TW202616632A - Ac-ac轉換器及電源供應系統 - Google Patents

Abstract

本案提供一種AC-AC轉換器及電源供應系統。本案的AC-AC轉換器包括具有兩個子端子的第一交流端子、具有三個子端子的第二交流端子以及具有兩個開關組件的第一橋臂。AC-AC轉換器於二線及三線之間接收並轉換輸入電能。兩個開關組件啟動並且實現雙向電能流動。兩個開關組件作為電壓電源運作以同時支援平衡與不平衡負載，也同時支援有功功率與無功功率。此外，本案的AC-AC轉換器具有降低重量、體積及成本的優點，且提升轉換效率。

Description

AC-AC轉換器及電源供應系統

本案係關於一種轉換器，尤指一種AC-AC轉換器及電源供應系統。

某些電源提供二線式交流電。當該電源需要以三線式連接交流電網時，通常需要透過AC-AC轉換器將二線式交流電轉換為三線式交流電。舉例來說，電動車的電池透過雙向充電器進行供電，而雙向充電器的輸出為二線式交流電。兩個導線之間的電壓為240 V。為了連接三線式的家用交流電網，雙向充電器的交流電需要透過AC-AC轉換器將轉換為家用交流電網適用的輸出交流電。習知的AC-AC轉換器為60 Hz的變壓器。然而，60 Hz的變壓器具有大體積、大重量及高成本的缺點。

因此，需要提供一種AC-AC轉換器及電源供應系統，以克服前述缺點。

本案提供一種AC-AC轉換器及電源供應系統。本案的AC-AC轉換器包括具有兩個子端子的第一交流端子、具有三個子端子的第二交流端子以及具有兩個開關組件的第一橋臂。AC-AC轉換器於二線及三線之間接收並轉換輸入電能。兩個開關組件啟動而實現雙向電能流動。兩個開關組件作為電壓電源運作以同時支援平衡與不平衡負載，也同時支援有功功率與無功功率。此外，本案的AC-AC轉換器具有降低重量、體積及成本的優點，且提升轉換效率。

根據本案之構想，本案提供一種AC-AC轉換器。AC-AC轉換器包括第一交流端子、第二交流端子、第一橋臂、第二橋臂以及至少一電感器。第一交流端子架構於接收輸入電能，且包括第一子端子以及第二子端子。第二交流端子包括第三子端子、第四子端子以及第五子端子。第三子端子連接第一子端子。第五子端子連接第二子端子。第一橋臂連接於第一子端子以及第二子端子之間，且包括第一開關組件以及第二開關組件。第一開關組件以及第二開關組件之間形成連接節點。前述連接節點連接第四子端子。第二橋臂包括至少一電容器。至少一電容器連接第四子端子。至少一電感器的一端連接第一開關組件以及第二開關組件中的至少一者。至少一電感器的另一端連接第三子端子、第四子端子以及第五子端子中的至少一者。第三子端子以及第四子端子之間形成第一輸出電能。第四子端子以及第五子端子之間形成第二輸出電能。

根據本案之另一構想，本案提供一種電源供應系統。電源供應系統包括交流電源、負載以及AC-AC轉換器。交流電源提供輸入電能，且包括兩個第一導線。負載接收主輸出電能，且包括三個第二導線。AC-AC轉換器連接於交流電源以及負載之間，將交流電源的輸入電能轉換為負載的主輸出電能。AC-AC轉換器包括第一交流端子、第二交流端子、第一橋臂、第二橋臂以及至少一電感器。第一交流端子架構於接收輸入電能，且包括第一子端子以及第二子端子。第一子端子以及第二子端子分別連接交流電源的兩個第一導線。第二交流端子包括第三子端子、第四子端子以及第五子端子。第三子端子連接第一子端子。第五子端子連接第二子端子。第三子端子、第四子端子以及第五子端子分別連接負載的三個第二導線。第三子端子以及第四子端子之間形成第一輸出電能，第四子端子以及第五子端子之間形成第二輸出電能。第一輸出電能以及第二輸出電能共同形成主輸出電能。第一橋臂連接於第一子端子以及第二子端子之間，且包括第一開關組件以及第二開關組件。第一開關組件以及第二開關組件之間形成連接節點。前述連接節點連接第四子端子。第二橋臂包括至少一電容器。至少一電容器連接第四子端子。至少一電感器的一端連接第一開關組件以及第二開關組件中的至少一者。至少一電感器的另一端連接第三子端子、第四子端子以及第五子端子中的至少一者。

