TW202220351A - 諧振切換式電源轉換器 - Google Patents

Abstract

一種諧振切換式電源轉換器包含：第一功率級電路；第二功率級電路；控制器；及電流感測電路，用以感測流經第一功率級電路之第一充電或放電電感之第一充電或放電諧振電流，且用以感測流經第二功率級電路之第二充電或放電電感之第二充電或放電諧振電流，而分別對應產生第一及第二電流感測訊號，其中該控制器根據該第一及第二電流感測訊號調整下列至少一者，以使第一與第二功率級電路之輸出電流成固定比例：第一充電程序之第一延遲時間、第一放電程序之第二延遲時間、第二充電程序之第三延遲時間、第二放電程序之第四延遲時間及二輸入電壓。

Description

諧振切換式電源轉換器

本發明係有關於一種諧振切換式電源轉換器，特定而言係有關於一種能夠達到電流平衡控制之諧振切換式電源轉換器。

圖1係顯示習知的電源轉換器。於充電操作中，開關Q1、Q2、Q3、Q4係導通，開關Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10係不導通，使得電容C1、C2、C3彼此串聯於輸入電壓Vin及輸出電壓Vout之間。於放電操作中，開關Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10係導通，開關Q1、Q2、Q3、Q4係不導通，使得電容C1、C2、C3彼此並聯於接地電位及輸出電壓Vout之間。此習知的電源轉換器的電容及開關會具有非常大的湧浪電流(inrush current)。因此，在其他的習知的電源轉換器中，於適當位置配置電感器與電容器形成諧振切換式電源轉換器，可降低湧浪電流，然而，當二個渠道以上習知的諧振切換式電源轉換器並聯操作時，由於電流的操作組合具有無限組解，若未適當控制，將造成電流不平衡。

有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種可於多個轉換器並聯時，能確保電流平衡的諧振切換式電源轉換器。

於一觀點中，本發明提供一種諧振切換式電源轉換器，用以將一或二個輸入電壓轉換為一輸出電壓，該諧振切換式電源轉換器包含：一第一功率級電路，包括：複數第一電容；至少一第一充電電感；至少一第一放電電感；以及複數第一開關，用以切換所對應之該複數第一電容、該至少一第一充電電感與該至少一第一放電電感之電連接關係；一第二功率級電路，包括：複數第二電容；至少一第二充電電感；至少一第二放電電感；以及複數第二開關，用以切換所對應之該複數第二電容、該至少一第二充電電感與該至少一第二放電電感之電連接關係；以及一控制器，用以週期性地於對應的一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序中，分別操作對應之該複數第一開關及對應之該複數第二開關；其中，在該第一充電程序中，控制該複數第一開關的切換，使該複數第一電容與該至少一第一充電電感串聯於該一或二個輸入電壓與該輸出電壓之間，以形成一第一充電路徑；其中，在該至少一第一放電程序中，控制該複數第一開關的切換，使每一該第一電容與對應之該第一放電電感串聯於該輸出電壓與一接地電位間，而同時形成或輪流形成複數第一放電路徑；其中，在該第二充電程序中，控制該複數第二開關的切換，使該複數第二電容與該至少一第二充電電感串聯於該一或二個輸入電壓與該輸出電壓之間，以形成一第二充電路徑；其中，在該至少一第二放電程序中，控制該複數第二開關的切換，使每一該第二電容與對應之該第二放電電感串聯於該輸出電壓與一接地電位間，而同時形成或輪流形成複數第二放電路徑；其中該控制器更用以根據一第一電流感測訊號及一第二電流感測訊號而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成一固定比例：一第一延遲時間、一第二延遲時間、一第三延遲時間及一第四延遲時間，或者該二個輸入電壓；其中該第一延遲時間用以延遲該第一充電程序的起始時點，該第二延遲時間用以延遲該至少一第一放電程序的起始時點，該第三延遲時間用以延遲該第二充電程序的起始時點，該第四延遲時間用以延遲該至少一第二放電程序的起始時點；其中該第一電流感測訊號相關於該至少一第一充電電感及/或該至少一第一放電電感之一第一電感電流，其中該第二電流感測訊號相關於該至少一第二充電電感及/或該至少一第二放電電感之一第二電感電流。

於一實施例中，該至少一第一充電電感為第一單一個充電電感，該至少一第一放電電感為第一單一個放電電感，該至少一第二充電電感為第二單一個充電電感，該至少一第二放電電感為第二單一個放電電感。

於一實施例中，該至少一第一充電電感與該至少一第一放電電感為第一單一個相同電感，該至少一第二充電電感與該至少一第二放電電感為第二單一個相同電感。

於一實施例中，該控制器包括至少一電流感測電路，該至少一電流感測電路包括：至少一電壓感測電路，用以感測該至少一第一充電電感及/或該至少一第一放電電感之兩端的電壓差，而對應產生一第一電壓感測訊號，且用以感測該至少一第二充電電感及/或該至少一第二放電電感之兩端的電壓差，而對應產生一第二電壓感測訊號，其中該第一電壓感測訊號相關於該至少一第一充電電感及/或該至少一第一放電電感之一寄生電阻之跨壓，該第二電壓感測訊號相關於該至少一第二充電電感及/或該至少一第二放電電感之一寄生電阻之跨壓；以及至少一轉換電路，用以根據該第一電壓感測訊號及該第二電壓感測訊號分別對應產生該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號。

於一實施例中，該控制器更包括：一平均電路，用以對該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號取平均值，而產生一電流平均訊號；以及至少一調整電路，用以比較該電流平均訊號與該第一電流感測訊號，及/或比較該電流平均訊號與該第二電流感測訊號，而產生一調整訊號，而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例：該第一延遲時間、該第二延遲時間、該第三延遲時間及該第四延遲時間，或者該二個輸入電壓。

於一實施例中，該固定比例為1:1。

於一實施例中，該控制器更包括：至少一延遲電路，用以根據該調整訊號而產生該第一延遲時間、該第二延遲時間、該第三延遲時間及/或該第四延遲時間，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例。

於一實施例中，該控制器調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例：當該第一電流感測訊號大於該電流平均訊號時，延長該第一延遲時間及/或該第二延遲時間；當該第一電流感測訊號小於該電流平均訊號時，縮短該第一延遲時間及/或該第二延遲時間；當該第二電流感測訊號大於該電流平均訊號時，延長該第三延遲時間及/或該第四延遲時間；及/或當該第二電流感測訊號小於該電流平均訊號時，縮短該第三延遲時間及/或該第四延遲時間。

於一實施例中，該二個輸入電壓包含一第一輸入電壓及一第二輸入電壓，分別對應於該第一功率級電路與該第二功率級電路，其中該控制器調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例：當該第一電流感測訊號大於該電流平均訊號時，減小該第一輸入電壓；當該第一電流感測訊號小於該電流平均訊號時，增加該第一輸入電壓；當該第二電流感測訊號大於該電流平均訊號時，減小該第二輸入電壓；及/或當該第二電流感測訊號小於該電流平均訊號時，增加該第二輸入電壓。

於一實施例中，該第一功率級電路與該第二功率級電路彼此交錯地進行對應的充電與放電之程序。

於一實施例中，該諧振切換式電源轉換器為雙向諧振切換式電源轉換器。

於一實施例中，該諧振切換式電源轉換器之該一或二個輸入電壓與該輸出電壓之電壓轉換比率為4:1、3:1或2:1。

於又一觀點中，本發明提供一種諧振切換式電源轉換器，用以將一或二個輸入電壓轉換為一輸出電壓，該諧振切換式電源轉換器包含：一第一功率級電路，包括：至少一第一諧振腔，該第一諧振腔具有彼此串聯之一第一諧振電容與一第一諧振電感；至少一第一非諧振電容；以及複數第一開關，耦接於該至少一第一諧振腔及該至少一第一非諧振電容，用以切換所對應之該第一諧振腔與該至少一第一非諧振電容之電連接關係，其中於一第一諧振程序中，對所對應之該第一諧振腔進行諧振充電，其中於一第二諧振程序中，對所對應之該第一諧振腔進行諧振放電，其中該第一非諧振電容之跨壓維持與該一或二個輸入電壓成一固定比例； 一第二功率級電路，包含：至少一第二諧振腔，該第二諧振腔具有彼此串聯之一第二諧振電容與一第二諧振電感；至少一第二非諧振電容；複數第二開關，耦接於該至少一第二諧振腔及該至少一第二非諧振電容，用以切換所對應之該第二諧振腔與該至少一第二非諧振電容之電連接關係，其中於一第三諧振程序中，對所對應之該第二諧振腔進行諧振充電，其中於一第四諧振程序中，對所對應之該第二諧振腔進行諧振放電，其中該第二非諧振電容之跨壓維持與該一或二個輸入電壓成一固定比例；以及一控制器，用以週期性地於對應的該第一諧振程序、該第二諧振程序、該第三諧振程序與該第四諧振程序中，分別操作對應之該複數第一開關及對應之該複數第二開關，以進行對應的諧振充電與諧振放電；其中該控制器更用以根據一第一電流感測訊號及一第二電流感測訊號而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成一固定比例：一第一延遲時間、一第二延遲時間、一第三延遲時間及一第四延遲時間，或者該二個輸入電壓；其中該第一延遲時間用以延遲該第一諧振程序的起始時點，該第二延遲時間用以延遲該第二諧振程序的起始時點，該第三延遲時間用以延遲該第三諧振程序的起始時點，該第四延遲時間用以延遲該第四諧振程序的起始時點；其中該第一電流感測訊號相關於該第一諧振電感之一第一電感電流，其中該第二電流感測訊號相關於該第二諧振電感之一第二電感電流。

