流電源轉換電路。直流電源轉換電路耦接功率因數校正電路與高轉換比電源轉換電路，用以將第一直流電源與第二直流電源其中之一轉換為直流輸出電源。
在本發明一實施例中，高轉換比電源轉換電路包括至少一級高升壓比電源轉換電路。至少一級高升壓比電源轉換電路，用以對輔助電源進行升壓轉換，其中各級高升壓比電源轉換電路相互串接，第一級的高升壓比電源轉換電路的輸入端接收輔助電源，並且最後一級的高升壓比電源轉換電路的輸出端輸出直流輸出電源。
在本發明一實施例中，除最後一級的高升壓比電源轉換電路外之各所述高升壓比電源轉換電路包括第一電感、第一二極體、第二二極體以及第一電容。第一電感的第一端作為高升壓比電源轉換電路的輸入端。第一二極體的陽極端耦接第一電感的第二端。第二二極體的陽極端耦接第一電感的第二端。第一電容的第一端耦接第一二極體的陰極端，且第一電容的第二端耦接接地端。
在本發明一實施例中，最後一級的高升壓比電源轉換電路包括第二電感、第三二極體、第二電容以及開關。第二電感的第一端耦接前一級的高升壓比電源轉換電路的第一二極體的陰極端。第三二極體的陽極端耦接第二電感的第二端與與各所述高升壓比電源轉換電路的第二二極體的陰極端。第二電容的第一端耦接第三二極體的陰極端，且第二電容的第二端耦接接地端。開關耦接於第三二極體的陽極端與接地端之間。
本發明的電源轉換裝置包括交直流電源轉換電路、高轉換比電源轉換電路以及直流電源轉換電路。交直流電源轉換電路用以將交流電源轉換為第一直流電源。高轉換比電源轉換電路用以對輔助電源進行升壓或降壓，並據以產生電壓值與第一直流電源相同的第二直流電源。直流電源轉換電路耦接交直流電源轉換電路與高轉換比電源轉換電路，用以將第一直流電源與第二直流電源轉換為直流輸出電源。
在本發明一實施例中，電源轉換裝置更包括電源切換控制器。電源切換控制器耦接交直流電源轉換電路、高轉換比電源轉換電路以及直流電源轉換電路，用以偵測交直流電源轉換電路是否符合正常供電條件，從而根據判斷的結果控制直流電源轉換電路依據第一直流電源與第二直流電源其中之一來產生直流輸出電源。
在本發明一實施例中，當電源切換控制器判定交直流電源轉換電路符合正常供電條件時，直流電源轉換電路受控於電源切換控制器而依據第一直流電源進行電源轉換，並且高轉換比電源轉換電路受控於電源切換控制器而停止運作，以及當電源切換控制器判定交直流電源轉換電路不符合正常供電條件時，直流電源轉換電路受控於電源切換控制器而依據第二直流電源進行電源轉換，並且交直流電源轉換電路受控於電源切換控制器而停止運作。
基於上述，本發明的電源轉換裝置可藉由高轉換比電源轉換電路來產生電壓值實質上與主直流電源相同的輔助直流電源，使得主電源轉換器與輔助電源轉換器可共用同一個後級的直流電源轉換器來產生直流輸出電壓，從而降低電源轉換裝置整體電路設計複雜度及電路面積。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
為了使本揭露之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本揭露確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1為本發明一實施例的電源轉換裝置的示意圖。請參照圖1，電源轉換裝置100包括交直流電源轉換電路（AC-to-DC power conversion circuit）110、高轉換比電源轉換電路（high conversion ratio power conversion circuit）120、直流電源轉換電路（DC power conversion circuit）130以及電源切換控制器140。於本實施例中，電源供應裝置100適於供電予電子裝置使用，所述電子裝置可例如為平板型電腦（Tablet PC）、掌上型電腦（Pocket PC）、個人電腦、筆記型電腦、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）、智慧型手機等，本發明不以此為限。
