TWI434396B - 用以由電子供電源擷取電能之開關電路及所對應之方法 - Google Patents

用以由電子供電源擷取電能之開關電路及所對應之方法 Download PDF

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Michael D Mcjimsey
Ilija Jergovic
Alexandr Ikriannikov
Minassians Artin Der
Kaiwei Yao
David B Lidsky
Marco A Zuniga
Ana Borisavljevic
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Description

用以由電子供電源擷取電能之開關電路及所對應之方法
本發明係關於一種開關電路，特別是一種由一電子功率源擷取電能之開關電路。
光伏電池單元所產生之電壓係會隨著電流、電池單元運作狀況、電池單元實體、電池單元缺陷及電池單元所受光照而有所改變。應用於光伏電池之數學模型係如第1圖所示，此模型輸出電流如下：
其中：
IL =光生電流
RS =串聯電阻
RSH =分路電阻
I0 =反向飽和電流
n=二極體理想因子(理想二極體為1)
q=基本電荷
k=波茲曼常數(Boltzmann’s constant)
T=絕對溫度
I=於電池單元端之輸出電流
V=於電池單元端之電壓
對於在25℃的矽來說，kT/q=0.0259伏特(Volts)。
標準電池單元之輸出電壓很低，且係根據用以製作此電池單元之材質的能隙(band gap)所決定。電池單元之輸出電壓大略只為矽(Si)電池單元的一半，因而遠遠低於電池充電或是驅動多數其他負載所需之電壓。因為基於如此低電壓之故，典型上，電池單元是以串聯方式連結在一起而成為一模組、或是一陣列，來達到產生比起單一電池單元高出很多的輸出電壓。
真實世界中的光伏電池單元通常具有一或多個微小的缺陷，這些電池單元的缺陷可能會造成一模組中之電池至電池間之串聯電阻RS 、分路電阻RSH 及光生電流IL 的不匹配(mismatches)狀況發生。再者，於一系統中之電池單元光照可能依據不同的電池單元而改變，甚至可能於一模組中依據不同的電池單元而發生改變。環境影響也可能對電池至電池間之光照產生變化，包含樹木的影子投影、鳥糞或遮蔽部份、灰塵、污泥及其他影響所造成的損害缺陷。於光照中的這些不匹配狀況可能為一天至一天的變化或是一天的數小時的變化-一個影子可能遮蔽一模組長達一天。
由第一方程式可知，輸出電壓於零輸出電流時為最佳，且輸出電壓V隨著輸出電流I的增加而呈現非線性下降。第2圖顯示於固定光照下一光伏裝置隨著電流增加的影響。當電流I於固定光照下增加時，電壓V會緩慢降低，但是，當電流I增加到接近光生電流IL 之一輸出電流時，輸出電壓V就會急速下降。同理，電池單元的功率P(由電流乘以電壓所得)會如同電流I增加般的增加，直到下降電壓V克服增加電流的影響為止，此時，若由此電池再繼續增加電流I，則會造成功率P急速地減少。對於一給定之光照，每一電池單元、模組、及陣列之電池單元及模組因而具有一最大功率點(Maximum Power Point,MPP)，用以代表由電壓與電流結合在此點具有裝置之輸出功率之最大值。一電池單元、模組或陣列之MPP會隨著一天的光照而改變，因此光生電流IL 也會改變。一電池單元、模組或陣列之MPP亦可藉由如此電池單元、模組或陣列之遮蔽狀況及/或壽命等因素所影響。
藉由一最大功率點追蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制器的使用得以讓一光伏裝置可於其最大功率點下運作。MPPT控制器係為一種裝置，用來決定連結於此些輸入端之光伏裝置的MPP電壓及電流，並調整其有效阻抗以維持此光伏裝置於此MPP處。典型上，MPPT控制器於數個運作點下測量光伏裝置的電壓及電流，並從每一運作點所測量之電壓及電流來計算功率，並且決定這個運作點是否接近此MPP。
當光伏電池單元以電性耦接在一起時，則可能很難使這些光伏電池於各自之MPP下運作。舉例而言，第3圖顯示四個光伏電池單元電性耦接成一串連電池單元串。沒有二極體D1-D3或其他外加之電路，每一所述之電池單元可攜帶相同之電流。上述之模組或陣列中電池間的光生電流IL 、有效分路電阻RSH 、串聯電阻、及/或溫度等參數之變化，可能造成於一串電池單元串中一電池單元C強 之最大功率點輸出電流處於一電流井(current well)，高於同串電池串之另一電池C弱 之最大功率點輸出電流。於一些狀況下之一些陣列中，如果電池單元C強 係於其MPP電流下運作，則電池單元C弱 就必須遭受到一高於其MPP電流的電流，因而對此電池單元C弱 造成損害。電池單元C弱 甚至可能會反向偏壓，因而會消耗電流而不產生電流，或阻礙來自同串電池單元的較佳產能電池單元的電流。所造成的影響為一電池板或一串電池板之功率輸出被此串電池板中較差產能之電池單元而限制其效率。