於一實施例中，該控制器包括至少一電流感測電路，該至少一電流感測電路包括：至少一電壓感測電路，用以感測該第一諧振電感之兩端的電壓差，而對應產生一第一電壓感測訊號，且用以感測該第二諧振電感之兩端的電壓差，而對應產生一第二電壓感測訊號，其中該第一電壓感測訊號相關於該至少一第一諧振電感之一寄生電阻之跨壓，該第二電壓感測訊號相關於該至少一第二諧振電感之一寄生電阻之跨壓；以及至少一轉換電路，用以根據該第一電壓感測訊號及該第二電壓感測訊號分別對應產生該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號。

本發明之一優點在於本發明可使具有多個功率級電路之諧振切換式電源轉換器達到電流平衡控制且無需額外的前端電壓調節器以進行電流平衡控制。

本發明之另一優點在於本發明可無需額外的電流感測電阻且可降低湧浪電流。

本發明之又一優點在於本發明與傳統電源轉換器相比具有較高的效率。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。

圖2係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。如圖2所示，本發明之諧振切換式電源轉換器20包含第一功率級電路201以及第二功率級電路202。第一功率級電路201與第二功率級電路202並聯於輸入電壓Vin及輸出電壓Vout之間。第一功率級電路201包含第一電容C1、C2、C3、第一開關Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10以及第一電感L1。第一開關Q1-Q3分別與對應之第一電容C1-C3串聯，而第一開關Q4與第一電感L1串聯。第一開關Q1-Q3分別與對應之第一電容C1-C3串聯，而第一開關Q4與第一電感L1串聯。

第二功率級電路202包含第二電容C11、C12、C13、第二開關Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19、Q20以及第二電感L11。第二開關Q11-Q13分別與對應之第二電容C11-C13串聯，而第二開關Q14與第二電感L11串聯。應注意者為，本發明之諧振切換式電源轉換器中的電容數量並不限於本實施例的三個，亦可為二個或四個以上，本實施例所顯示之元件數量僅用以說明本發明，而非用以限制本發明。於一實施例中，第一電感L1、第二電感L11可為可變電感。

如圖2所示，第一開關Q5之一端耦接至第一開關Q1與第一電容C1之間的節點，第一開關Q6之一端耦接至第一開關Q2與第一電容C2之間的節點，而第一開關Q7之一端耦接至第一開關Q3與第一電容C3之間的節點。第一開關Q8之一端耦接至第一電容C1與第一開關Q2之間的節點，第一開關Q9之一端耦接至第一電容C2與第一開關Q3之間的節點，而第一開關Q10之一端耦接至第一電容C3與第一開關Q4之間的節點。如圖2所示，第一開關Q5-Q7之另一端共同電連接至一節點後，耦接至第一開關Q4與第一電感L1之間的節點，第一開關Q8-Q10之另一端係共同耦接至接地電位。第一電感L1的另一端係耦接至輸出電壓Vout，第一開關Q1之另一端耦接至輸入電壓Vin。

再請參照圖2，第二開關Q15之一端耦接至第二開關Q11與第二電容C11之間的節點，第二開關Q16之一端耦接至第二開關Q12與第二電容C12之間的節點，而第二開關Q17之一端耦接至第二開關Q13與第二電容C13之間的節點。第二開關Q18之一端耦接至第二電容C11與第二開關Q12之間的節點，第二開關Q19之一端耦接至第二電容C12與第二開關Q13之間的節點，而第二開關Q20之一端耦接至第二電容C13與第二開關Q14之間的節點。如圖2所示，第二開關Q15-Q17之另一端共同電連接至一節點後，耦接至第二開關Q14與第二電感L11之間的節點，第二開關Q18-Q20之另一端係共同耦接至接地電位。第二電感L11的另一端係耦接至輸出電壓Vout，第二開關Q11之另一端耦接至輸入電壓Vin。

控制器203係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。圖3係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器中之控制器及電流感測電路之電路示意圖，其顯示圖2之控制器203及電流感測電路204之一實施例。於一實施例中，控制器203更包含延遲電路2033a及2033b，用以延遲該第一充電程序的起始時點一第一延遲時間及/或該至少一第一放電程序的起始時點一第二延遲時間，且用以延遲該第二充電程序的起始時點一第三延遲時間及/或該至少一第二放電程序的起始時點一第四延遲時間。

再請參照圖2，至少一電流感測電路204係耦接於第一電感L1，且耦接於第二電感L11，用以於第一充電程序時感測流經第一電感L1之一第一充電諧振電流及/或於第一放電程序時感測流經第一電感L1之一第一放電諧振電流，而分別對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第二充電程序時感測流經第二電感L11之一第二充電諧振電流及/或於第二放電程序時感測流經第二電感L11之一第二放電諧振電流，而分別對應產生一第二電流感測訊號I2。控制器203係耦接電流感測電路204，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路201之輸出電流與第二功率級電路202之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間及第四延遲時間。

開關驅動器205係耦接於控制器203與複數第一開關Q1-Q10之間，且耦接於控制器203與複數第二開關Q11-Q20之間，用以根據第一充電操作訊號G1A或第一放電操作訊號G1B控制複數第一開關Q1-Q10，且用以根據第二充電操作訊號G2A或第二放電操作訊號G2B控制複數第二開關Q11-Q20。具體而言，如圖所示之複數開關驅動器205分別根據第一充電操作訊號G1A、第一放電操作訊號G1B、第二充電操作訊號G2A以及第二放電操作訊號G2B而分別產生對應之驅動訊號G1A’、G1B’、G2A’以及G2B’，用以驅動對應的複數第一開關Q1-Q10以及複數第二開關Q11-Q20。在一實施例中，驅動訊號G1A’、G1B’、G2A’以及G2B’與對應的第一充電操作訊號G1A、第一放電操作訊號G1B、第二充電操作訊號G2A以及第二放電操作訊號G2B分別對應為同相。

再參考圖2，第一開關Q1-Q10可根據控制器203所產生之第一充電操作訊號G1A及第一放電操作訊號G1B，切換所對應之第一電容C1-C3與第一電感L1之電連接關係。第二開關Q11-Q20可根據控制器203所產生之第二充電操作訊號G2A及第二放電操作訊號G2B，切換所對應之第二電容C11-C13與第二電感L11之電連接關係。在一第一充電程序中，根據第一充電操作訊號G1A與第一放電操作訊號G1B，控制第一開關Q1-Q4係為導通，第一開關Q5-Q10係為不導通，使得第一電容C1-C3彼此串聯後與第一電感L1串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，以形成一第一充電路徑。在一第一放電程序中，根據第一充電操作訊號G1A與第一放電操作訊號G1B，控制第一開關Q5-Q10係導通，第一開關Q1-Q4係不導通，使第一電容C1、第一電容C2及第一電容C3彼此並聯後串聯第一電感L1，而形成複數第一放電路徑。

同樣地，在一第二充電程序中，根據第二充電操作訊號G2A與第二放電操作訊號G2B，控制第二開關Q11-Q14係為導通，第二開關Q15-Q20係為不導通，使得第二電容C11-C13彼此串聯後與第二電感L11串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，以形成一第二充電路徑。在一第二放電程序中，根據第二充電操作訊號G2A與第二放電操作訊號G2B，控制第二開關Q15-Q20係導通，第二開關Q11-Q14係不導通，使第二電容C11、第二電容C12及第二電容C13彼此並聯後串聯第二電感L11，而形成複數第二放電路徑。

應注意者為，上述第一充電程序與上述第一放電程序係於不同的時間段重複地交錯進行，而非同時進行，上述第二充電程序與上述第二放電程序係於不同的時間段重複地交錯進行，而非同時進行。其中，第一充電程序與第一放電程序之每一者彼此重複地交錯排序，第二充電程序與第二放電程序之每一者彼此重複地交錯排序，以將輸入電壓Vin所提供之能量，以諧振方式於充電程序中對前述的電容與電感充電，且以諧振方式於放電程序中將前述的電容與電感中的能量放電，而轉換為輸出電壓Vout。於本實施例中，每個第一電容C1、C2、C3及第二電容C11、C12、C13的直流偏壓均為Vo，故本實施例中的第一電容C1、C2、C3及第二電容C11、C12、C13需要耐較低的額定電壓，故可使用較小體積的電容器。

於一實施例中，上述諧振切換式電源轉換器20可為雙向諧振切換式電源轉換器。所謂雙向諧振切換式電源轉換器，係指輸入端(提供輸入電壓Vin)與輸出端(提供輸出電壓Vout)的角色對調，意即在如圖2所示的實施例中，諧振切換式電源轉換器20可將輸出電壓Vout轉換為輸入電壓Vin。於一實施例中，上述諧振切換式電源轉換器20之輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之電壓轉換比率可為4:1、3:1或2:1。

於一實施例中，諧振切換式電源轉換器20之電壓轉換比率可彈性地加以調整，例如於第一充電程序與第一放電程序中，藉由選擇將第一開關Q7保持導通，並選擇將第一開關Q10及Q4保持不導通，則可將第一功率級電路201之電壓轉換比率調整為3:1。同樣地，例如可選擇將第一開關Q6保持導通，並選擇將第一開關Q9、Q3、Q7、Q10及Q4保持不導通，則可將第一功率級電路201之電壓轉換比率調整為2:1。類似地，例如於第二充電程序與第二放電程序中，藉由選擇將第二開關Q7保持導通，並選擇將第二開關Q10及Q4保持不導通，則可將第二功率級電路202之電壓轉換比率調整為3:1。同樣地，例如可選擇將第二開關Q6保持導通，並選擇將第二開關Q9、Q3、Q7、Q10及Q4保持不導通，則可將第二功率級電路202之電壓轉換比率調整為2:1。