於參閱下述詳細說明及附圖後，本案上述揭露內容對本技術領域中具通常知識者而言將更為明瞭。

以下將參照下列實施例，對本案作更具體之說明。需注意的是，下列對本案實施例之描述僅供說明與舉例之用，非為窮盡揭示，亦不限於所揭示之特定形式。

第1圖為本案第一實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。第2圖為第1圖之AC-AC轉換器一實施例之輸入電能與開關操作之波形圖。於本實施例中，AC-AC轉換器1連接於交流電源以及負載之間，以將交流電源的輸入電能轉換為負載的主輸出電能。以下將詳細敘述AC-AC轉換器1的連接關係以及轉換方式。如第1圖所示，AC-AC轉換器1包括第一交流端子2、第二交流端子3、第一橋臂4、第二橋臂5以及第一電感器L1。

第一交流端子2連接交流電源以接收輸入電能。第一交流端子2包括第一子端子21以及第二子端子22。第一交流端子2透過第一子端子21以及第二子端子22連接交流電源。於本實施例中，輸入電能的電壓為240 V。

第二交流端子3連接負載以提供主輸出電能。第二交流端子3包括第三子端子31、第四子端子32以及第五子端子33。第二交流端子3的第三子端子31連接第一交流端子2的第一子端子21。第二交流端子3的第四子端子32為中性端子且可接地。第二交流端子3的第五子端子33連接第一交流端子2的第二子端子22。第二交流端子3的第三子端子31以及第四子端子32之間形成主輸出電能的第一輸出電能。第二交流端子3的第四子端子32以及第五子端子33之間形成主輸出電能的第二輸出電能。第二交流端子3的第三子端子31以及第五子端子33之間形成主輸出電能的第三輸出電能。於本實施例中，第一輸出電能以及第二輸出電能分別為輸入電能的一半，例如為120 V，第三輸出電能與輸入電能相同。於本實施例中，第一輸出電能以及第二輸出電能可以為任意數值，且第一輸出電能以及第二輸出電能之和為240 V。

第一橋臂4連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二子端子22之間。第一橋臂4包括第一開關組件41以及第二開關組件42。第一開關組件41以及第二開關組件42之間形成連接節點A。於本實施例中，第一開關組件41包括第一開關S1以及第二開關S2。第一開關S1與第二開關S2串聯而形成雙向交流開關。第一開關S1連接第一交流端子2的第一子端子21。第二開關S2與連接節點A連接。第二開關組件42包括第三開關S3以及第四開關S4。第三開關S3與第四開關S4串聯而形成雙向交流開關。第三開關S3與連接節點A連接。第四開關S4連接第一交流端子2的第二子端子22。

第二橋臂5與第一橋臂4並聯連接。於本實施例中，第二橋臂5包括第一電容器C1以及第二電容器C2。第一電容器C1與第二電容器C2串聯連接。第一電容器C1連接於第二交流端子3的第三子端子31以及第四子端子32之間。第二電容器C2連接於第二交流端子3的第四子端子32以及第五子端子33之間。

第一電感器L1的一端連接第一開關組件41以及第二開關組件42之間的連接節點A。第一電感器L1的另一端連接第二交流端子3的第四子端子32。

本案之一實施例的AC-AC轉換器1包括一控制器，控制器架構於提供一第一訊號用於控制第一開關組件41之第一開關S1，一第二訊號用於控制第一開關組件41之第二開關S2，一第三訊號用於控制第二開關組件42之第三開關S3，以及一第四訊號用於控制第二開關組件42之第四開關S4。