一些習知太陽能電池板具有旁路二極體(bypass diode)D1,D2,D3，設置於模組階層、電池單元階層、或模組中之一群電池單元階層中，如第3圖所示。此旁路二極體亦可用以避免對此弱電池單元C弱 造成可能之損害，並可避免此弱電池單元C弱 由於此電池單元串中之較佳產能電池而造成反向偏壓與電流阻障等現象，但是，伴隨同一旁路二極體之此低效能電池單元和於同一群組之電池單元皆會被繞過，導致電池單元C弱 與其群組中之電池單元所產生之功率都會喪失。此外，從較佳產能之電池單元所產生之功率也會由於前述之壓降而於此二極體中被消耗掉。如第3圖所示，當一些模組可提供旁路二極體，例如二極體D2通過單一電池單元，而於其他模組或系統則可提供二極體，例如二極體D1則通過一群電池單元或甚至通過整個模組，來取代通過單一電池單元的作法。現今市面上很多模組提供旁路二極體以通過近乎一打電池之「六伏特(6-volt)」區域。
於第4圖中所示之其他已知系統，係使用以分配每一電池板、直流-直流(DC-DC)轉換器4002或直流-交流(DC-AC)微反向器(microinverter)用以驅動一共用功率總和高電壓匯流排(common power-summing high voltage bus)4004，如第40圖所示。每一轉換器4002從一太陽能模組4006中接收功率，每一模組具有複數個光伏電池4008，不管電壓及電流為何，此模組4006皆具有於其MPP中產生功率的潛在能力，並整流及輸出此功率於高電壓功率總和匯流排4004中。自從模組不再以串聯方式連結後，則一模組的低產能就不再影響到高效能模組之產能。再者，低效能模組的潛在功率產能亦被總和於匯流排中而不會浪費。
與分佈方式有關議題，係為每一平板電壓轉換器架構使得此架構只有在電池板位階中才有助於達到MPP，但是在單一電池單元位階時就無法作用之如此結構。舉例而言，即使是一電池板中之單一電池單元損壞或是部份被遮蔽，則整個電池板可能就不再傳送其他電池單元全電位功率。電池單元也可能因為製造變化而出現不匹配狀況，例如不同的污漬或老化都如同損壞及陰影。美國專利申請案公開號第2009/0020151號提出利用區域轉換器以驅動並聯方式連結之DC或AC功率總和匯流排的變化方案。
尚有另外一個方案揭露於美國專利申請案公開號第2008/0236648號中，其中光伏電池單元群組所產出之功率被饋入於個別地MPPT DC-DC轉換器，以產生定值之一電流於一電壓下通過陣列中所有DC-DC轉換器，每一轉換器可依據所接附之光伏裝置取得功率。此DC-DC轉換器之輸出係以串聯方式連結。
多接面光伏電池單元中之各個接面亦可能很難於其個自之最大功率點下運作。多接面光伏電池具有兩個或更多不同類型之接面以垂直方向疊合，且每一接面預期以回應不同波長之光線。舉例而言，兩接面光伏電池單元典型上具有一頂部接面係由具有大能隙之物質所製成，因此吸收相對短之波長且其最大功率點位於相對高電壓處、及一底部接面具有較小能隙，因此吸收相對長之操作波長且其最大功率點位於相對低電壓處。
多接面光伏裝置的電池單元通常於製程時，即以串聯方式電性耦接，而不是從電池單元間取出一導體。當此結構簡化了電池單元的連結，不匹配串聯連結之光伏電池單元的輸出就會因為相同的理由而被限制，造成無效率的結果；其中有效率之輸出電流可藉由這些疊合式電池單元之最低電流輸出來決定。這個狀況會由於每天所接收之光線的色彩或波長分佈的變化以及不同類型或效能之疊合式電池單元而變得更加嚴重。一給定接面之多接面電池單元亦可因為缺少一旁路二極體(例如一二極體)導致超量電流而造成損害。
於已被研究之多接面光伏裝置中，還有這些疊合式電池單元會具有一低電阻值並電性接觸至接面間之一邊界，並導致接面因而分離。舉例而言，請參閱期刊論文MacDonald,Spectral Efficiency Scaling of Performance Ratio for Multijunction Cells ,34 IEEE_Photovoltaic Specialist Conference,2009,pg. 1215-1220.