交直流電源轉換電路110可從外部接收交流電源ACin（例如為市電，但不僅限於此），並且對所接收的交流電源ACin進行交流對直流轉換，並據以產生直流電源Pdc1。其中，所述交直流電源轉換電路110可例如為一升壓型功率因數校正電路（Boost power factor correction circuit）或一降壓型功率因數校正電路（Buck power factor correction circuit），其除可進行交流對直流轉換之外，還可同時對交流電源ACin進行功率因數校正，從而維持較佳之交流對直流轉換效率。在實際應用中，交直流電源轉換電路110所產生的直流電源Pdc1之電壓值可例如位於370V~400V之間（但本發明不以此為限）。
高轉換比電源轉換電路120可從外部接收一輔助電源Paux（例如為電池電源，但不僅限於此），並且對所接收的輔助電源Paux進行直流對直流的升壓或降壓轉換，並據以產生電壓值與直流電源Pdc1相同的直流電源Pdc2。
直流電源轉換電路130耦接交直流電源轉換電路110與高轉換比電源轉換電路120。直流電源轉換電路130可用以作為第二級之直流對直流轉換，藉以將直流電源Pdc1與直流電源Pdc2轉換為直流輸出電源Pdco。
於此，直流電源轉換電路130的電路拓撲型態可以為順向式（Forward）電源轉換電路、反馳式（Flyback）電源轉換電路、LLC諧振式 (LLC resonant) 電源轉換電路、主動箝位半橋式（Active Clamp and Half Bridge）電源轉換電路、主動箝位全橋式（Active Clamp and Full Bridge）電源轉換電路或推挽式（Push-Pull）電源轉換電路，但並不限制於此。關於上述各種電源轉換電路的架構與運作方式均屬本發明相關領域具有通常知識者所熟識的技藝，因而在此並不再加以贅述之。
另外，於此所述之高轉換比電源轉換電路120係指具有高升壓比或高降壓比之電源轉換電路。舉例來說，輔助電源Paux可例如是電壓值為48V的電池。於此前提下，高轉換比電源轉換電路120例如指升壓比位於7.8~8.4之間的電源轉換電路。亦即，透過高轉換比電源轉換電路120的作用，可令48V的輔助電源Paux被升壓至電壓值位於370V~400V之間的直流電源Pdc2，使得直流電源Pdc2的電壓值符合直流電源Pdc1的電壓值。有關於高轉換比電源轉換電路120的應用範例會於後續實施例進一步說明。
電源切換控制器140耦接交直流轉換電路110的輸出端、高轉換比電源轉換電路120的輸出端以及直流電源轉換電路130。其中，電源切換控制器140可用以偵測交直流電源轉換電路110是否符合正常供電條件，從而根據判斷的結果控制直流電源轉換電路選擇直流電源Pdc1與Pdc2其中之一作為電源輸入，再以電源輸入進行直流對直流轉換，進而產生直流輸出電源Pdco。換言之，直流電源轉換電路130會受控於電源切換控制器140而選擇以交直流轉換電路110所提供的直流電源Pdc1或高轉換比電源轉換電路120所提供的直流電源Pdc2進行直流對直流轉換。
從另一觀點來看，在本實施例中，交直流電源轉換電路110與直流電源轉換電路130共同構成主電源轉換器MPC。其中，交直流電源轉換電路110可視為主電源轉換器MPC中的第一級/前級電路，並且直流電源轉換電路130可視為主電源轉換器MPC中的第二級/後級電路。另一方面，高轉換比電源轉換電路120與直流電源轉換電路130可共同構成輔助電源轉換器APC。其中，高轉換比電源轉換電路120可視為輔助電源轉換器APC中的第一級/前級電路，並且直流電源轉換電路130可視為輔助電源轉換器APC中的第二級/後級電路。換言之，交直流電源轉換電路110、高轉換比電源轉換電路120以及直流電源轉換電路130三者共同構成一主備援式的電源轉換架構，其中直流電源Pdc1可視為一主直流電源（main DC power），並且直流電源Pdc2可視為一輔助直流電源（auxiliary DC power）。