再請參照圖3，於一實施例中，電流感測電路204包含至少一電壓感測電路2041a及2041b。電壓感測電路2041a用以感測第一電感L1之兩端的電壓差(L1A-L1B)，而對應產生一第一電壓感測訊號。電壓感測電路2041b用以感測第二電感L11之兩端的電壓差(L2A-L2B)，而對應產生一第二電壓感測訊號。於一實施例中，電壓感測電路2041a及2041b分別包含一電阻Rcs1及一電阻Rcs2，以分別耦接至第一電感L1之一側及第二電感L11之一側。電壓感測電路2041a及2041b分別更包含一電容Cs1及一電容Cs2，以分別耦接至第一電感L1之另一側及第二電感L11之另一側。如本領域中具通常知識者所熟知，於一實施例中，電壓感測電路2041a及2041b之電阻Rcs1、電阻Rcs2、電容Cs1及電容Cs2可採用DCR電流檢測架構，故於此省略其原理相關之敘述。

電流感測電路204更包含至少一轉換電路2042a及2042b，分別耦接於至少一電壓感測電路2041a及2041b之輸出端，用以根據該第一電壓感測訊號及該第二電壓感測訊號分別對應產生該第一電流感測訊號I1及該第二電流感測訊號I2。於一實施例中，至少一轉換電路2042a及2042b分別可為一轉導放大器，以根據轉導值gm分別將該第一電壓感測訊號及該第二電壓感測訊號轉換為該第一電流感測訊號I1及該第二電流感測訊號I2。其中第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2各自正比於第一電感電流IL1以及第二電感電流IL11。

需說明的是，前述電流感測電路204係以DCR電流檢測架構為實施例，然而此非用以限制本發明之範疇，在其他實施例中，亦可採用其他的電流檢測方式，而感測第一功率級電路與第二功率級電路的電流，例如也可以在電流路徑上串聯電流感測電阻以感測電流，或是感測開關上的跨壓（例如Q4、Q7、Q14與Q17等）以感測電流，而獲得對應的電流感測訊號，仍可藉由前述的平均與比較而進行電流平衡之控制，下同。

於一實施例中，前述的固定比例可為1:1，以達成電流平衡。於此實施例中，如圖3所示，控制器203更包含一平均電路2031，耦接該至少一電流感測電路204，用以對該第一電流感測訊號I1及該第二電流感測訊號I2取平均值，而產生一電流平均訊號Iavg。於此實施例中，控制器203可更包含至少一調整電路2032a及2032b，耦接平均電路2031及至少一電流感測電路204，用以比較電流平均訊號Iavg與第一電流感測訊號I1或第二電流感測訊號I2，而分別產生一延遲時間調整訊號Ta1及Ta2至延遲電路2033a及2033b。延遲電路2033a及2033b分別根據延遲時間調整訊號Ta1及Ta2修改前述的第一延遲時間及二延遲時間、或第三延遲時間及第四延遲時間，而分別產生第一充電操作訊號G1A及第一放電操作訊號G1B與第二充電操作訊號G2A及第二放電操作訊號G2B，以使第一功率級電路201之輸出電流與第二功率級電路202之輸出電流成該固定比例。

於一實施例中，當第一電流感測訊號I1大於電流平均訊號Iavg時，可延長該第一延遲時間及/或第二延遲時間，當第一電流感測訊號I1小於電流平均訊號Iavg時，可縮短該第一延遲時間及/或該第二延遲時間。當第二電流感測訊號I2大於電流平均訊號Iavg時，可延長該第三延遲時間及/或第四延遲時間，當第二電流感測訊號I2小於電流平均訊號Iavg時，可縮短該第三延遲時間及/或該第四延遲時間。

圖4係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器20之第一功率級電路201的相關訊號之訊號波形示意圖。電感電流、電感電壓、第一充電操作訊號G1A及第一放電操作訊號G1B係如圖4所示。由圖4可知，td1為第一延遲時間，td2為第二延遲時間。本實施例中，延長第一延遲時間td1及/或第二延遲時間td2可降低第一電感電流IL1，反之，縮短第一延遲時間td1及/或第二延遲時間td2可提高第一電感電流IL1，以使第一電感電流IL1與第二電感電流IL11成該固定比例，進而可使得第一功率級電路201之輸出電流與第二功率級電路202之輸出電流成該固定比例。第二功率級電路202的操作原則同第一功率級電路201，故節略。

在一實施例中，上述可同時調整第一功率級電路201與第二功率級電路202中的延遲時間，以使第一功率級電路201之輸出電流與第二功率級電路202之輸出電流成該固定比例，在另一實施例中，也可僅調整第一功率級電路201與第二功率級電路202二者其中之一的延遲時間，亦可使第一功率級電路201之輸出電流與第二功率級電路202之輸出電流成該固定比例。

圖5係根據本發明之另一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖2之實施例之不同在於，本實施例之功率級電路分別於充電路徑與放電路徑上分別配置充電電感與放電電感，具體而言，第一功率級電路501係採用一第一充電電感L3及一第一放電電感L2，本實施例之第二功率級電路502係採用一第二充電電感L13及一第二放電電感L12。第一功率級電路501與第二功率級電路502並聯於輸入電壓Vin及輸出電壓Vout之間。

如圖5所示，本發明之諧振切換式電源轉換器50之第一功率級電路501包含第一電容C1、C2、C3、第一開關Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、第一充電電感L3及第一放電電感L2，而第二功率級電路502包含第二電容C11、C12、C13、第二開關Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19、Q20、第二充電電感L13及第二放電電感L12。第一開關Q1-Q3分別與對應之第一電容C1-C3串聯，而第一開關Q4與第一充電電感L3串聯，第二開關Q11-Q13分別與對應之第二電容C11-C13串聯，而第二開關Q14與第二充電電感L13串聯。應注意者為，本發明之諧振切換式電源轉換器中的電容數量並不限於本實施例的三個，亦可為二個或四個以上，本實施例所顯示之元件數量僅用以說明本發明，而非用以限制本發明。於一實施例中，第一充電電感L3之電感值可等於第一放電電感L2之電感值，第二充電電感L13之電感值可等於第二放電電感L12之電感值。在另一實施例中，第一充電電感L3之電感值與第一放電電感L2之電感值可配置為適當比例，以使充電程序與放電程序的諧振頻率相等。第二功率級電路202的操作原則同第一功率級電路201，故節略。

如圖5所示，第一開關Q5之一端耦接至第一開關Q1與第一電容C1之間的節點，第一開關Q6之一端耦接至第一開關Q2與第一電容C2之間的節點，而第一開關Q7之一端耦接至第一開關Q3與第一電容C3之間的節點。第一開關Q8之一端耦接至第一電容C1與第一開關Q2之間的節點，第一開關Q9之一端耦接至第一電容C2與第一開關Q3之間的節點，而第一開關Q10之一端耦接至第一電容C3與第一開關Q4之間的節點。如圖5所示，第一開關Q5-Q7之另一端共同電連接至一節點後，串聯至第一放電電感L2。第一開關Q8-Q10之另一端係共同耦接至接地電位。第一充電電感L3及第一放電電感L2的另一端係共同耦接至輸出電壓Vout，第一開關Q1之另一端耦接至輸入電壓Vin。

類似地，如圖5所示，第二開關Q15之一端耦接至第二開關Q11與第二電容C11之間的節點，第二開關Q16之一端耦接至第二開關Q12與第二電容C12之間的節點，而第二開關Q17之一端耦接至第二開關Q13與第二電容C13之間的節點。第二開關Q18之一端耦接至第二電容C11與第二開關Q12之間的節點，第二開關Q19之一端耦接至第二電容C12與第二開關Q13之間的節點，而第二開關Q20之一端耦接至第二電容C13與第二開關Q14之間的節點。如圖5所示，第二開關Q15-Q17之另一端共同電連接至一節點後，串聯至第二放電電感L12。第二開關Q18-Q20之另一端係共同耦接至接地電位。第二充電電感L13及第二放電電感L12的另一端係共同耦接至輸出電壓Vout，第二開關Q11之另一端耦接至輸入電壓Vin。

控制器503係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。於一實施例中，控制器503亦可採用圖3所示之架構，例如更包含延遲電路，用以延遲該第一充電程序的起始時點一第一延遲時間及/或該至少一第一放電程序的起始時點一第二延遲時間，且用以延遲該第二充電程序的起始時點一第三延遲時間及/或該至少一第二放電程序的起始時點一第四延遲時間。

再請參照圖5，至少一電流感測電路504係耦接於第一放電電感L2，且耦接於第二放電電感L12，用以於第一放電程序時感測流經第一放電電感L2之一第一放電諧振電流，而對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第二放電程序時感測流經第二放電電感L12之一第二放電諧振電流，而對應產生一第二電流感測訊號I2。應得以領會者為，於另一實施例中，至少一電流感測電路504亦可耦接至第一充電電感L3及第二充電電感L13，用以於第一充電程序時感測流經第一充電電感L3之一第一充電諧振電流，且用以於第二充電程序時感測流經第二充電電感L13之一第二充電諧振電流，而分別對應產生第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2。

控制器503係耦接電流感測電路504，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路501之輸出電流與第二功率級電路502之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間及第四延遲時間。開關驅動器505係耦接於控制器503與複數第一開關Q1-Q10之間，且耦接於控制器503與複數第二開關Q11-Q20之間，用以根據第一充電操作訊號G1A或第一放電操作訊號G1B控制複數第一開關Q1-Q10，且用以根據第二充電操作訊號G2A或第二放電操作訊號G2B控制複數第二開關Q11-Q20。於一實施中，電流感測電路504亦可採用圖3所示之架構。