在本案之一實施例中，控制第一開關S1的第一訊號、控制第二開關S2的第二訊號、控制第三開關S3之第三訊號，以及控制第四開關S4之第四訊號分別包含但不限於驅動第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4的驅動訊號。

如第2圖所示，在本實施例中依序顯示輸入電能、第一開關組件41之第一開關S1的操作、第一開關組件41之第二開關S2的操作、第二開關組件42之第三開關S3的操作、第二開關組件42之第四開關S4的操作以及過零訊號ZC。第一訊號控制第一開關S1。第二訊號控制第二開關S2。第三訊號控制第三開關S3。第四訊號控制第四開關S4。於正半週期期間，第一訊號與第三訊號互補，第二訊號與第四訊號為正。於負半週期期間，第二訊號與第四訊號互補，第一訊號與第三訊號為正。換言之，於輸入電能的正半週期期間，交錯的高頻開關訊號控制第一開關S1以及第三開關S3。兩個開關S1及S3之間具有不重疊的死區時間（dead time）。於本實施例中，於正半週期期間，第二開關S2以及第四開關S4維持導通狀態。反之，於輸入電能的負半週期期間，交錯的高頻開關訊號控制第二開關S2以及第四開關S4。兩個開關S2及S4之間具有不重疊的死區時間（dead time）。於正半週期期間，過零訊號ZC為正。於負半週期期間，過零訊號ZC為負。於本實施例中，於負半週期期間，第一開關S1以及第三開關S3維持導通狀態。於一些實施例中，由於第二開關S2以及第四開關S4為導通狀態，第一開關S1可於第三開關S3導通前關斷。因此，電流將依據電流方向流經第一開關S1的二極體或第三開關S3的二極體，藉此降低AC-AC轉換器1的過電壓應力。

於一些實施例中，第一開關S1和第三開關S3之間的其中一個開關的占空比小於50%，另一開關的占空比大於50%，且第一開關S1和第三開關S3互補工作。第一開關S1的占空比和第三開關S3的占空比的總和為100%。於一些實施例中，第二開關S2和第四開關S4之間其中一個開關的占空比小於50%，另一開關的占空比大於50%，且第二開關S2和第四開關S4互補工作。第二開關S2的占空比和第四開關S4的占空比的總和為100%。

由上可知，本案之AC-AC轉換器1包括具有兩個子端子21、22的第一交流端子2、具有三個子端子31、32、33的第二交流端子3以及具有兩個開關組件41、42的第一橋臂4。AC-AC轉換器1於二線及三線之間接收並轉換輸入電能。兩個開關組件41、42啟動而實現雙向功率流動。兩個開關組件41、42作為電壓電源運作以同時支援平衡與不平衡負載，也同時支援有功功率與無功功率。此外，本案的AC-AC轉換器1具有降低重量、體積及成本的優點，且提升轉換效率。

於一些實施例中，開關的操作方式可依據實際應用需求而調整。第3圖為第1圖之AC-AC轉換器另一實施例之輸入電能與開關操作波形圖。如第3圖所示，第一訊號控制 及/或 驅動第一開關S1以及第二開關S2。第二訊號控制 及/或 驅動第三開關S3以及第四開關S4。第一訊號與第二訊號互補。

第4圖為本案第二實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第4圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1a的第一開關組件41中，第一開關S1的閘極以及第二開關S2的閘極彼此連接而形成第一雙向開關。本實施例AC-AC轉換器1a之第二開關組件42中，第三開關S3的閘極以及第四開關S4的閘極彼此連接而形成第二雙向開關。於本實施例中，第一開關組件41的第一開關S1以及第二開關S2，以及第二開關組件42的第三開關S3以及第四開關S4係依據第3圖所示之操作波形而控制。

第5圖為本案第三實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第5圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1b之第二橋臂5包括第一電容器C1。第一電容器C1連接於第二交流端子3的第三子端子31以及第四子端子32之間。應強調的是，本案並不限於此實施例。

第6圖為本案第四實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第6圖所示，本實施例AC-AC轉換器1c之第二橋臂5包括第二電容器C2。第二電容器C2連接於第二交流端子3的第四子端子32以及第五子端子33之間。應強調的是，本案並不限於此實施例。