具體而言，從主電源轉換器MPC與輔助電源轉換器APC的系統架構觀點來看，交直流電源轉換電路110的輸出端可視為主電源轉換器MPC的一第一電源轉換端PCT1，並且高轉換比電源轉換電路120的輸出端可視為輔助電源轉換器APC的一第二電源轉換端PCT2。所述第一電源轉換端PCT1與第二電源轉換端PCT2會共同耦接至直流電源轉換電路130的輸入端。換言之，本實施例的主電源轉換器MPC與輔助電源轉換器APC是共用同一直流電源轉換電路130來產生直流輸出電源Pdco。
從運作觀點來看，當電源切換控制器140判定主電源轉換器MPC/交直流電源轉換電路110符合正常供電條件（可由設計者自行定義）時，主電源轉換器MPC/直流電源轉換電路130會受控於電源切換控制器140而依據直流電源Pdc1進行電源轉換，並且輔助電源轉換器APC/高轉換比電源轉換電路120受控於電源切換控制器140而停止運作。
另一方面，當電源切換控制器140判定主電源轉換器MPC/交直流電源轉換電路110不符合正常供電條件時，輔助電源轉換器APC/直流電源轉換電路130會受控於電源切換控制器140而依據直流電源Pdc2進行電源轉換，並且主電源轉換器MPC/交直流電源轉換電路110受控於電源切換控制器140而停止運作。
舉例來說，電源切換控制器140可藉由判斷直流電源Pdc1的電壓值是否大於或小於直流電源Pdc2的電壓值達到一預設值（可由設計者自行設定，亦可為0V），或者判斷直流電源Pdc1的電壓值是否位於工作電壓區間（同樣可由設計者自行設定）來決定電源供應裝置100是否符合所述正常供電條件。更具體地說，在本實施例中，直流電源Pdc1的電壓值會實質上等於直流電源Pdc2的電壓值，因此若電源切換控制器140判斷直流電源Pdc1的電壓值實質上等於輔助電源Pdc2的電壓值，或者位於預設的工作電壓區間時，則表示主電源轉換器MPC符合正常供電條件，且交直流轉換電路110處於正常運作的狀態（即，被啟動且可正常供電的狀態）。此時，直流電源轉換電路130會以交直流轉換電路110所產生的直流電源Pdc1進行直流對直流轉換，並且據以產生直流輸出電源Pdco。
相反地，若電源切換控制器140判斷直流電源Pdc1的電壓值大於或小於直流電源Pdc2的電壓值達到所設定的預設值，或者超出工作電壓區間時，則表示主電源轉換器MPC不符合正常供電條件，且交直流轉換電路110處於供電異常或關閉的狀態，此時直流電源轉換電路130會改以高轉換比電源轉換電路120所產生的直流電源Pdc2進行直流對直流轉換，並且據以產生直流輸出電源Pdco。
具體而言，相較於傳統的主電源轉換器與輔助電源轉換器的整合設計來說，透過高轉換比電源轉換電路120的應用，使得主電源轉換器MPC與輔助電源轉換器APC在其前級轉換電路的輸出端上可產生實質上具有相同電壓值的直流電源Pdc1與Pdc2。因此，本實施例的主電源轉換器MPC與輔助電源轉換器APC可以共用同一個直流電源轉換電路130來產生直流輸出電源Pdco。
換言之，由於本實施例的電源轉換裝置100可不需如傳統的主備援式電源轉換裝置般，需要在各自的後級設置對應的轉換電路才能進行電源轉換，而是可共用同一個直流電源轉換電路130，因此可降低電源轉換裝置100整體的電路設計複雜度，並且可實質上地縮減電源轉換裝置100整體的電路面積與尺寸。
底下以圖2、圖3A及圖3B來具體說明本案的高轉換比電源轉換電路120的可能實施範例。