 相關申請案
本申請案係相關於西元2010年8月18日申請之美國暫時專利申請案第61/375,012號，且作為申請專利範圍之優先權，將此申請案聯結於此作為參考。
於一實施例中，一種積體電路晶片包含：一第一輸入埠、一第一輸出埠、及一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過第一輸入埠。當第一電晶體位於其未導通狀態時，第二電晶體亦電性耦接通過第一輸出埠，並適用以對流經第一輸出埠之電流提供一路徑。此積體電路晶片額外包含一第一驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極，以致使這些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間。此積體電路晶片進一步包含一第一控制電路，用以控制第一驅動電路，以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至第一輸入埠之一電子供電源所擷取之一電能量。
於一實施例中，一光伏系統包含N個第一光伏裝置及N個積體電路晶片，其中N為大於一之整數。每一積體電路晶片包含：一第一輸入埠、一第一輸出埠、及一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過第一輸入埠。於每一積體電路晶片中，當第一電晶體位於其未導通狀態時，第二電晶體亦電性耦接通過第一輸出埠，並適用以對流經第一輸出埠之電流提供一路徑。每一積體電路晶片進一步包含一第一驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極，以致使這些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間。每一積體電路晶片額外包含一第一控制電路，用以控制第一驅動電路以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置所擷取之一電能量。
於一實施例中，一光伏系統包含一多接面光伏電池單元，係包含至少一第一光伏接面與第二光伏接面、及一積體電路晶片。所述積體電路晶片包含：(1)第一電晶體與第二電晶體；(2)驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極，以致使這些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及(3)控制電路，用以控制此驅動電路以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由第一光伏接面與第二光伏接面所擷取之電能。
於一實施例中，一光伏系統包含一光伏電池單元及一積體電路晶片。所述積體電路晶片包含：(1)一輸出埠，用以電性耦接至一負載；(2)一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過此光伏電池單元，其中當第一電晶體位於其未導通狀態時，第二電晶體亦電性耦接通過並適用以對流經此輸出埠之電流提供一路徑；(3)一驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極，以致使這些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及(4)一控制電路，用以控制此驅動電路以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由光伏電池單元所擷取之一電能量。
在此揭露之系統及方法係可被用以助於最大化由具有非線性功率曲線之一電子供電源所擷取之電能量，例如：一光伏裝置、一電池、或一燃料電池。舉例而言，如此系統及方法係與先前典型解決方法相比較為簡單並需要較低之成本，藉此潛在使得MPPT於每一電池單元之基礎，以先前MPPT解決方法通常因為其高成本及複雜度而無法實施。需說明的是，為了使圖式說明清楚之目的，於圖式中之一些元件可能沒有依據其實際尺度繪製。一元件之特定範例中可能會使用括號中加入數量來表示(例如：電子供電源402(1))，而若無使用括號中加入數量表示則代表任一如此之元件(例如：電子供電源402)。
第4圖顯示一電子供電系統400，係包含N個電子供電源402，其中N為大於一之整數。舉例而言，電子供電源402為光伏裝置，並可具有或不具有光線集中光學結構，例如：個別光伏電池單元、一或多接面光伏電池單元之個別接面、或是包含數個電性連結置光伏電池單元之群組(例如：複數個光伏電池單元以串聯方式及/或並聯方式電性耦接)。於一些實施例中，電子供電源402為一或多個光伏電池板之光伏裝置、或是一光伏裝置之次模組，其中每一次模組係為包含數個光伏電池單元以串聯方式及/或並聯方式電性耦接之一光伏電池板之次組合。舉例而言，於一實施例中，每一電子供電源402係為於一光伏電池板中之一或多排及/或一或多列之電池單元所串聯結合而成。其他範例之電子供電源402包含燃料電池與電池。