第7圖為本案第五實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第7圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1d包括輸入電容器Cin。輸入電容器Cin與第一橋臂4並聯連接。輸入電容器Cin架構於過濾高頻切換噪聲。

第8圖為本案第六實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第6圖之AC-AC轉換器1c，如第8圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1e更包括輸入電容器Cin。輸入電容器Cin與第一橋臂4並聯連接。輸入電容器Cin架構於過濾高頻切換噪聲。

第9圖為本案第七實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1之第一電感器L1，如第9圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1f之第一電感器L1連接於第二開關組件42的一端以及第二交流端子3的第五子端子33之間，且連接於第一交流端子2的第二子端子22以及第二交流端子3之第五子端子33之間。

第10圖為本案第八實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1之第一電感器L1，如第10圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1g之第一電感器L1連接於第一開關組件41的一端以及第二交流端子3的第三子端子31之間，且連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二交流端子3之第三子端子31之間。

第11圖為本案第九實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第11圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1h更包括第二電感器L2。第二電感器L2連接於第二開關組件42的一端以及第二交流端子3的第五子端子33之間，且連接於第一交流端子2的第二子端子22以及第二交流端子3之第五子端子33之間。

第12圖為本案第十實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第12圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1i之第一電感器L1連接於第一開關組件41的一端以及第二交流端子3的第三子端子31之間，且連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二交流端子3之第三子端子31之間。本實施例之AC-AC轉換器1i更包括第二電感器L2。第二電感器L2連接於第二開關組件42的一端以及第二交流端子3的第五子端子33之間，且連接於第一交流端子2的第二子端子22以及第二交流端子3之第五子端子33之間。

第13圖為本案第十一實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第13圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1j更包括第二電感器L2以及第三電感器L3。第二電感器L2連接於第二開關組件42的一端以及第二交流端子3的第五子端子33之間，且連接於第一交流端子2的第二子端子22以及第二交流端子3之第五子端子33之間。第三電感器L3連接於第一開關組件41的一端以及第二交流端子3的第三子端子31之間，且連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二交流端子3之第三子端子31之間。

於一些實施例中，第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3以及第四開關S4可由任意形式的開關所形成。如第14A至第14I圖所示，同一開關組件中的兩個開關可為雙向開關、兩個單向開關、並聯開關、串聯開關、雙側開關、交流開關或四象限開關。

第15圖為本案第十二實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第15圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1k更包括第一濾波器61、第二濾波器62、第一保護裝置63以及第二保護裝置64。第一濾波器61以及第二濾波器62架構於抑制傳導及輻射電磁干擾，以符合EMC標準。第一濾波器61連接第一交流端子2的第一子端子21以及第二子端子22。如第16A圖至第16G圖所示，第一濾波器61為電感器以及電容器的多種組合。第二濾波器62連接第二交流端子3的第三子端子31、第四子端子32及第五子端子33。如第17A圖至第17D圖所示，第二濾波器62為電感器以及電容器的多種組合。第一保護裝置63連接於第一交流端子2以及第一濾波器61之間。第二保護裝置64連接於第二交流端子3以及第二濾波器62之間。於一些實施例中，第一保護裝置63以及第二保護裝置64可為任意突波及過壓保護裝置，例如保險絲、開關、預充電器或突波保護器（SPD）。