圖2為本發明一實施例的高轉換比電源轉換電路的示意圖。請參照圖2，本實施例的高轉換比電源轉換電路120包括n級的高升壓比電源轉換電路122_1~122_n，其中n值為正整數且可由設計者自行決定，本發明不以此為限。
在本實施例中，所述n級的高升壓比電源轉換電路122_1~122_n適用以對輔助電源Paux進行升壓轉換。各級的高升壓比電源轉換電路122_1~122_n會依序相互串接。如圖2所示，第一級的高升壓比電源轉換電路122_1的輸入端會接收輔助電源Paux，並且對輔助電源Paux進行升壓轉換藉以產生直流電源Pbst1。第二級的高升壓比電源轉換電路122_2的輸入端會耦接第一級的高升壓比電源轉換電路122_1的輸出端以接收直流電源Pbst1，其中高升壓比電源轉換電路122_2會對直流電源Pbst1進行升壓轉換藉以產生直流電源Pbst2。後續每一級之高升壓比電源轉換電路122_3~122_n可依據上述連接及運作關係類推，其中最後一級/第n級的高升壓比電源轉換電路122_n會接收其前一級之高升壓比電源轉換電路所輸出的直流電源Pbstn-1，並且據以產生提供至直流電源轉換電路130的直流電源Pdc2。
底下更進一步地以圖3A所繪示之第一級高升壓比電源轉換電路122_1與圖3B所繪示之第n-1級及第n級高升壓比電源轉換電路122_n的具體電路架構範例來進行說明。其他各級高升壓比電源轉換電路的架構與運作皆可參照下述說明，故不再重複贅述。
請先參照圖3A，高升壓比電源轉換電路122_1包括電感L1、電容C1以及電晶體D1與D2。在本實施例中，電感L1的第一端作為高升壓比電源轉換電路120的輸入端以接收輔助電壓Vaux（於其他級的高升壓比電源轉換電路122_2~122_n中係接收前一級高升壓比電源轉換電路122_1~122_n所輸出的直流電壓）。二極體D1與D2的陽極端耦接電感L1的第二端。二極體D2的陰極端耦接至最後一級/第n級高升壓比電源轉換電路122_n。電容C1用以作為輸出電容，其第一端耦接二極體D1的陰極端並且作為高升壓比電源轉換電路122_1的輸出端。電容C1的第二端耦接接地端GND。其中，電容C1的跨壓即為高升壓比電源轉換電路122_1所輸出的直流電壓Vbst1。
請再參照圖3B，第n-1級的高升壓比電源轉換電路122_n-1包括電感Ln-1、電容Cn-1及電晶體D2n-3與D2n-2。另外，第n級的高升壓比電源轉換電路122_n包括電感Ln、電容Cn、電晶體D2n-1以及開關SW。底下以第n-1級與第n級的高升壓比電源轉換電路122_n-1與122_n的整體架構來進行說明。
在本實施例中，高升壓比電源轉換電路122_n-1的的整體電路配置類似於前述圖3A實施例，其接收前一級高升壓比電源轉換電路所輸出的直流電源Pbstn-2，並且據以在輸出電容Cn-1上提供升壓後的直流電源Pbstn-1給第n級高升壓比電源轉換電路122_n。高升壓比電源轉換電路122_n-1的具體配置不再重複贅述。
在第n級高升壓比電源轉換電路122_n中，電感Ln的第一端作為輸入端耦接電容Cn-1的第一端以接收直流電壓Vbstn-1。二極體D2n-1的陽極端耦接電感Ln的第二端以及其他高升壓比電源轉換電路122_1~122_n-1的二極體D2、D4、…、D2n-2的陰極端。電容Cn用以作為輸出電容，其第一端耦接二極體D2n-1的陰極端並且作為高升壓比電源轉換電路122_n的輸出端。電容Cn的第二端耦接接地端GND。其中，電容Cn的跨壓即為高升壓比電源轉換電路122_n所輸出的直流電壓Vdc2。
開關SW耦接於二極體D2n-1的陽極端與接地端GND之間，其可反應於一控制訊號（可為由一外部的控制電路所提供之脈寬調變訊號，但不僅限於此）而切換導通狀態。其中，開關SW會反應於接收到的控制訊號而反覆地切換，使得各級高升壓比電源轉換電路122_1~122_n的電感L1~Ln與電容C1~Cn所組成的諧振槽（resonant tank）反應於開關SW的切換而充/放能，從而在電容Cn的兩端產生直流電壓Vdc2與直流電流。