系統400更包含N個開關電路404。每一開關電路404包含一輸入埠406，耦接至所對應之一電子供電源402、及一輸出埠408，電性耦接至一負載。如下所述，每一開關電路404係建構以至少實質上最大化由其所對應之電子供電源402擷取電能並傳送至一負載。因此，開關電路404係建構以操作其所對應之電子供電源402至少實質上於其最大功率點。
輸出埠408係以串聯方式電性耦接於一負載410，例如一反向器(inverter)，以形成一封閉電路，其後係稱為輸出電路410。每一輸出埠408就如同負載410，會由於其串聯連結之故而攜帶相同之輸出電流Io。輸出電路412具有一電感，並以一單一電感器416來代表顯示，舉例而言，其結果係由一或多個分離之電感器內部及/或外部至開關電路404並以串聯方式耦接於輸出電路412。選擇性地，輸出電路電感416係主要或全部由互連電感所組成，即為導線之電感或是其他導體，如匯流排閂連結元件(例如輸出埠408、負載410)，以形成輸出電路412。舉例而言，第41圖顯示一電子供電系統4100，其為系統400之一實施例，其中輸出電路412電感包含互連電感4102。
每一開關電路404包含各自對應之一第一開關裝置418，其被建構以切換於其導通狀態及其未導通狀態之間，以由輸入埠406轉換電能至輸出埠408。因此，第一開關裝置418可被視為一「控制開關」，因為它的運作可被改變以控制由輸入埠406轉換至輸出埠408之電能。一開關裝置的導通時間對其未導通時間之比率通常指的是此開關裝置之工作週期(duty cycle,D)。於本文中，一開關裝置可包含為一雙極接面電晶體、一場效電晶體(例如一N通道或P通道金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)、如一側向擴散金屬氧化物半導體電晶體(Laterally Diffu sed Metal Oxide Semiconductor Transistor,LDMOS)、一接面場效電晶體、一金屬氧化物半導體場效電晶體)、一絕緣閘雙極接面電晶體、一閘流體(thyristor)、或一矽控整流器，但並不限於此。
第一開關裝置418典型於至少20 kHz之頻率下進行切換，以致使開關電流導致之元件運動所產生聲音結果係為人力可認知之一頻率範圍之上。於一高切換頻率(例如：至少20 kHz)下運作之開關裝置418，而非在一較低切換頻率，可助於(1)較小之能量儲存元件的使用(例如：於輸入端及負載端之輸出電路412電感及過濾電容器)；及/或(2)漣波電流及漣波電壓量的減少。
此外，亦可優先操作開關裝置418於一顯著高於20 kHz之較高頻率中以最大化傳送至負載410之電能。特別是，進入每一開關電路404之輸入電流具有一漣波元件，其可減少各自電子供電源402之效率。特別是，越大的漣波電流量，可自電子供電源402提供更多的對應於其最大功率點之均方根(RMS)電流量。因此，電子供電源402之效率可藉由增加切換頻率所增加，這是因為漣波電流量通常會隨著切換頻率的增加而減少。然而，增加切換頻率典型上會於開關電路404中增加切換損失。因此，典型上有一適當的切換頻率範圍則可最大化傳輸至負載410之電能量。於一些實施例中之開關電路404及電子供電源402，最大功率轉換會發生於第一開關裝置418之切換頻率約為500 kHz至800 kHz之範圍。於一高頻率下運作之開關裝置418，例如至少200 kHz，亦可具有可使用相對小、不昂貴及/或可靠之輸入電容器及/或輸出電容器，例如：多層陶瓷電容器。舉例而言，於一些實施例中，切換頻率係足夠高以致使由開關裝置開關時所產生之漣波電流主要藉由多層陶瓷電容器所過濾掉。與慣用之MPPT系統相反，典型上操作於實質上較低之切換頻率，如此則必須要使用相對大型、昂貴且不可靠之輸入電容器及輸出電容器，例如：電解液電容器。
於一些實施例中，每一個第一開關裝置418於各自固定頻率下切換，且於兩埠406,408間之功率轉換可藉由脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)所控制。於PWM中，第一開關裝置418之工作週期係可改變以控制於輸入埠406與輸出埠408間之電能轉換。然而，於一些實施例中，第一開關裝置418之切換頻率係改變以控制電能轉換，例如於低電能運作狀態之期間，其中在一變化頻率下運作可較於一固定頻率下運作更有效率。一範例為可變頻率操作模式係為脈衝頻率調變(Pulse Frequency Modulation,PFM)，其中切換頻率係可改變以控制從埠406至埠408之電能轉換。