第18圖為本案第十三實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。於本實施例中，AC-AC轉換器1m為從第一交流端子2到第二交流端子3的單向轉換器。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第18圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1m更包括輸入電容器Cin、第二濾波器62、第一繼電器71、第一電流感測器72、第二繼電器73、第二電流感測器74、第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R12。輸入電容器Cin與第一橋臂4並聯連接，且連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二子端子22之間。第二濾波器62連接第二交流端子3的第三子端子31、第四子端子32以及第五子端子33。第二濾波器62為電感器以及電容器的多種組合。舉例而言，第二濾波器62可為共模電感。第一繼電器71與第一電流感測器72串聯連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二濾波器62的一端之間，以提供過載保護控制。第二繼電器73與第二電流感測器74串聯連接於第一交流端子2的第二子端子22以及第二濾波器62另一端之間，以提供過載保護控制。第一電阻R1連接於第二交流端子3的第三子端子31以及第四子端子32之間。第二電阻R2連接於第二交流端子3的第四子端子32以及第五子端子33之間。第三電阻R12連接於第二交流端子3的第三子端子31以及第五子端子33之間。第三子端子31之電壓減去第四子端子32之電壓為第一電阻R1之電壓。第五子端子33之電壓減去第四子端子32之電壓為第二電阻R2之電壓。於本實施例中，AC-AC轉換器1m的電流滿足下列方程式：

代表第一交流端子2的電流。代表第一電阻R1的電流。代表第二電阻R2的電流。代表第三電阻R12的電流。

於本實施例中，選擇具備較強電流耐受性的元件。此外，由於本實施例的AC-AC轉換器1m為從第一交流端子2到第二交流端子3的單向轉換器，施加240V的輸入電能後，第一繼電器71以及第二繼電器73形成通路，以對第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R12供應分相電壓。因此，本實施例之AC-AC轉換器1m無法完全取代一般佈線應用中的自耦變壓器，其使用條件受到相對應的限制。

第19圖為本案第十四實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。於本實施例中，AC-AC轉換器1n為從第二交流端子3到第一交流端子2的單向轉換器。相較於第1圖之AC-AC轉換器1，如第19圖所示，本實施例之AC-AC轉換器1n更包括輸入電容器Cin、第二濾波器62、第一繼電器71、第一電流感測器72、第二繼電器73、第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R12。輸入電容器Cin與第一橋臂4並聯連接，且連接於第一交流端子2的第一子端子21以及第二子端子22之間。第二濾波器62連接第二交流端子3的第三子端子31、第四子端子32以及第五子端子33。第二濾波器62為電感器以及電容器的多種組合。舉例而言，第二濾波器62可為變壓器。第一繼電器71連接於第二濾波器62的一端以及第二交流端子3的第三子端子31之間。第二繼電器73連接於第二濾波器62的另一端以及第二交流端子3的第五子端子33之間。第一電流感測器72連接於第二橋臂5的中央節點以及第二濾波器62的中央節點之間。第一電阻R1連接於第二交流端子3的第三子端子31以及第四子端子32之間。第二電阻R2連接於第二交流端子3的第四子端子32以及第五子端子33之間。第三電阻R12連接於第二交流端子3的第三子端子31以及第五子端子33之間。於本實施例中，AC-AC轉換器1n的電流滿足下列方程式：

代表第二交流端子3的電流。代表第一電阻R1的電流。代表第二電阻R2的電流。

在第一繼電器71以及第二繼電器73形成斷路前，第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3以及第四開關S4會透過檢測及控制而啟動。當第一繼電器71以及第二繼電器73接收240V的輸入電能時，第一電阻R1以及第二電阻R2的120 V的分相電壓會立刻調整並同時供應至家用分相負載。本實施例之AC-AC轉換器1n完全取代一般佈線應用中的自耦變壓器。此外，本實施例之電路元件可承載第一電阻R1以及第二電阻R2的電流，亦即，且第三電阻R12的電流不會流入元件。因此，可大幅降低元件的電流耐受需求。

第20圖為本案之電源供應系統之電路示意圖。如第20圖所示，本實施例之電源供應系統9包括第一交流電源91、複數個第二交流電源92、負載93、第一AC-AC轉換器11以及第二AC-AC轉換器12。第一交流電源91為電網，且包括提供輸入電能的兩個導線。複數個第二交流電源92為電動車雙向車載充電器及電動車供電設備的組合、太陽能板及光伏逆變器的組合或其他再生能源。負載93為家用電器，且包括接收主要輸出電能的三個導線。第一AC-AC轉換器11連接於第一交流電源91以及負載93之間。第二AC-AC轉換器12的一端連接複數個第二交流電源92，第二AC-AC轉換器12的另一端連接負載93。於一實施例中，當第一交流電源91運作時，第一AC-AC轉換器11將第一交流電源91的輸入電能轉換為主輸出電能。當第一交流電源91故障時，複數個第二交流電源92中之至少一者對第二AC-AC轉換器12提供輸入電能，第二AC-AC轉換器12將來自複數個第二交流電源92中之至少一者的輸入電能轉換為主輸出電能。電源切換透過微電網互聯裝置、自動轉接開關或任意切換控制電路進行控制。