更具體地說，從第n-1級與第n級高升壓比電源轉換電路122_n-1與122_n的運作方式來看，當開關SW反應於控制訊號而導通時，二極體D2n-3與D2n-2會同時反應於順向偏壓而導通，使得電感Ln-1與Ln同時進行充電。在此電路組態下，電感Ln-1與Ln可被等效為並聯在一起並同時進行儲能的動作。
當開關SW反應於控制訊號而截止時，二極體D2n-3會維持導通而二極體D2n-2則會被截止。在此電路組態下，電感Ln-1與Ln可被等效為串聯在一起並同時進行釋能的動作。因此，在開關SW截止的期間，等效為串聯在一起的電感Ln-1與Ln是基於加總的跨壓而把能量釋放出去。
其中，第一級至第n-1級高升壓比電源轉換電路122_1~122_n-1皆會以上述方式而與最後一級/第n級高升壓比電源轉換電路122_n共同作用，藉以利用各級高升壓比電源轉換電路122_1~122_n的電感L1~Ln的跨壓總和來產生直流電壓Vdc2，因此相較於傳統的單級式的升壓轉換電路而言，本實施例的高升壓比電源轉換電路122_1~122_n的架構可產生較高的直流電壓Vdc2。
於此值得一提的是，圖2、圖3A與圖3B所繪示之高轉換比電源轉換電路120皆僅係本案之實施範例，本案所述及之高轉換比電源轉換電路120不僅限於上述架構。任何具備高升壓比/高降壓比以致於可基於輔助電源Paux進行電源轉換而產生電壓值實質上與直流電源Pdc1相同之直流電源Pdc2的電源轉換電路架構，皆屬本案所述及之高轉換比電源轉換電路120的範疇。
除此之外，本案的各級高升壓比電源轉換電路122_1~122_n的電路架構不僅限於圖3A與圖3B所繪示之電路架構。更具體地說，在圖3B所教示的運作概念底下，於本領域具有通常知識者應可瞭解，任何具有多級串接組態，並且可反應於功率開關切換而令各級電路內之諧振元件等效為串聯，藉以利用串聯諧振元件之跨壓來產生直流電壓，從而具備高升壓比的各種衍生電路組態皆屬於本案的高升壓比電源轉換電路122_1~122_n的範疇。
綜上所述，本發明的電源轉換裝置可藉由高轉換比電源轉換電路來產生電壓值實質上與主直流電源相同的輔助直流電源，使得主電源轉換器與輔助電源轉換器可共用同一個後級的直流電源轉換器來產生直流輸出電壓，從而降低電源轉換裝置整體電路設計複雜度及電路面積。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電源轉換裝置
110‧‧‧交直流轉換電路
120‧‧‧高轉換比電源轉換電路
122_1~122_n‧‧‧高升壓比電源轉換電路
130‧‧‧直流電源轉換電路
140‧‧‧電源切換控制器
ACin‧‧‧交流電源
APC‧‧‧輔助電源轉換器
C1~Cn‧‧‧電容
D1~D2n-1‧‧‧二極體
GND‧‧‧接地端
Iaux‧‧‧輔助電流
Ibst1~Ibstn-1、Idc2‧‧‧直流電流
L1~Ln‧‧‧電感
MPC‧‧‧主電源轉換器
Paux‧‧‧輔助電源
PCT1‧‧‧第一電源轉換端
PCT2‧‧‧第二電源轉換端
Pbst1~Pbstn-1、Pdc1、Pdc2‧‧‧直流電源
Pdco‧‧‧直流輸出電源
SW‧‧‧開關
Vaux‧‧‧輔助電壓
Vbst1~Vbstn-1、Vdc2‧‧‧直流電壓
圖1為本發明一實施例的電源轉換裝置的示意圖。 圖2為本發明一實施例的高轉換比電源轉換電路的示意圖。 圖3A與圖3B為本發明一實施例的高升壓比電源轉換電路的電路示意圖。
100‧‧‧電源轉換裝置
110‧‧‧交直流轉換電路
120‧‧‧高轉換比電源轉換電路
130‧‧‧直流電源轉換電路
140‧‧‧電源切換控制器
ACin‧‧‧交流電源
APC‧‧‧輔助電源轉換器
MPC‧‧‧主電源轉換器