於一些實施例中，其中開關電路404藉由PWM所控制，每一第一開關裝置418之開關轉換係以相位取代成每一其他開關裝置418，以使得由每一開關電路404所產生之漣波電流至少部分地刪除掉由每一其他開關裝置404所產生之漣波電流。舉例而言，於一些實施例中，係包含三開關電路404，各自以PWM所控制，每一第一開關裝置418的開啟藉由從其他第一開關裝置418的開啟之120度相位所取代。於另一些實施例中，切換頻率係有目的地以鬆散方式所控制致使切換頻率將有可能改變於開關電路404之實例中，藉此助於減少由複數個開關電路404同時切換所導致之漣波電流及瞬變電流。舉例而言，如果N個開關電路404之輸出埠408係以串聯方式電性耦接，則當每一開關電路404之切換頻率為亂數時，相較於它們為同步切換時，所輸出電流量Io之漣波可藉由以N的方根因子減少。於一些實施例中，切換頻率係允許以藉由開關裝置404之實例間之至少百分之十所改變，以助於達到於很多實例間之切換頻率的有效亂數。舉例而言，如此對切換頻率之鬆散控制可藉由使用具有鬆散的容差規格之元件來達成，例如：以20%容差電阻器取代1%容差電阻器。
每一開關電路404更包含一外加開關裝置或一二極體，係當第一開關裝置418於其未導通狀態之期間，提供一旁路路徑予輸出電流Io至旁路第一開關裝置418。舉例而言，於第4圖所示之實施例中，一二極體419係以並聯方式電性耦接至每一輸出埠408以提供一旁路路徑。例如，二極體419係為一蕭特基二極體(schottky diode)，用以最小化前向壓降。於一些實施例中，二極體419係藉由一第二開關裝置所取代或補充一第二開關裝置以減少相較於單獨使用二極體419所造成之於此旁路路徑中之損失。舉例而言，二極體419可為一電晶體之內接二極體(body diode)以並聯方式電性耦接於輸出埠408。如同另一範例，一分離之第二開關裝置可以並聯方式電性耦接於二極體419。
每一開關電路404更包含一中間開關節點420，係為至少二個不同電壓階層間之至少一部分由於第一開關裝置418切換於其導通狀態與未導通狀態之間所產生之轉換。於一些實施例中，中間開關節點420係直接電性連接至其所對應之第一開關裝置418，如第4圖所示。於其他實施例中，例如一或多個元件如一變壓器(圖未示)，係由其所對應之第一開關裝置418分離中間開關節點420。耦接於開關電路之一變壓器之範例係於下方描述，並對應於第7圖。
每一開關電路404額外包含一控制器422，係控制第一開關裝置418之切換以至少實質上最大化由其所對應之電子供電源402所擷取之電能量，例如藉由調整第一開關裝置418之工作週期。特別是，雖然輸出電路電流Io可由於因子的變化而依時間改變，例如於負載410端之改變，控制器422操作更快過於電流Io所能達到的改變。因此，輸出電路電流Io可被視為近似於連續於第一開關裝置418之工作週期之改變與主要從於開關電路電流輸出電壓Vo之平均值(Vo_avg)中之變化導致開關電路電流輸出功率結果之任何變化間之定值，如同輸出功率為電流Io與Vo_avg之產物。由電子供電源402所擷取之電能將等同於開關電路之輸出功率，並減去於開關電路404中之損失。因此，控制器422調整第一開關裝置418之工作週期以至少實質上最大化Vo_avg。藉由最大化Vo_avg，開關電路輸出功率就如同由各自之電子供電源402所擷取之電能，係為至少實質上最大化。
於一些實施例中，輸出電壓Vo實際上為一直流(DC)電壓，且控制器422藉由直接調整Vo以決定Vo_avg。然而，開關電路403之很多實施例並未包含一輸出過濾器，且它們的輸出電壓係為相同於一開關電壓Vy，其為於中間開關節點420與一功率軌(power rail) 424間之一電壓。於如此之實施例中，控制器422藉由最大化一開關節點電壓Vy之平均電壓值(Vy_avg，係以Vo_avg來推導得出)得以最大化Vo_avg。功率軌422依據於開關電路404之架構可分為一正向功率軌或一負向功率軌。於如第4圖所示之實施例中，功率軌424係為一負向功率軌，就如同下方對應第6圖所描述之實施例中，Vy為從中間開關節點至此功率軌之電壓。然而，於一些實施例中，此參考節點係為正向功率軌，就如同下方對應於第5圖所描述之實施例中，Vy為由此功率軌輸入至中間開關節點之電壓。
因此，每一開關電路402至少實質上藉由最大化Vo_avg以最大化由其所對應之電子供電源402所擷取之電能量(例如：藉由最大化Vy_avg，其以Vo_avg所表示)，假設Io於第一開關裝置418之連續工作週期下保持實際上未改變。需理解的是，對如此MPPT功能，並無功率計算之需求，藉此潛在地使開關電路404不需要功率計算硬碟、韌體、及/或軟體，用以決定電壓及電流之產生，就如同典型上先前技術中之MPPT系統所要求。開關電路404之一些實施例係可因此相較於先前技術中之典型MPPT控制器更加簡化及/或更低成本，藉此潛在地使得MPPT位於每一電池單元基礎上，對於先前技術中之MPPT控制器通常因為其價格與複雜度而無法實施。