於一些實施例中，訊號產生裝置係產生驅動第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3以及第四開關S4的訊號。第21圖為本案一實施例之電源供應系統之訊號產生裝置之電路示意圖。如第21圖所示，訊號產生裝置8設置於AC-AC轉換器1中。訊號產生裝置8包括檢測電路81以及訊號產生器82。檢測電路81接收第一交流電源91或第二交流電源92所輸入，交流電壓為240 V的輸入電能，並轉換為與交流電壓同相的過零訊號。檢測電路81至少包括比較器、複數個電阻以及複數個電容器。訊號產生器82根據過零訊號對第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4產生複數個控制訊號。於本實施例中，AC-AC轉換器1與第一交流電源91（或第二交流電源92）透過導線連接，以傳輸交流電壓為240 V的輸入電能。

第22圖為本案另一實施例之電源供應系統之訊號產生裝置之電路示意圖。如第22圖所示，訊號產生裝置8設置於第一交流電源91（或第二交流電源92）以及AC-AC轉換器1中。訊號產生裝置8包括檢測電路81、訊號產生器82以及微控制器單元（MCU）83。檢測電路81以及微控制器單元83設置於第一交流電源91（或第二交流電源92）中。檢測電路81接收交流電壓為240 V的輸入電能，並轉換為與交流電壓同相的過零訊號。檢測電路81至少包括比較器、複數個電阻以及複數個電容器。微控制器單元83接收過零訊號並轉換為數位訊號。訊號產生器82設置於AC-AC轉換器1中。訊號產生器82根據數位訊號對第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3及第四開關S4產生複數個控制訊號。於本實施例中，AC-AC轉換器1以及第一交流電源91（或第二交流電源92）以導線連接，以傳輸數位訊號。導線需為低電壓振幅（例如5V或3.3V）以因應絕緣耐壓考量。

如上所述，本案提供一種AC-AC轉換器及電源供應系統。本案的AC-AC轉換器包括具有兩個子端子的第一交流端子、具有三個子端子的第二交流端子以及具有兩個開關組件的第一橋臂。AC-AC轉換器於二線及三線之間接收並轉換輸入電能。兩個開關組件啟動而實現雙向電能流動。兩個開關組件作為電壓電源運作以同時支援平衡與不平衡負載，也同時支援有功功率與無功功率。此外，本案的AC-AC轉換器具有降低重量、體積及成本的優點，且提升轉換效率。

雖然本案已依目前認為實用且可行之實施例加以說明，然而本案並不限於所揭示之實施例。相反地，凡落於所附申請專利範圍及其精神內之各種變形、修改或相似結構，均屬本案之涵蓋範圍，且應以最寬廣之解釋予以涵蓋。

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1m、1n:AC-AC轉換器 11:第一AC-AC轉換器 12:第二AC-AC轉換器 2:第一交流端子 21:第一子端子 22:第二子端子 3:第二交流端子 31:第三子端子 32:第四子端子 33:第五子端子 4:第一橋臂 41:第一開關組件 42:第二開關組件 5:第二橋臂 61:第一濾波器 62:第二濾波器 63:第一保護裝置 64:第二保護裝置 71:第一繼電器 72:第一電流感測器 73:第二繼電器 74:第二電流感測器 8:訊號產生裝置 81:檢測電路 82:訊號產生器 83:微控制器單元 9:電源供應系統 91:第一交流電源 92:第二交流電源 93:負載 C1:第一電容器 C2:第二電容器 Cin:輸入電容器 L1:第一電感器 L2:第二電感器 L3:第三電感器 R1:第一電阻 R2:第二電阻 R12:第三電阻 S1:第一開關 S2:第二開關 S3:第三開關 S4:第四開關 A:連接節點 ZC:過零訊號