第一開關Q1-Q10可根據控制器503所產生之第一充電操作訊號G1A及第一放電操作訊號G1B，切換所對應之第一電容C1-C3與第一充電電感L3及第一放電電感L2之電連接關係。在一第一充電程序中，根據第一充電操作訊號G1A與第一放電操作訊號G1B，控制第一開關Q1-Q4係為導通，第一開關Q5-Q10係為不導通，使得第一電容C1-C3彼此串聯後與第一充電電感L3串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，以形成一第一充電路徑。在一第一放電程序中，根據第一充電操作訊號G1A與第一放電操作訊號G1B，控制第一開關Q5-Q10係導通，第一開關Q1-Q4係不導通，使第一電容C1、第一電容C2及第一電容C3彼此並聯後串聯第一放電電感L2，而形成複數第一放電路徑。

類似地，第二開關Q11-Q20可根據控制器503所產生之第二充電操作訊號G2A及第二放電操作訊號G2B，切換所對應之第二電容C11-C13與第二充電電感L13及第二放電電感L12之電連接關係。在一第二充電程序中，根據第二充電操作訊號G2A與第二放電操作訊號G2B，控制第二開關Q11-Q14係為導通，第二開關Q15-Q20係為不導通，使得第二電容C11-C13彼此串聯後與第二充電電感L13串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，以形成一第二充電路徑。在一第二放電程序中，根據第二充電操作訊號G2A與第二放電操作訊號G2B，控制第二開關Q15-Q20係導通，第二開關Q11-Q14係不導通，使第二電容C11、第二電容C12及第二電容C13彼此並聯後串聯第二放電電感L12，而形成複數第二放電路徑。

圖6係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。如圖6所示，本發明之諧振切換式電源轉換器60包含第一功率級電路601及第二功率級電路602。第一功率級電路601與第二功率級電路602並聯於輸入電壓Vin及輸出電壓Vout之間。第一功率級電路601包含第一電容C1、C2、C3、第一開關Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10及第一電感L1、L2、L3。第二功率級電路602包含第二電容C11、C12、C13、第二開關Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19、Q20及第二電感L11、L12、L13。第一開關Q1-Q3分別與對應之第一電容C1-C3串聯，而第一電容C1-C3分別與對應之第一電感L1-L3串聯。第二開關Q11-Q13分別與對應之第二電容C11-C13串聯，而第二電容C11-C13分別與對應之第二電感L11-L13串聯。應注意者為，本發明之諧振切換式電源轉換器中的電容數量並不限於本實施例的三個，亦可為二個或四個以上，且電感數量亦不限於本實施例的三個，亦可為二個或四個以上，本實施例所顯示之元件數量僅用以說明本發明，而非用以限制本發明。

如圖6所示，第一開關Q5之一端耦接至第一開關Q1與第一電容C1之間的節點，第一開關Q6之一端耦接至第一開關Q2與第一電容C2之間的節點，而第一開關Q7之一端耦接至第一開關Q3與第一電容C3之間的節點。第一開關Q8之一端耦接至第一電感L1與第一開關Q2之間的節點，第一開關Q9之一端耦接至第一電感L2與第一開關Q3之間的節點，而第一開關Q10之一端耦接至第一電感L3與第一開關Q4之間的節點。如圖6所示，第一開關Q5-Q7之另一端則共同耦接至輸出電壓Vout。第一開關Q8-Q10之另一端係共同耦接至接地電位。第一開關Q4耦接於第一電感L3與輸出電壓Vout之間，第一開關Q1之一端耦接至輸入電壓Vin。

類似地，第二開關Q15之一端耦接至第二開關Q11與第二電容C11之間的節點，第二開關Q16之一端耦接至第二開關Q12與第二電容C12之間的節點，而第二開關Q17之一端耦接至第二開關Q13與第二電容C13之間的節點。第二開關Q18之一端耦接至第二電感L11與第二開關Q12之間的節點，第二開關Q19之一端耦接至第二電感L12與第二開關Q13之間的節點，而第二開關Q20之一端耦接至第二電感L13與第二開關Q14之間的節點。如圖6所示，第二開關Q15-Q17之另一端則共同耦接至輸出電壓Vout。第二開關Q18-Q20之另一端係共同耦接至接地電位。第二開關Q14耦接於第二電感L13與輸出電壓Vout之間，第二開關Q11之一端耦接至輸入電壓Vin。

控制器603係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。於一實施例中，控制器603亦可採用圖3所示之架構，例如更包含延遲電路，用以延遲該第一充電程序的起始時點一第一延遲時間及/或該至少一第一放電程序的起始時點一第二延遲時間，且用以延遲該第二充電程序的起始時點一第三延遲時間及/或該至少一第二放電程序的起始時點一第四延遲時間。

再請參照圖6，至少一電流感測電路604係耦接於第一電感L3，且耦接於第二電感L13，用以於第一充電程序時感測流經第一電感L3之一第一充電諧振電流及/或於第一放電程序時感測流經第一電感L3之一第一放電諧振電流，而分別對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第二充電程序時感測流經第二電感L13之一第二充電諧振電流及/或於第二放電程序時感測流經第二電感L13之一第二放電諧振電流，而分別對應產生一第二電流感測訊號I2。應得以領會者為，於另一實施例中，至少一電流感測電路604亦可耦接至第一電感L2及第二電感L12，用以於第一充電程序時感測流經第一電感L2之一第一充電諧振電流及/或於第一放電程序時感測流經第一電感L2之一第一放電諧振電流，而分別對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第二充電程序時感測流經第二電感L12之一第二充電諧振電流及/或於第二放電程序時感測流經第二電感L12之一第二放電諧振電流，而分別對應產生一第二電流感測訊號I2。

於再一實施例中，至少一電流感測電路604亦可耦接至第一電感L1及第二電感L11，用以於第一充電程序時感測流經第一電感L1之一第一充電諧振電流及/或於第一放電程序時感測流經第一電感L1之一第一放電諧振電流，而分別對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第二充電程序時感測流經第二電感L11之一第二充電諧振電流及/或於第二放電程序時感測流經第二電感L11之一第二放電諧振電流，而分別對應產生一第二電流感測訊號I2。控制器603係耦接電流感測電路604，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路601之輸出電流與第二功率級電路602之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間及第四延遲時間。開關驅動器605係耦接於控制器603與複數第一開關Q1-Q10之間，且耦接於控制器603與複數第二開關Q11-Q20之間，用以根據第一充電操作訊號G1A或第一放電操作訊號G1B控制複數第一開關Q1-Q10，且用以根據第二充電操作訊號G2A或第二放電操作訊號G2B控制複數第二開關Q11-Q20。於一實施中，電流感測電路604亦可採用圖3所示之架構。

第一開關Q1-Q10可根據控制器603所產生之第一充電操作訊號G1A及第一放電操作訊號G1B，切換所對應之第一電容C1-C3與第一電感L1-L3之電連接關係。在一第一充電程序中，根據第一充電操作訊號G1A與第一放電操作訊號G1B，控制第一開關Q1-Q4係為導通，第一開關Q5-Q10係為不導通，使得第一電容C1-C3與第一電感L1-L3彼此串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，以形成一第一充電路徑。在一第一放電程序中，根據第一充電操作訊號G1A與第一放電操作訊號G1B，控制第一開關Q5-Q10係導通，第一開關Q1-Q4係不導通，使第一電容C1與對應之第一電感L1串聯於輸出電壓Vout與接地電位間，第一電容C2與對應之第一電感L2串聯於輸出電壓Vout與接地電位間，第一電容C3與對應之第一電感L3串聯於輸出電壓Vout與接地電位間，而形成複數第一放電路徑。

第二開關Q11-Q20可根據控制器603所產生之第二充電操作訊號G2A及第二放電操作訊號G2B，切換所對應之第二電容C11-C13與第二電感L11-L13之電連接關係。在一第二充電程序中，根據第二充電操作訊號G2A與第二放電操作訊號G2B，控制第二開關Q11-Q14係為導通，第二開關Q15-Q20係為不導通，使得第二電容C11-C13與第二電感L11-L13彼此串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，以形成一第二充電路徑。在一第二放電程序中，根據第二充電操作訊號G2A與第二放電操作訊號G2B，控制第二開關Q15-Q20係導通，第二開關Q11-Q14係不導通，使第二電容C11與對應之第二電感L11串聯於輸出電壓Vout與接地電位間，第二電容C12與對應之第二電感L12串聯於輸出電壓Vout與接地電位間，第二電容C13與對應之第二電感L13串聯於輸出電壓Vout與接地電位間，而形成複數第二放電路徑。

圖7係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。如圖7所示，諧振切換式電源轉換器70包含第一功率級電路701及第二功率級電路702。第一功率級電路701與第二功率級電路702並聯於輸入電壓Vin及輸出電壓Vout之間。第一功率級電路701包含第一諧振電容C1、C3、至少一第一非諧振電容C2、第一開關Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10及第一諧振電感L1、L2。第二功率級電路702包含第二諧振電容C11、C13、至少一第二非諧振電容C12、第二開關Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19、Q20及第二諧振電感L11、L12。

如圖7所示，控制器703係用以產生第一諧振操作訊號G1、第二諧振操作訊號G2、第三諧振操作訊號G3、第四諧振操作訊號G4，以分別對應一第一諧振程序、一第二諧振程序、一第三諧振程序及一第四諧振程序，而操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以切換所對應之第一諧振電容C1、C3及第一非諧振電容C2之電連接關係及所對應之第二諧振電容C11、C13及第二非諧振電容C12之電連接關係。