Paux‧‧‧輔助電源
PCT1‧‧‧第一電源轉換端
PCT2‧‧‧第二電源轉換端
Pdc1、Pdc2‧‧‧直流電源
Pdco‧‧‧直流輸出電源

Claims (16)

  1. 一種電源轉換裝置，包括： 一主電源轉換器，用以將一交流電源轉換為一第一直流電源，再將該第一直流電源轉換為一直流輸出電源，其中該主電源轉換器具有用以輸出該第一直流電源的一第一電源轉換端；以及 一輔助電源轉換器，用以將一輔助電源轉換為一第二直流電源，再將第二直流電源轉換為該直流輸出電源，其中該輔助電源轉換器具有用以輸出該第二直流電源的一第二電源轉換端， 其中，該第一電源轉換端與該第二電源轉換端共同耦接至同一直流電源轉換電路，藉以令該主電源轉換器與該輔助電源轉換器共用該直流電源轉換電路產生該直流輸出電源。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，更包括： 一電源切換控制器，耦接該第一電源轉換端、該第二電源轉換端以及該直流電源轉換電路，其中該電源切換控制器用以偵測該主電源轉換器是否符合一正常供電條件，從而根據判斷的結果，以該主電源轉換器與該輔助電源轉換器其中之一來產生該直流輸出電源。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電源轉換裝置，其中： 當該電源切換控制器判定該主電源轉換器符合該正常供電條件時，該主電源轉換器受控於該電源切換控制器以進行電源轉換，並據以產生該直流輸出電源，並且該輔助電源轉換器受控於該電源切換控制器而停止運作，以及 當該電源切換控制器判定該主電源轉換器不符合該正常供電條件時，該輔助電源轉換器受控於該電源切換控制器以進行電源轉換，並據以產生該直流輸出電源，並且該主電源轉換器受控於該電源切換控制器而停止運作。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該主電源轉換器包括： 一功率因數校正電路，用以對該交流電源進行功率因數校正，並且據以產生該第一直流電源。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的電源轉換裝置，其中該輔助電源轉換器包括： 一高轉換比電源轉換電路，用以對該輔助電源進行升壓或降壓，並且據以產生電壓值與該第一直流電源相同的該第二直流電源。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源轉換裝置，其中該主電源轉換器與該輔助電源轉換器共同包括： 該直流電源轉換電路，耦接該功率因數校正電路與該高轉換比電源轉換電路，用以將該第一直流電源與該第二直流電源其中之一轉換為該直流輸出電源。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的電源轉換裝置，其中該高轉換比電源轉換電路包括： 至少一級高升壓比電源轉換電路，用以對該輔助電源進行升壓轉換，其中各級高升壓比電源轉換電路相互串接，第一級的高升壓比電源轉換電路的輸入端接收該輔助電源，並且最後一級的高升壓比電源轉換電路的輸出端輸出該直流輸出電源。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電源轉換裝置，其中除最後一級的高升壓比電源轉換電路外之各所述高升壓比電源轉換電路包括： 一第一電感，其第一端作為該高升壓比電源轉換電路的輸入端； 一第一二極體，其陽極端耦接該第一電感的第二端； 一第二二極體，其陽極端耦接該第一電感的第二端，且其陰極端耦接至最後一級的高升壓比電源轉換電路；以及 一第一電容，其第一端耦接該第一二極體的陰極端並且作為該高升壓比電源轉換電路的輸出端，且其第二端耦接一接地端。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電源轉換裝置，其中最後一級的高升壓比電源轉換電路包括： 一第二電感，其第一端耦接前一級的高升壓比電源轉換電路的第一二極體的陰極端； 一第三二極體，其陽極端耦接該第二電感的第二端與各所述高升壓比電源轉換電路的第二二極體的陰極端； 一第二電容，其第一端耦接該第三二極體的陰極端，且其第二端耦接該接地端；以及 一開關，耦接於該第三二極體的陽極端與該接地端之間。