第1圖為本案第一實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第2圖為第1圖之AC-AC轉換器一實施例之輸入電能與開關操作之波形圖。

第3圖為第1圖之AC-AC轉換器另一實施例之輸入電能與開關操作之波形圖。

第4圖為本案第二實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第5圖為本案第三實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第6圖為本案第四實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第7圖為本案第五實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第8圖為本案第六實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第9圖為本案第七實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第10圖為本案第八實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第11圖為本案第九實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第12圖為本案第十實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第13圖為本案第十一實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第14A圖至第14I圖為本案AC-AC轉換器之開關之電路示意圖。

第15圖為本案第十二實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第16A圖至第16G圖為本案AC-AC轉換器之第一濾波器之電路示意圖。

第17A圖至第17D圖為本案AC-AC轉換器之第二濾波器之電路示意圖。

第18圖為本案第十三實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第19圖為本案第十四實施例之AC-AC轉換器之電路示意圖。

第20圖為本案之電源供應系統之電路示意圖。

第21圖為本案一實施例之電源供應系統之訊號產生裝置之電路示意圖。

第22圖為本案另一實施例之電源供應系統之訊號產生裝置之電路示意圖。

1:AC-AC轉換器

2:第一交流端子

21:第一子端子

22:第二子端子

3:第二交流端子

31:第三子端子

32:第四子端子

33:第五子端子

4:第一橋臂

41:第一開關組件

42:第二開關組件

5:第二橋臂

C1:第一電容器

C2:第二電容器

L1:第一電感器

S1:第一開關

S2:第二開關

S3:第三開關

S4:第四開關

A:連接節點

Claims (16)