諧振切換式電源轉換器70包含至少一第一諧振腔，例如第一諧振腔706及707，第一諧振腔706具有彼此串聯之一第一諧振電容C1與一第一諧振電感L1，而第一諧振腔707具有彼此串聯之一第一諧振電容C3與一第一諧振電感L2。諧振切換式電源轉換器70更包含至少一第二諧振腔，例如第二諧振腔708及709，第二諧振腔708具有彼此串聯之一第二諧振電容C11與一第二諧振電感L11，而第二諧振腔709具有彼此串聯之一第二諧振電容C13與一第二諧振電感L12。於一實施例中，控制器703亦可採用圖3所示之架構，例如更包含延遲電路，用以延遲該第一諧振程序的起始時點一第一延遲時間及/或該第二諧振程序的起始時點一第二延遲時間，且用以延遲該第三諧振程序的起始時點一第三延遲時間及/或該第四諧振程序的起始時點一第四延遲時間。

再請參照圖7，至少一電流感測電路704係耦接於第一諧振電感L2，且耦接於第二諧振電感L12，用以於第一諧振程序時感測流經第一諧振電感L2之一第一諧振電流及/或於第二諧振程序時感測流經第一諧振電感L2之一第二諧振電流，而分別對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第三諧振程序時感測流經第二諧振電感L12之一第三諧振電流及/或於第四諧振程序時感測流經第二諧振電感L12之一第四諧振電流，而分別對應產生一第二電流感測訊號I2。應得以領會者為，於另一實施例中，至少一電流感測電路704亦可耦接至第一諧振電感L1及第二諧振電感L11，用以於第一諧振程序時感測流經第一諧振電感L1之一第一諧振電流及/或於第二諧振程序時感測流經第一諧振電感L1之一第二諧振電流，而分別對應產生一第一電流感測訊號I1，且用以於第三諧振程序時感測流經第二諧振電感L11之一第三諧振電流及/或於第四諧振程序時感測流經第二諧振電感L11之一第四諧振電流，而分別對應產生一第二電流感測訊號I2。

控制器703係耦接電流感測電路704，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路701之輸出電流與第二功率級電路702之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間及第四延遲時間。開關驅動器705係耦接於控制器703與複數第一開關Q1-Q10之間，且耦接於控制器703與複數第二開關Q11-Q20之間，用以根據第一諧振操作訊號G1或第二諧振操作訊號G2控制複數第一開關Q1-Q10，且用以根據第三諧振操作訊號G3或第四諧振操作訊號G4控制複數第二開關Q11-Q20。

具體而言，如圖所示之複數開關驅動器705分別根據第一諧振操作訊號G1、第二諧振操作訊號G2、第三諧振操作訊號G3與第四諧振操作訊號G4而分別產生對應之驅動訊號G1’、G2’、G3’以及G4’，用以驅動對應的複數第一開關Q1-Q10以及複數第二開關Q11-Q20。在一實施例中，驅動訊號G1’、G2’、G3’以及G4’與對應的第一諧振操作訊號G1、第二諧振操作訊號G2、第三諧振操作訊號G3與第四諧振操作訊號G4分別對應為同相。

於一實施中，電流感測電路704亦可採用圖3所示之架構。其中第一諧振操作訊號G1、第二諧振操作訊號G2、第三諧振操作訊號G3與第四諧振操作訊號G4分別對應於圖3中的第一充電操作訊號G1A、第一放電操作訊號G1B、第二充電操作訊號G2A以及第二放電操作訊號G2B，而驅動訊號G1’、G2’、G3’以及G4’則分別對應於驅動訊號G1A’、G1B’、G2A’以及G2B’。

第一開關Q1-Q10與至少一第一諧振腔706、707對應耦接，分別根據對應之一第一諧振操作訊號G1與一第二諧振操作訊號G2，以切換所對應之該第一諧振腔706、707之電連接關係而對應一第一諧振程序與一第二諧振程序。第二開關Q11-Q20與至少一第二諧振腔708、709對應耦接，分別根據對應之一第三諧振操作訊號G3與一第四諧振操作訊號G4，以切換所對應之該第二諧振腔708、709之電連接關係而對應一第三諧振程序與一第四諧振程序。於該第一諧振程序中，對所對應之諧振腔706、707進行諧振充電，於該第二諧振程序中對所對應之諧振腔706、707進行諧振放電。於該第三諧振程序中，對所對應之諧振腔708、709進行諧振充電，於該第四諧振程序中對所對應之諧振腔708、709進行諧振放電。

至少一第一非諧振電容C2係與至少一第一諧振腔706、707耦接，第一諧振操作訊號G1與第二諧振操作訊號G2切換該第一非諧振電容C2與該至少一第一諧振腔706、707之電連接關係。至少一第二非諧振電容C12係與至少一第二諧振腔708、709耦接，第三諧振操作訊號G3與第四諧振操作訊號G4切換該第二非諧振電容C12與該至少一第二諧振腔708、709之電連接關係。第一非諧振電容C2及第二非諧振電容C12之跨壓維持與輸入電壓Vin成一固定比例，例如在本實施例中為二分之一輸入電壓Vin。

該第一諧振程序與該第二諧振程序彼此重複地交錯排序，該第三諧振程序與該第四諧振程序彼此重複地交錯排序，以將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。第一諧振操作訊號G1與第二諧振操作訊號G2分別各自切換至一導通位準一段導通期間，第三諧振操作訊號G3與第四諧振操作訊號G4分別各自切換至一導通位準一段導通期間，且第一諧振操作訊號G1與第二諧振操作訊號G2之該複數段導通期間彼此不重疊，以使該第一諧振程序與該第二諧振程序彼此不重疊，第三諧振操作訊號G3與第四諧振操作訊號G4之該複數段導通期間彼此不重疊，以使該第三諧振程序與該第四諧振程序彼此不重疊。

於第一諧振程序中，根據第一諧振操作訊號G1，第一開關Q1、Q3、Q5、Q8、Q9係導通，第一開關Q2、Q4、Q6、Q7、Q10係不導通，使得第一諧振腔706之第一諧振電容C1與第一諧振電感L1串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，且使得第一非諧振電容C2與第一諧振腔707之第一諧振電容C3及第一諧振電感L2串聯於接地電位與輸出電壓Vout之間，而對第一諧振電容C1及C3進行充電，並對第一非諧振電容C2進行放電。於第二諧振程序中，根據第二諧振操作訊號G2，第一開關Q2、Q4、Q6、Q7、Q10係導通，第一開關Q1、Q3、Q5、Q8、Q9係不導通，使得第一非諧振電容C2與第一諧振腔706之第一諧振電容C1及第一諧振電感L1串聯於接地電位與輸出電壓Vout之間，且使第一諧振腔707之第一諧振電容C3與第一諧振電感L2串聯於接地電位與輸出電壓Vout之間，而對第一諧振電容C1、C3進行放電，並對第一非諧振電容C2進行充電。

於第三諧振程序中，根據第三諧振操作訊號G3，第二開關Q11、Q13、Q15、Q18、Q19係導通，第二開關Q12、Q14、Q16、Q17、Q20係不導通，使得第二諧振腔708之第二諧振電容C11與第二諧振電感L11串聯於輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間，且使得第二非諧振電容C12與第二諧振腔709之第二諧振電容C13及第二諧振電感L12串聯於接地電位與輸出電壓Vout之間，而對第二諧振電容C11及C13進行充電，並對第二非諧振電容C12進行放電。於第四諧振程序中，根據第四諧振操作訊號G4，第二開關Q12、Q14、Q16、Q17、Q20係導通，第二開關Q11、Q13、Q15、Q18、Q19係不導通，使得第二非諧振電容C12與第二諧振腔708之第二諧振電容C11及第二諧振電感L11串聯於接地電位與輸出電壓Vout之間，且使第二諧振腔709之第二諧振電容C13與第二諧振電感L12串聯於接地電位與輸出電壓Vout之間，而對第二諧振電容C11、C13進行放電，並對第二非諧振電容C12進行充電。

有關具有如圖7所示之諧振腔706、707、708及709之諧振切換式電源轉換器70的操作方式，此為本領域中具有通常知識者所熟知，在此不予贅述。

圖8係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖2之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖2之實施例係採用一個輸入電壓Vin，在一實施例中，諧振切換式電源轉換器配置為交錯式(interleaved)電源轉換器。亦即，諧振切換式電源轉換器80之第一功率級電路801於第一充電程序時，第二功率級電路802執行第二放電程序。同理，諧振切換式電源轉換器80之第一功率級電路801於第一放電程序時，第二功率級電路802執行第二充電程序。換言之，當第一開關Q1-Q4接收到來自控制器803之第一充電操作訊號G1A之致能時，第二開關Q15-Q20接收到來自控制器803之第二放電操作訊號G2B之致能。當第一開關Q5-Q10接收到來自控制器803之第一放電操作訊號G1B之致能時，第二開關Q11-Q14接收到來自控制器803之第二充電操作訊號G2A之致能。

本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11、電流感測電路804、開關驅動器805與圖2之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11、電流感測電路204、開關驅動器205類似，故不贅述。控制器803係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器803更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器803係耦接電流感測電路804，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2之至少一者，以使第一功率級電路801之輸出電流與第二功率級電路802之輸出電流成一固定比例。

圖9係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器中之控制器及電流感測電路之電路示意圖，其顯示圖8之控制器803及電流感測電路804之一實施例。本實施例之平均電路8031、電壓感測電路8041a及8041b、電阻Rcs1及Rcs2、電容Cs1及Cs2、轉換電路8042a及8042b係與圖3之實施例之平均電路2031、電壓感測電路2041a及2041b、電阻Rcs1及Rcs2、電容Cs1及Cs2、轉換電路2042a及2042b類似，故不贅述。本實施例與圖3之實施例之不同在於本實施例之控制器803中之調整電路8032a及8032b係耦接平均電路8031及至少一電流感測電路804，用以比較電流平均訊號Iavg與第一電流感測訊號I1或第二電流感測訊號I2，而分別產生一輸入電壓調整訊號Va1及Va2至輸入電壓Vin1及Vin2。