然而，需理解的是，雖然開關電路404不需要電流測量或對應於實際之MPPT之功率計算機能，但開關電路404並不排斥包含如此之機能。舉例而言，開關電路之另一實施例可利用對電壓及電流兩者之測量以達到更加精準MPPT及/或實際之MPPT應用，其中負載410導致輸出電路電流Io急速之變化。如同另一範例，開關電路404之一些實施例可包含電流測量電路，以藉由反轉電流阻障達到溢電流防護及/或二極體仿效。
如上所述，控制器422操作更快於輸出電路電流Io之變化。特別是，藉由一給定比例之工作週期改變，Io會相對於藉由一較小比例(理論上為一相當小之比例)之正常運作範圍量而改變。如此關係式係可藉由輸出電路412電感之相對大數值之使用及/或藉由改變一相對快之比率之工作週期，以使得Io具有限制機會以連續改變工作週期之改變。然而，為了更加精準地追蹤電子供電源402之MPP，工作週期必須不能被改變成快過於工作週期中之一改變之後的短暫排程。特別是，於工作週期之一改變導致依據一時間常數之循環，係根據於電子供電源402之有效電阻及電子供電源402之旁路電容(圖位示)。亦需注意的是，於此實施例中，負載410至少近似於一固定電流負載，輸出電路412不需具有一大電感值。
開關電路404之一些實施例具有一或多個操作模式。如此之實施例包含一最大功率點追蹤開關模式(MPPT switching mode)，其中，開關電路404之操作如上所述，用以至少實質上最大化由其所對應之電子供電源402擷取之電能量。然而，如此之實施例具有一或多個額外之操作模式，例如：三種狀態模式(tri-state mode)，典型上當所對應之電子供電源402之輸出電能太低，無法令一開關電路404作適當地運作時(例如：當電子供電源402之輸出電能太低，而不能開啟通過二極體419之一旁路電晶體)，則可利用開關電路404於不同操作模式。一開關電路404於其三種狀態模式之運作中係被關閉(例如：其第一開關裝置418未被開啟)，但是，開關電路不論如何皆會為Io提供一路徑以繞過此開關電路，以致使其他開關電路404可以繼續提供電能至負載410端。如此旁路路徑可藉由於開關電路404中之二極體419所提供，舉例而言，於一些實施例中，第一開關裝置418包含一場效電晶體，且當開關電路被關閉時，此電晶體之內接二極體為Io提供一旁路路徑。於一些實施例中，二極體419係為蕭特基二極體以提供一低壓降之旁路路徑。
開關電路404之一些實施例包含一旁路模式，典型上係藉由使用此開關電路於當其所對應之電子供電源402之輸出電能太低無法提供足夠電能至負載410端，但具有足夠之電能以運作控制器422的時候。於此旁路模式中，控制器422使得一開關裝置並聯於二極體419以提供Io一旁路路徑。選擇性地，一開關裝置表面上位於零電壓，例如一空乏式電晶體，其可以並聯方式設置於二極體419或取代二極體419以提供一低壓降旁路路徑，並藉此致使此旁路模式可運作，甚至於供電源402之輸出電能太低而無法使控制器422運作的狀況下，因而使得三種狀態模式不再必要。當可使用此旁路模式時係通常傾向於使用三種狀態模式，這是因為通過開關裝置電壓於開啟時之壓降典型上係低於二極體正向壓降之狀況。其他範例中，一開關電路404可於一旁路模式下運作，包含：(1)當由輸入埠406轉換至輸出埠408間之電能係低於一臨界值時；(2)當流入輸入埠406之電流量係低於一臨界值時；(3)當流出輸出埠408之電流超過一臨界值時；(4)當開關電路404之溫度超過一臨界值時；(5)當通過輸入埠406之電壓量下降低於一臨界值時；及/或(6)當通過輸入埠406之電壓量超過一臨界值時。開關電路操作模式之其他範例係討論於下文中，並對應於第17圖。
於一些實施例之系統400中，負載410要求通過此負載之電壓Vload對此負載所導通之輸出電流Io係為一最大值。如此負載之範例係包含電池充電系統及其他市電並聯反向器。於如此之實施例中，數個開關電路404係隨意地同步，致使其第一開關裝置418於同一時間下起初被開啟，並使得Vload提高至一臨界值，此臨界值由負載410對導通之輸出電流Io所要求。
開關電路404之一些實施例係包含外加架構，例如：溢溫防護、溢電壓防護、及/或溢電流防護。舉例而言，於一些實施例中，控制器422係適用以監測開關電路404之溫度，並且關閉此開關電路，或者，操作此開關電路於一旁路模式以回應一溢溫狀況。如另一範例，於一些實施例中，控制器422適用以監測通過輸入埠406之電壓量，且如果輸入電壓量超過一臨界值則關閉此開關電路。如另一範例，於一些實施例中，控制器422係適用以控制第一開關裝置418之運作以限制藉由開關電路404所提供之電流量。
開關電路404之特定範例及其應用係如下文所討論。然而，需理解的是，開關電路404可具有有別於下文中所討論內容之架構。