  10. 一種電源轉換裝置，包括： 一交直流電源轉換電路，用以將一交流電源轉換為一第一直流電源； 一高轉換比電源轉換電路，用以對一輔助電源進行升壓或降壓，並據以產生電壓值與該第一直流電源相同的一第二直流電源；以及 一直流電源轉換電路，耦接該交直流電源轉換電路與該高轉換比電源轉換電路，用以將該第一直流電源與該第二直流電源轉換為該直流輸出電源。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的電源轉換裝置，更包括： 一電源切換控制器，耦接該交直流電源轉換電路、該高轉換比電源轉換電路以及該直流電源轉換電路，用以偵測該交直流電源轉換電路是否符合一正常供電條件，從而根據判斷的結果控制該直流電源轉換電路依據該第一直流電源與該第二直流電源其中之一來產生該直流輸出電源。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的電源轉換裝置，其中： 當該電源切換控制器判定該交直流電源轉換電路符合該正常供電條件時，該直流電源轉換電路受控於該電源切換控制器而依據該第一直流電源進行電源轉換，並且該高轉換比電源轉換電路受控於該電源切換控制器而停止運作，以及 當該電源切換控制器判定該交直流電源轉換電路不符合該正常供電條件時，該直流電源轉換電路受控於該電源切換控制器而依據該第二直流電源進行電源轉換，並且該交直流電源轉換電路受控於該電源切換控制器而停止運作。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的電源轉換裝置，其中該交直流電源轉換電路為一功率因數校正電路。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的電源轉換裝置，其中該高轉換比電源轉換電路包括： 至少一級高升壓比電源轉換電路，用以對該輔助電源進行升壓轉換，其中各級高升壓比電源轉換電路相互串接，第一級的高升壓比電源轉換電路的輸入端接收該輔助電源，並且最後一級的高升壓比電源轉換電路的輸出端輸出該直流輸出電源。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的電源轉換裝置，其中除最後一級的高升壓比電源轉換電路外之各所述高升壓比電源轉換電路包括： 一第一電感，其第一端作為該高升壓比電源轉換電路的輸入端； 一第一二極體，其陽極端耦接該第一電感的第二端； 一第二二極體，其陽極端耦接該第一電感的第二端，且其陰極端耦接至最後一級的高升壓比電源轉換電路；以及 一第一電容，其第一端耦接該第一二極體的陰極端並且作為該高升壓比電源轉換電路的輸出端，且其第二端耦接一接地端。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的電源轉換裝置，其中最後一級的高升壓比電源轉換電路包括： 一第二電感，其第一端耦接前一級的高升壓比電源轉換電路的第一二極體的陰極端； 一第三二極體，其陽極端耦接該第二電感的第二端與各所述高升壓比電源轉換電路的第二二極體的陰極端； 一第二電容，其第一端耦接該第三二極體的陰極端，且其第二端耦接該接地端；以及 一開關，耦接於該第三二極體的陽極端與該接地端之間。
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