輸入電壓Vin1及Vin2分別根據輸入電壓調整訊號Va1及Va2增加或減小其輸入電壓，以使第一功率級電路801之輸出電流與第二功率級電路802之輸出電流成一固定比例。由於提高輸入電壓可提高輸出功率，因而可提高對應功率級電路的輸出電流，具體而言，於一實施例中，可進行以下之調整方式至少之一，而使得第一功率級電路801之輸出電流與第二功率級電路802之輸出電流成一固定比例：當第一電流感測訊號I1大於電流平均訊號Iavg時，減小輸入電壓Vin1，當第一電流感測訊號I1小於電流平均訊號Iavg時，增加輸入電壓Vin1。當第二電流感測訊號I2大於電流平均訊號Iavg時，減小輸入電壓Vin2，當第二電流感測訊號I2小於電流平均訊號Iavg時，增加輸入電壓Vin2。

圖10係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖5之實施例之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖5之實施例係採用一個輸入電壓Vin，在一實施例中，諧振切換式電源轉換器配置為交錯式(interleaved)電源轉換器。亦即，諧振切換式電源轉換器100之第一功率級電路1001於第一充電程序時，第二功率級電路1002執行第二放電程序。同理，諧振切換式電源轉換器100之第一功率級電路1001於第一放電程序時，第二功率級電路1002執行第二充電程序。換言之，當第一開關Q1-Q4接收到來自控制器1003之第一充電操作訊號G1A之致能時，第二開關Q15-Q20接收到來自控制器1003之第二放電操作訊號G2B之致能。當第一開關Q5-Q10接收到來自控制器1003之第一放電操作訊號G1B之致能時，第二開關Q11-Q14接收到來自控制器1003之第二充電操作訊號G2A之致能。

本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一充電電感L3、第一放電電感L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二充電電感L13、第二放電電感L12、電流感測電路1004、開關驅動器1005與圖5之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一充電電感L3、第一放電電感L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二充電電感L13、第二放電電感L12、電流感測電路504、開關驅動器505類似，故不贅述。控制器1003係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1003更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1003係耦接電流感測電路1004，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2之至少一者，以使第一功率級電路1001之輸出電流與第二功率級電路1002之輸出電流成一固定比例。於一實施例中，控制器1003及電流感測電路1004亦可採用圖9所示之架構。

圖11係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖6之實施例之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖6之實施例係採用一個輸入電壓Vin，在一實施例中，諧振切換式電源轉換器配置為交錯式(interleaved)電源轉換器。亦即，諧振切換式電源轉換器110之第一功率級電路1101於第一充電程序時，第二功率級電路1102執行第二放電程序。同理，諧振切換式電源轉換器110之第一功率級電路1101於第一放電程序時，第二功率級電路1102執行第二充電程序。換言之，當第一開關Q1-Q4接收到來自控制器1103之第一充電操作訊號G1A之致能時，第二開關Q15-Q20接收到來自控制器1103之第二放電操作訊號G2B之致能。當第一開關Q5-Q10接收到來自控制器1103之第一放電操作訊號G1B之致能時，第二開關Q11-Q14接收到來自控制器1103之第二充電操作訊號G2A之致能。

本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L3、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L13、電流感測電路1104、開關驅動器1105與圖6之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L3、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L13、電流感測電路604、開關驅動器605類似，故不贅述。控制器1103係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1103更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1103係耦接電流感測電路1104，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2之至少一者，以使第一功率級電路1101之輸出電流與第二功率級電路1102之輸出電流成一固定比例。於一實施例中，控制器1103及電流感測電路1104亦可採用圖9所示之架構。

圖12係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖7之實施例之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖7之實施例係採用一個輸入電壓Vin，在一實施例中，諧振切換式電源轉換器配置為交錯式(interleaved)電源轉換器。亦即，諧振切換式電源轉換器120之第一功率級電路1201於第一諧振程序時，第二功率級電路1202執行第四諧振程序。同理，諧振切換式電源轉換器120之第一功率級電路1201於第二諧振程序時，第二功率級電路1202執行第三諧振程序。換言之，當第一開關Q1-Q5接收到來自控制器1203之第一諧振操作訊號G1之致能時，第二開關Q16-Q20接收到來自控制器1203之第四諧振操作訊號G4之致能。當第一開關Q6-Q10接收到來自控制器1203之第二諧振操作訊號G2之致能時，第二開關Q11-Q15接收到來自控制器1203之第三諧振操作訊號G3之致能。

本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L12、電流感測電路1204、開關驅動器1205與圖7之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L12、電流感測電路704、開關驅動器705類似，故不贅述。控制器1203係用以產生一第一諧振操作訊號G1、一第二諧振操作訊號G2、一第三諧振操作訊號G3與一第四諧振操作訊號G4，以分別對應一第一諧振程序、一第二諧振程序、一第三諧振程序與一第四諧振程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1203更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1203係耦接電流感測電路1204，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2之至少一者，以使第一功率級電路1201之輸出電流與第二功率級電路1202之輸出電流成一固定比例。於一實施例中，控制器1203及電流感測電路1204亦可採用圖9所示之架構。

圖13係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖2之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖2之實施例係採用一個輸入電壓Vin。本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11、電流感測電路1304、開關驅動器1305與圖2之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11、電流感測電路204、開關驅動器205類似，故不贅述。控制器1303係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1303更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1303係耦接電流感測電路1304，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路1301之輸出電流與第二功率級電路1302之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間、第四延遲時間、輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2。在一實施例中，第一功率級電路1301與第二功率級電路1302可配置為如前述的圖8之實施例中所述之交錯式電源轉換器，亦即，第一功率級電路1301與第二功率級電路1302的操作相位可彼此交錯。

需說明的是，控制器1303可根據多種方式而決定充電程序與放電程序的起始時點與時間長度，在一實施例中，例如可根據輸出電壓Vout或輸出電流，而產生迴路控制訊號，以決定充電程序與放電程序的起始時點與時間長度，在另一實施例中，可例如根據電感電流跨越零電流的時點而決定。而前述的電流平衡控制，可進一步藉由控制前述的延遲時間，或輸入電壓，而使各功率級電路之輸出電流成一固定比例關係或達成電流平衡。

圖14係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器中之控制器及電流感測電路之電路示意圖，其顯示圖13之控制器1303及電流感測電路1304之一實施例。本實施例之平均電路13031、電壓感測電路13041a及13041b、電阻Rcs1及Rcs2、電容Cs1及Cs2、轉換電路13042a及13042b係與圖3之實施例之平均電路2031、電壓感測電路2041a及2041b、電阻Rcs1及Rcs2、電容Cs1及Cs2、轉換電路2042a及2042b類似，故不贅述。本實施例與圖3之實施例之不同在於本實施例之控制器1303中之調整電路13032a及13032b係耦接平均電路13031及至少一電流感測電路1304，用以比較電流平均訊號Iavg與第一電流感測訊號I1或第二電流感測訊號I2，而分別產生一輸入電壓調整訊號Va1及Va2至輸入電壓Vin1及Vin2且/或分別產生一延遲時間調整訊號Ta1及Ta2至延遲電路13033a及13033b。換言之，本實施例可根據電流感測訊號調整延遲時間及/或對應的輸入電壓而達成電流平衡。於一實施例中，輸入電壓Vin1及Vin2分別根據輸入電壓調整訊號Va1及Va2增加或減小其輸入電壓，以使第一功率級電路1301之輸出電流與第二功率級電路1302之輸出電流成一固定比例。於一實施例中，延遲電路13033a及13033b分別根據延遲時間調整訊號Ta1及Ta2修改第一延遲時間及二延遲時間、或第三延遲時間及第四延遲時間，而分別產生第一充電操作訊號G1A及第一放電操作訊號G1B與第二充電操作訊號G2A及第二放電操作訊號G2B，以使第一功率級電路1301之輸出電流與第二功率級電路1302之輸出電流成該固定比例。

於一實施例中，當第一電流感測訊號I1大於電流平均訊號Iavg時，減小輸入電壓Vin1，當第一電流感測訊號I1小於電流平均訊號Iavg時，增加輸入電壓Vin1。當第二電流感測訊號I2大於電流平均訊號Iavg時，減小輸入電壓Vin2，當第二電流感測訊號I2小於電流平均訊號Iavg時，增加輸入電壓Vin2。於一實施例中，當第一電流感測訊號I1大於電流平均訊號Iavg時，延長該第一延遲時間及/或第二延遲時間，當第一電流感測訊號I1小於電流平均訊號Iavg時，縮短該第一延遲時間及/或該第二延遲時間。當第二電流感測訊號I2大於電流平均訊號Iavg時，延長該第三延遲時間及/或第四延遲時間，當第二電流感測訊號I2小於電流平均訊號Iavg時，縮短該第三延遲時間及/或該第四延遲時間。

圖15係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖5之實施例之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖5之實施例係採用一個輸入電壓Vin。本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一充電電感L3、第一放電電感L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二充電電感L13、第二放電電感L12、電流感測電路1504、開關驅動器1505與圖5之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一充電電感L3、第一放電電感L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二充電電感L13、第二放電電感L12、電流感測電路504、開關驅動器505類似，故不贅述。

控制器1503係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1503更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1503係耦接電流感測電路1504，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路1501之輸出電流與第二功率級電路1502之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間、第四延遲時間、輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2。於一實施例中，控制器1503及電流感測電路1504亦可採用圖14所示之架構。在一實施例中，第一功率級電路1501與第二功率級電路1502可配置為如前述的圖10之實施例中所述之交錯式電源轉換器，亦即，第一功率級電路1501與第二功率級電路1502的操作相位可彼此交錯。