第5圖係顯示一電子供電系統500，其包含N個電子供電源502，例如光伏裝置或燃料電池，以及N個電子開關電路504，其中N係為大於一之整數。開關電路504係為第4圖中所示之開關電路404之一實施例，且每一開關電路504包含一輸入埠506及一輸出埠508。每一輸入埠506包含一第一輸入端510及一第二輸入端512，並分別電性耦接至各自所對應之電子供電源502之負極端514及正極端516。第一輸入端510及負極端514形成為一負極輸入節點518之一部分，且第二輸入端512與正極端516形成為一正極輸入節點520之一部分。每一輸出埠508包含一第一輸出端522及一第二輸出端524。第一輸出端522係電性耦接於一中間開關節點526(類比於第4圖所示之中間開關節點420)，且每一第二輸出端524係電性耦接於正極輸入節點520。每一輸出埠508係以串聯方式電性耦接於一負載528(例如：一反向器)以形成一封閉電路，其後稱之為輸出電路530。
開關電路504具有一降壓型式拓墣。特別是，每一開關電路504包含一第一開關裝置532，其類比於第4圖所示之第一開關裝置418，並電性耦接於第一輸入端510及中間開關節點526之間。每一開關電路504更包含一第二開關裝置534及一控制器536，係建構以控制第一開關裝置532及第二開關裝置534之運作。第二開關裝置534係電性耦接於第二輸入端512及中間開關節點526之間。於另一實施例中，第二開關裝置534得以所連結之二極體取代，以使得當正向偏壓時，電流由中間開關節點526流經此二極體至正極輸入節點520。
開關電路504相對於傳統降壓型式拓墣為反向，在於其輸出(輸出端522,524)係電性耦接於正極輸入節點520及中間開關節點526之間，用以取代由中間開關節點526及負極輸入節點518間如於一傳統降壓型式拓墣。因而，第一開關裝置532，用以取代第二開關裝置534，作動如一控制開關。開關電路504具有一開關節點電壓Vy5，其類比於第4圖所示之開關節點電壓Vy，並於正極輸入節點或正向功率軌520及中間開關節點526之間。開關電路504亦具有一輸出電壓Vo5通過輸出端524,522。於如第5圖所示之實施例中，係不包含一輸出過濾器應用於每一開關電路504，Vy5係與Vo5相同。Vo5_avg係為Vo5之平均值，並與第一開關裝置532之工作週期成正比。當第一開關裝置532被關閉時，第二開關裝置534為輸出電路電流Io5提供一路徑(類比於第4圖所示之Io)。具體上，當第一開關裝置532被開啟時，由於輸出電路530中電感540的存在，電流Io5將提高。當控制器536關閉第一開關裝置532，電感540避免電流Io5突如其來地變化。第二開關裝置534因此開啟以對電流Io5提供一路徑，使之降低，直到電流Io5達到零或第一開關裝置532重新開啟兩者之一種達成為止。因此，第一開關裝置532及第二開關裝置534共用運作以從輸入埠506轉換電能至輸出埠508。
於一些應用中，開關電路504之反向降壓型式拓墣較優於一非反向降壓型式拓墣。特別是，被理解於很多應用中，Vo5_avg將可趨近於電子供電源502之電壓，且工作週期將因此變大。於如此之情況中，開關裝置係為互補式MOSFET，其可望將第一開關裝置532，而不是第二開關裝置534，作為控制開關，就如同典型上將第一開關裝置532植入作為一N通道MOSFET，較為第二開關裝置534簡單。N通道MOSFET通常優於P通道MOSFET，這是因為N通道MOSFET通常相對於P通道MOSFET具有一較低通道電阻。
於第5圖所示之實施例中，開關轉換器504不包含一獨立式能量儲存電感器。取而代之，開關轉換器504分享能量電感504於輸出電路530中，且Vo5具有一大的AC元件。電感540於圖中被繪製為一單一電感器，但其可包含一或多個分離之電感器、及/或導線之互連電感、或其他導體連接元件(例如：輸出埠508)以形成輸出電路530。於一些實施例中，使用互連電感以取代分離之電感器可降低電子供電系統500之成本及/或尺寸。舉例而言，第42圖所顯示之一電子供電系統4200，其係為系統500之一實施例，其中電感540包含互連電感4202。例如，第一開關裝置532及第二開關裝置534係建構以致使其切換頻率足夠高以允許應用於互連電感，如一主要能量儲存電感540。於任意實施例中，一或多個開關電路504包含一或多個分離之電感器(圖未示)，並以串聯方式電性耦接於其輸出端522,524，使得開關節點電壓Vy5不同於Vo5。
於第5圖所示之實施例中，開關電路504亦未包含一輸出過濾電容器通過個別輸出端524,522。取而代之，開關電路504共享一共用輸出過濾電容542，其表示為一或多個電容器以並聯方式電性耦接於負載528。然而，開關電路504並未排斥包含其所擁有之輸出過濾電容器，且如此之電容器可被包含以增加於共用輸出過濾電容器542中、或用以取代共用輸出過濾電容器542。如果一開關電路504包含其所擁有之輸出過濾電容器，則此開關電路必須亦包含其所擁有之輸出電感器。舉例而言，每一開關電路可包含各自所對應之一輸出電感器及一輸出過濾電容器，其典型上具有一小電容，以附加於共用輸出過濾電容器542中。