1. 一種AC-AC轉換器，包括： 一第一交流端子，架構於接收一輸入電能，且包括一第一子端子以及一第二子端子； 一第二交流端子，包括一第三子端子、一第四子端子以及一第五子端子，其中該第三子端子連接該第一子端子，該第五子端子連接該第二子端子； 一第一橋臂，連接於該第一子端子以及該第二子端子之間，且包括一第一開關組件以及一第二開關組件，其中該第一開關組件以及該第二開關組件之間形成一連接節點，且該連接節點連接該第四子端子； 一第二橋臂，包括至少一電容器，該至少一電容器連接該第四子端子；以及 至少一電感器，其中該至少一電感器的一端連接該第一開關組件以及該第二開關組件中的至少一者，該至少一電感器的另一端連接該第三子端子、該第四子端子以及該第五子端子中的至少一者, 其中，該第三子端子以及該第四子端子之間形成一第一輸出電能，且該第四子端子以及該第五子端子之間形成一第二輸出電能。
2. 如請求項1所述的AC-AC轉換器，其中該至少一電容器包括一單一電容器，該單一電容器連接於該第三子端子以及該第四子端子之間，或連接於該第四子端子以及該第五子端子之間。
3. 如請求項2所述的AC-AC轉換器，其中該至少一電容器連接於該連接節點以及該第四子端子之間。
4. 如請求項1所述的AC-AC轉換器，其中該至少一電容器包括兩個電容器，該兩個電容器中之一者連接於該第三子端子以及該第四子端子之間，該兩個電容器中之另一者連接於該第四子端子以及該第五子端子之間。
5. 如請求項4所述的AC-AC轉換器，其中該至少一電感器連接於該連接節點以及該第四子端子之間，連接於該第一開關組件之一端以及該第三子端子之間，及/或連接於該第二開關組件之一端以及該第五子端子之間。
6. 如請求項1所述的AC-AC轉換器，其中該第一開關組件包括串聯連接的一第一開關以及一第二開關，該第二開關組件包括串聯連接的一第三開關以及一第四開關。
7. 如請求項6所述的AC-AC轉換器，更包括一控制器，該控制器架構於提供一第一訊號用於控制該第一開關，一第二訊號用於控制該第二開關，一第三訊號用於控制該第三開關，以及一第四訊號用於控制該第四開關，其中於一正半週期期間，該第一訊號與該第三訊號互補，該第二訊號與該第四訊號為正，於一負半週期期間，該第二訊號與該第四訊號互補，該第一訊號與該第三訊號為正。
8. 如請求項6所述的AC-AC轉換器，更包括一控制器，該控制器架構於提供一第一訊號控制該第一開關以及該第二開關以及一第二訊號控制該第三開關以及該第四開關，其中該第一訊號與該第二訊號互補。
9. 如請求項6所述的AC-AC轉換器，其中該第一開關的一閘極與該第二開關的一閘極彼此連接，形成一第一雙向開關，且該第三開關的一閘極與該第四開關的一閘極彼此連接，形成一第二雙向開關。
10. 如請求項9所述的AC-AC轉換器，更包括一控制器，該控制器架構於提供一第一訊號控制該第一開關，一第二訊號控制該第二開關，一第三訊號控制該第三開關，一第四訊號控制該第四開關，其中於一正半週期期間，該第一訊號與該第三訊號互補，該第二訊號與該第四訊號為正，於一負半週期期間，該第二訊號與該第四訊號互補，該第一訊號與該第三訊號為正。
11. 如請求項1所述的AC-AC轉換器，其中該第一輸出電能以及該第二輸出電能分別為該輸入電能的一半。
12. 如請求項1所述的AC-AC轉換器，其中該AC-AC轉換器包括一第一濾波器以及一第二濾波器，該第一濾波器連接該第一交流端子的該第一子端子以及該第二子端子，以及該第二濾波器連接該第二交流端子的該第三子端子、該第四子端子以及該第五子端子。
13. 如請求項12所述的AC-AC轉換器，其中該AC-AC轉換器包括一第一保護裝置以及一第二保護裝置，該第一保護裝置連接於該第一交流端子以及該第一濾波器之間，該第二保護裝置連接於該第二交流端子以及該第二濾波器之間。
14. 如請求項1所述的AC-AC轉換器，其中該第三子端子以及該第五子端子之間形成一第三輸出電能。
15. 一種電源供應系統，包括： 一交流電源，提供一輸入電能，且包括兩個第一導線； 一負載，接收一主輸出電能，且包括三個第二導線；以及 一AC-AC轉換器，連接於該交流電源以及該負載之間，將該交流電源的該輸入電能轉換為該負載的該主輸出電能，且包括： 一第一交流端子，架構於接收該輸入電能，且包括一第一子端子以及一第二子端子，其中該第一子端子以及該第二子端子分別連接該交流電源的該兩個第一導線； 一第二交流端子，包括一第三子端子、一第四子端子以及一第五子端子，其中該第三子端子連接該第一子端子，該第五子端子連接該第二子端子，該第三子端子、該第四子端子以及該第五子端子分別連接該負載的該三個第二導線，該第三子端子以及該第四子端子之間形成一第一輸出電能，該第四子端子以及該第五子端子之間形成一第二輸出電能，且該第一輸出電能以及該第二輸出電能共同形成該主輸出電能； 一第一橋臂，連接於該第一子端子以及該第二子端子之間，且包括一第一開關組件以及一第二開關組件，其中該第一開關組件以及該第二開關組件之間形成一連接節點，且該連接節點連接該第四子端子； 一第二橋臂，包括至少一電容器，該至少一電容器連接該第四子端子；以及 至少一電感器，其中該至少一電感器的一端連接該第一開關組件以及該第二開關組件中的至少一者，且該至少一電感器的另一端連接該第三子端子、該第四子端子以及該第五子端子中的至少一者。
16. 如請求項15所述的電源供應系統，其中該電源供應系統包括一訊號產生裝置，該訊號產生裝置設置於該交流電源或該AC-AC轉換器，且包括一檢測電路以及一訊號產生器，該檢測電路接收該輸入電能並轉換為一過零訊號，且該訊號產生器根據該過零訊號對該第一開關組件以及該第二開關組件產生複數個控制訊號。