圖16係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖6之實施例之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖6之實施例係採用一個輸入電壓Vin。本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L3、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L13、電流感測電路1604、開關驅動器1605與圖6之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L3、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L13、電流感測電路604、開關驅動器605類似，故不贅述。

控制器1603係用以產生一第一充電操作訊號G1A、一第二充電操作訊號G2A、至少一第一放電操作訊號G1B與至少一第二放電操作訊號G2B，以分別對應一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1603更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1603係耦接電流感測電路1604，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路1601之輸出電流與第二功率級電路1602之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間、第四延遲時間、輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2。於一實施例中，控制器1603及電流感測電路1604亦可採用圖14所示之架構。在一實施例中，第一功率級電路1601與第二功率級電路1602可配置為如前述的圖11之實施例中所述之交錯式電源轉換器，亦即，第一功率級電路1601與第二功率級電路1602的操作相位可彼此交錯。

圖17係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖7之實施例之不同在於本實施例係採用二個輸入電壓，例如，第一功率級電路與第二功率級電路分別轉換輸入電壓Vin1與Vin2，而產生輸出電壓Vout，而圖7之實施例係採用一個輸入電壓Vin。本實施例之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L12、電流感測電路1704、開關驅動器1705與圖7之第一開關Q1-Q10、第一電容C1-C3、第一電感L1-L2、第二開關Q11-20、第二電容C11-C13、第二電感L11-L12、電流感測電路704、開關驅動器705類似，故不贅述。

控制器1703係用以產生一第一諧振操作訊號G1、一第二諧振操作訊號G2、一第三諧振操作訊號G3與一第四諧振操作訊號G4，以分別對應一第一諧振程序、一第二諧振程序、一第三諧振程序與一第四諧振程序，而分別操作對應之複數第一開關Q1-Q10及對應之複數第二開關Q11-Q20，以分別切換所對應之第一電容C1-C3及所對應之第二電容C11-C13之電連接關係。控制器1703更可用以產生一輸入電壓調整訊號Va1與一輸入電壓調整訊號Va2，以分別調整輸入電壓Vin1及Vin2。控制器1703係耦接電流感測電路1704，用以根據該第一電流感測訊號I1及第二電流感測訊號I2調整下列至少一者，以使第一功率級電路1701之輸出電流與第二功率級電路1702之輸出電流成一固定比例：第一延遲時間、第二延遲時間、第三延遲時間、第四延遲時間、輸入電壓Vin1及輸入電壓Vin2。於一實施例中，控制器1703及電流感測電路1704亦可採用圖14所示之架構。在一實施例中，第一功率級電路1701與第二功率級電路1702可配置為如前述的圖12之實施例中所述之交錯式電源轉換器，亦即，第一功率級電路1701與第二功率級電路1702的操作相位可彼此交錯。

圖18係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。本實施例與圖2之實施例相似，其不同在於，本實施例中，第一功率級電路1801與第一功率級1802，於對應的放電程序中，第一電容C1、C2、C3為輪流放電，第二電容C11、C12、C13為輪流放電。本實施例中，第一放電操作訊號G1B包括對應的複數子放電操作訊號，而對應的開關驅動器1805則根據對應的複數子放電操作訊號產生對應的子驅動訊號G1x’、G1y’與G1z’，用以分別控制第一開關Q5與Q8、Q6與Q9，以及，Q7與Q10，以控制第一電容C1、C2、C3為輪流放電。第二放電操作訊號G2B包括對應的複數子放電操作訊號，而對應的開關驅動器1805則根據對應的複數子放電操作訊號產生對應的子驅動訊號G2x’、G2y’與G2z’，用以分別控制第二開關Q15與Q18、Q16與Q19，以及，Q17與Q20，以控制第二電容C11、C12、C13為輪流放電。

本實施例中，第二延遲時間可對應於第一電容C1、C2、C3輪流放電時各自的起始時點的至少之一，第四延遲時間可對應於第二電容C11、C12、C13輪流放電時各自的起始時點的至少之一。

本發明如上所述提供了一種諧振切換式電源轉換器，其藉由感測多個功率級電路的電流與比較而進行控制，可使具有多個功率級電路之諧振切換式電源轉換器達到電流平衡控制、無需額外的電流感測電阻、可降低湧浪電流且與傳統電源轉換器相比具有較高的效率。

以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之最廣的權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，舉例而言，兩個或以上之實施例可以組合運用，而一實施例中之部分組成亦可用以取代另一實施例中對應之組成部件。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及／或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。

20, 50, 60, 70, 80, 100, 110, 120, 130, 150, 160, 170, 180:諧振切換式電源轉換器 201, 501, 601, 701, 801, 1001, 1101, 1201, 1301, 1501, 1601, 1701, 1801:第一功率級電路 202, 502, 602, 702, 802, 1002, 1102, 1202, 1302, 1502, 1602, 1702, 1802:第二功率級電路 203, 503, 603, 703, 803, 1003, 1103, 1203, 1303, 1503, 1603, 1703:控制器 2031, 8031, 13031:平均電路 2032a, 2032b, 8032a, 8032b, 13032a, 13032b:調整電路 2033a, 2033b, 13033a, 13033b:延遲電路 204, 504, 604, 704, 804, 1004, 1104, 1204, 1304, 1504, 1604, 1704:電流感測電路 2041a, 2041b, 8041a, 8041b, 13041, 13041b:電壓感測電路 2042a, 2042b, 8042a, 8042b, 13042a, 13042b:轉換電路 205, 505, 605, 705, 805, 1005, 1105, 1205, 1305, 1505, 1605, 1705, 1805:開關驅動器 706~709:諧振腔 C1~C3:(第一)電容 C11~C13:第二電容 Co:輸出電容 Cs1, Cs2:電容 DCR1, DCR2:電阻 G1:第一諧振操作訊號 G1A:第一充電操作訊號 G1B:第一放電操作訊號 G2:第二諧振操作訊號 G2A:第二充電操作訊號 G2B:第二放電操作訊號 G3:第三諧振操作訊號 G4:第四諧振操作訊號 G1A’, G1B’, G2A’, G2B’:驅動訊號 G1x’, G1y’, G1z’, G2x’, G2y’ , G2z’:驅動訊號 G1’, G2’, G3’, G4’:驅動訊號 gm:轉導值 I1:第一電流感測訊號 I2:第二電流感測訊號 Iavg:電流平均訊號 IL1:第一電感電流 IL11:第二電感電流 L1:第一(諧振)電感 L11:第二(諧振)電感 L12:第二(放電/諧振)電感 L13:第二(充電)電感 L2:第一(放電/諧振)電感 L3:第一(充電)電感 Q1~Q10:(第一)開關 Q11~Q20:第二開關 Rcs1, Rcs2:電阻 RL:負載電阻 Ta1, Ta2:延遲時間調整訊號 td1:第一延遲時間 td2:第二延遲時間 Va1, Va2:輸入電壓調整訊號 Vin, Vin1, Vin2:輸入電壓 Vout:輸出電壓

圖1係為習知的電源轉換器之示意圖。

圖2係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖3係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器中之控制器及電流感測電路之電路示意圖。

圖4係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之第一功率級電路的相關訊號之訊號波形示意圖。

圖5係根據本發明之另一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖6係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖7係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖8係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖9係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器中之控制器及電流感測電路之電路示意圖。

圖10係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖11係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖12係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖13係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖14係根據本發明之一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器中之控制器及電流感測電路之電路示意圖。

圖15係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖16係根據本發明之再一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖17係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

圖18係根據本發明之又一實施例顯示一諧振切換式電源轉換器之電路示意圖。

130:諧振切換式電源轉換器

1301:第一功率級電路

1302:第二功率級電路

1303:控制器

1304:電流感測電路

1305:開關驅動器

C1~C3:第一電容

C11~C13:第二電容

Co:輸出電容

G1A:第一充電操作訊號

G1B:第一放電操作訊號

G2A:第二充電操作訊號

G2B:第二放電操作訊號

G1A’,G1B’,G2A’,G2B’:驅動訊號

I1:第一電流感測訊號

I2:第二電流感測訊號

IL1:第一電感電流

IL11:第二電感電流

L1:第一電感

L11:第二電感

Q1~Q10:第一開關

Q11~Q20:第二開關

RL:負載電阻

Va1,Va2:輸入電壓調整訊號

Vin1,Vin2:輸入電壓

Vout:輸出電壓

Claims (20)

1. 一種諧振切換式電源轉換器，用以將一或二個輸入電壓轉換為一輸出電壓，該諧振切換式電源轉換器包含： 一第一功率級電路，包括： 複數第一電容； 至少一第一充電電感； 至少一第一放電電感；以及 複數第一開關，用以切換所對應之該複數第一電容、該至少一第一充電電感與該至少一第一放電電感之電連接關係； 一第二功率級電路，包括： 複數第二電容； 至少一第二充電電感； 至少一第二放電電感；以及 複數第二開關，用以切換所對應之該複數第二電容、該至少一第二充電電感與該至少一第二放電電感之電連接關係； 以及 一控制器，用以週期性地於對應的一第一充電程序、一第二充電程序、至少一第一放電程序與至少一第二放電程序中，分別操作對應之該複數第一開關及對應之該複數第二開關； 其中，在該第一充電程序中，控制該複數第一開關的切換，使該複數第一電容與該至少一第一充電電感串聯於該一或二個輸入電壓與該輸出電壓之間，以形成一第一充電路徑； 其中，在該至少一第一放電程序中，控制該複數第一開關的切換，使每一該第一電容與對應之該第一放電電感串聯於該輸出電壓與一接地電位間，而同時形成或輪流形成複數第一放電路徑； 其中，在該第二充電程序中，控制該複數第二開關的切換，使該複數第二電容與該至少一第二充電電感串聯於該一或二個輸入電壓與該輸出電壓之間，以形成一第二充電路徑； 其中，在該至少一第二放電程序中，控制該複數第二開關的切換，使每一該第二電容與對應之該第二放電電感串聯於該輸出電壓與一接地電位間，而同時形成或輪流形成複數第二放電路徑； 其中該控制器更用以根據一第一電流感測訊號及一第二電流感測訊號而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成一固定比例：一第一延遲時間、一第二延遲時間、一第三延遲時間及一第四延遲時間，或者該二個輸入電壓； 其中該第一延遲時間用以延遲該第一充電程序的起始時點，該第二延遲時間用以延遲該至少一第一放電程序的起始時點，該第三延遲時間用以延遲該第二充電程序的起始時點，該第四延遲時間用以延遲該至少一第二放電程序的起始時點； 其中該第一電流感測訊號相關於該至少一第一充電電感及/或該至少一第一放電電感之一第一電感電流，其中該第二電流感測訊號相關於該至少一第二充電電感及/或該至少一第二放電電感之一第二電感電流。
2. 如請求項1所述之諧振切換式電源轉換器，其中該至少一第一充電電感為第一單一個充電電感，該至少一第一放電電感為第一單一個放電電感，該至少一第二充電電感為第二單一個充電電感，該至少一第二放電電感為第二單一個放電電感。
3. 如請求項1所述之諧振切換式電源轉換器，其中該至少一第一充電電感與該至少一第一放電電感為第一單一個相同電感，該至少一第二充電電感與該至少一第二放電電感為第二單一個相同電感。
4. 如請求項1所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器包括至少一電流感測電路，該至少一電流感測電路包括： 至少一電壓感測電路，用以感測該至少一第一充電電感及/或該至少一第一放電電感之兩端的電壓差，而對應產生一第一電壓感測訊號，且用以感測該至少一第二充電電感及/或該至少一第二放電電感之兩端的電壓差，而對應產生一第二電壓感測訊號，其中該第一電壓感測訊號相關於該至少一第一充電電感及/或該至少一第一放電電感之一寄生電阻之跨壓，該第二電壓感測訊號相關於該至少一第二充電電感及/或該至少一第二放電電感之一寄生電阻之跨壓；以及 至少一轉換電路，用以根據該第一電壓感測訊號及該第二電壓感測訊號分別對應產生該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號。
5. 如請求項1所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器更包括： 一平均電路，用以對該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號取平均值，而產生一電流平均訊號；以及 至少一調整電路，用以比較該電流平均訊號與該第一電流感測訊號，及/或比較該電流平均訊號與該第二電流感測訊號，而產生一調整訊號，而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例：該第一延遲時間、該第二延遲時間、該第三延遲時間及該第四延遲時間，或者該二個輸入電壓。
6. 如請求項5所述之諧振切換式電源轉換器，其中該固定比例為1:1。
7. 如請求項5所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器更包括： 至少一延遲電路，用以根據該調整訊號而產生該第一延遲時間、該第二延遲時間、該第三延遲時間及/或該第四延遲時間，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例。
8. 如請求項5所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例： 當該第一電流感測訊號大於該電流平均訊號時，延長該第一延遲時間及/或該第二延遲時間； 當該第一電流感測訊號小於該電流平均訊號時，縮短該第一延遲時間及/或該第二延遲時間； 當該第二電流感測訊號大於該電流平均訊號時，延長該第三延遲時間及/或該第四延遲時間； 及/或 當該第二電流感測訊號小於該電流平均訊號時，縮短該第三延遲時間及/或該第四延遲時間。
9. 如請求項5所述之諧振切換式電源轉換器，其中該二個輸入電壓包含一第一輸入電壓及一第二輸入電壓，分別對應於該第一功率級電路與該第二功率級電路，其中該控制器調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例： 當該第一電流感測訊號大於該電流平均訊號時，減小該第一輸入電壓； 當該第一電流感測訊號小於該電流平均訊號時，增加該第一輸入電壓； 當該第二電流感測訊號大於該電流平均訊號時，減小該第二輸入電壓；及/或 當該第二電流感測訊號小於該電流平均訊號時，增加該第二輸入電壓。
10. 如請求項9所述之諧振切換式電源轉換器，其中，該第一功率級電路與該第二功率級電路彼此交錯地進行對應的充電與放電之程序。
11. 如請求項1所述之諧振切換式電源轉換器，其中該諧振切換式電源轉換器為雙向諧振切換式電源轉換器。
12. 如請求項1所述之諧振切換式電源轉換器，其中該諧振切換式電源轉換器之該一或二個輸入電壓與該輸出電壓之電壓轉換比率為4:1、3:1或2:1。
13. 一種諧振切換式電源轉換器，用以將一或二個輸入電壓轉換為一輸出電壓，該諧振切換式電源轉換器包含： 一第一功率級電路，包括： 至少一第一諧振腔，該第一諧振腔具有彼此串聯之一第一諧振電容與一第一諧振電感； 至少一第一非諧振電容；以及 複數第一開關，耦接於該至少一第一諧振腔及該至少一第一非諧振電容，用以切換所對應之該第一諧振腔與該至少一第一非諧振電容之電連接關係，其中於一第一諧振程序中，對所對應之該第一諧振腔進行諧振充電，其中於一第二諧振程序中，對所對應之該第一諧振腔進行諧振放電，其中該第一非諧振電容之跨壓維持與該一或二個輸入電壓成一固定比例； 一第二功率級電路，包含： 至少一第二諧振腔，該第二諧振腔具有彼此串聯之一第二諧振電容與一第二諧振電感； 至少一第二非諧振電容； 複數第二開關，耦接於該至少一第二諧振腔及該至少一第二非諧振電容，用以切換所對應之該第二諧振腔與該至少一第二非諧振電容之電連接關係，其中於一第三諧振程序中，對所對應之該第二諧振腔進行諧振充電，其中於一第四諧振程序中，對所對應之該第二諧振腔進行諧振放電，其中該第二非諧振電容之跨壓維持與該一或二個輸入電壓成一固定比例；以及 一控制器，用以週期性地於對應的該第一諧振程序、該第二諧振程序、該第三諧振程序與該第四諧振程序中，分別操作對應之該複數第一開關及對應之該複數第二開關，以進行對應的諧振充電與諧振放電； 其中該控制器更用以根據一第一電流感測訊號及一第二電流感測訊號而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成一固定比例：一第一延遲時間、一第二延遲時間、一第三延遲時間及一第四延遲時間，或者該二個輸入電壓； 其中該第一延遲時間用以延遲該第一諧振程序的起始時點，該第二延遲時間用以延遲該第二諧振程序的起始時點，該第三延遲時間用以延遲該第三諧振程序的起始時點，該第四延遲時間用以延遲該第四諧振程序的起始時點； 其中該第一電流感測訊號相關於該第一諧振電感之一第一電感電流，其中該第二電流感測訊號相關於該第二諧振電感之一第二電感電流。
14. 如請求項13所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器包括至少一電流感測電路，該至少一電流感測電路包括： 至少一電壓感測電路，用以感測該第一諧振電感之兩端的電壓差，而對應產生一第一電壓感測訊號，且用以感測該第二諧振電感之兩端的電壓差，而對應產生一第二電壓感測訊號，其中該第一電壓感測訊號相關於該至少一第一諧振電感之一寄生電阻之跨壓，該第二電壓感測訊號相關於該至少一第二諧振電感之一寄生電阻之跨壓；以及 至少一轉換電路，用以根據該第一電壓感測訊號及該第二電壓感測訊號分別對應產生該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號。
15. 如請求項13所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器更包括： 一平均電路，用以對該第一電流感測訊號及該第二電流感測訊號取平均值，而產生一電流平均訊號；以及 至少一調整電路，用以比較該電流平均訊號與該第一電流感測訊號，及/或比較該電流平均訊號與該第二電流感測訊號，而產生一調整訊號，而調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例：該第一延遲時間、該第二延遲時間、該第三延遲時間及該第四延遲時間，或者該二個輸入電壓。
16. 如請求項15所述之諧振切換式電源轉換器，其中該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流之該固定比例為1:1。
17. 如請求項15所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器更包括： 至少一延遲電路，用以根據該調整訊號而產生該第一延遲時間、該第二延遲時間、該第三延遲時間及/或該第四延遲時間，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例。
18. 如請求項15所述之諧振切換式電源轉換器，其中該控制器調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例： 當該第一電流感測訊號大於該電流平均訊號時，延長該第一延遲時間及/或該第二延遲時間； 當該第一電流感測訊號小於該電流平均訊號時，縮短該第一延遲時間及/或該第二延遲時間； 當該第二電流感測訊號大於該電流平均訊號時，延長該第三延遲時間及/或該第四延遲時間； 及/或 當該第二電流感測訊號小於該電流平均訊號時，縮短該第三延遲時間及/或該第四延遲時間。
19. 如請求項15所述之諧振切換式電源轉換器，其中該二個輸入電壓包含一第一輸入電壓及一第二輸入電壓，分別對應於該第一功率級電路與該第二功率級電路，其中該控制器調整下列至少一者，以使該第一功率級電路之輸出電流與該第二功率級電路之輸出電流成該固定比例： 當該第一電流感測訊號大於該電流平均訊號時，減小該第一輸入電壓； 當該第一電流感測訊號小於該電流平均訊號時，增加該第一輸入電壓； 當該第二電流感測訊號大於該電流平均訊號時，減小該第二輸入電壓；及/或 當該第二電流感測訊號小於該電流平均訊號時，增加該第二輸入電壓。
20. 如請求項19所述之諧振切換式電源轉換器，其中，該第一功率級電路與該第二功率級電路彼此交錯地進行對應的諧振充電與諧振放電之程序。

Images