可要求一電容器544依據電子供電源502之特性以通過每一電子供電源502，舉例而言，如果電子供電源502係為一光伏裝置，電容器544通常被要求以避免從開關電路504產生之漣波電流所導致降低光伏裝置之效能。於光伏應用中，決定電容器544之一預期數值典型上將要求介於光伏裝置效能及快速調整MPPT之間之交換。具體上，大數值之電容器544係提高光伏裝置之效能，而小數值之電容器544典型上會加快控制器536之運作。第一開關裝置532及第二開關裝置534之一切換頻率亦可被增加以降低漣波電流量，並藉此提高光伏裝置之效能。雖然所顯示之電容器544外加於開關電路504，但此電容器亦可選擇性地被整合於開關電路504中。
控制器536改變第一開關裝置532之工作週期以回應開關節點電壓Vy5之平均值對最大之Vo5_avg之一變化。如第4圖所示之電子供電系統400，控制器536操作快過於輸出電流Io5中一預期變化。因此，輸出電流Io5對應於連續於工作週期中之改變中依舊實質上未變化，且控制器536藉由最大化Vo5_avg以至少實質上最大化由電子供電源502擷取之電能。然而，需注意的是，如果開關電路504包含一輸出電感器及電容器會致使Vo5實際上為一DC電壓，控制器536可任意地被建構以直接監測並最大化Vo5。
如下文中所描述，開關電路504之一些實施例係建構以致使第二開關裝置534連續地對分路輸出端522,524導通，藉此分路至輸出埠508，並且當電子供電源502之產能為低電能或無電能的狀態時，可對流經供電源502之電流Io5提供一分路或旁路路徑。舉例而言，如果電子供電源502係為一光伏裝置，並由於被遮閉之故而只能產生低電能，開關電路504之如此之實施例造成第二開關裝置534連續導通以防止流經此光伏裝置之電流，藉此避免在光伏裝置中之功率損失，且避免對此光伏裝置造成損害之可能性。需注意的是，將具有第二開關裝置534之旁路電子供電源502，以取代一二極體，可改良電子供電系統500的效率，其中第二開關裝置534典型上具有小於二極體之一正向電壓降。
第6圖顯示一電子供電系統600，係為電子供電系統400之另一實施例。系統600係相似於第5圖所示之系統500，但是，系統600之開關電路具有一標準(未反向)降壓型式拓墣，以取代一反向降壓型式拓墣。系統600包含N個電子供電源602、及各自所對應之一開關電路604電性耦接至每一電子供電源602，其中N係為大於一之整數。每一開關電路604包含一輸入埠606，係包含一第一輸入端610及第二輸入端608，分別各自電性耦接於電子供電源602之正極端614及負極端612。第二輸入端608及負極端612係形成為一負極輸入節點616之一部份，且第一輸入端610及正極端614係形成為正極輸入節點618之一部份。每一開關電路604更包含一輸出埠620，係包含一第一輸出端622及一第二輸出端624。第一輸出端622電性耦接於負極輸入節點616，且第二輸出端624電性耦接於中間開關節點626。輸出埠620以串聯方式電性耦接於一負載628(例如：一反向器)以形成一輸出電路630。
輸出電路630包含一電感632，雖然圖式中顯示為單一電感器，但是，是可以一或多個分離之電感器及/或導線之互連電感或其他導體連結元件(例如：輸出埠620)以形成輸出電路630。舉例而言，第43圖顯示電子供電系統4300，係為系統600之一實施例，其中，電感包含互連電感4302。於一些實施例中，開關電路604主要地或完整地依據互連電感做為其能量儲存電感。
每一開關電路604包含一第一開關裝置634，係電性耦接於第二輸入端608與中間開關節點626之間，以及一第二開關裝置636，係電性耦接於中間開關節點626及第一輸入端610之間。一控制器638控制第一開關裝置634及第二開關裝置636之運作，兩者係共同運作以由輸入埠606轉換電能至輸出埠620。相對於第5圖所示之開關電路504，第二開關裝置636係為於開關電路604之一控制開關，且控制器638藉由改變第二開關裝置636之工作週期以控制輸入埠606及輸出埠620間之電能轉換。當第二開關裝置636位於其未導通狀態時，第一開關裝置634提供輸出電路電流Io6一路徑。第一開關裝置634係任意地以一二極體連結來替代，以致使當正向偏壓時，流經此二極體之電流由負極輸入節點616流至中間開關節點626。開關裝置604具有一開關節點電壓Vy6，係位於中間開關節點626及負極輸入節點之間、或是中間開關節點626及負向功率軌616之間。於一實施例中，其中開關電路604並不包含一輸出過濾器，如第6圖所示，開關節點電壓Vy6係相同於開關電路輸出電壓Vo6。
開關電路604與第5圖所示之開關電路504運作相似，特別是，控制器638調整第二開關裝置636之工作週期以至少實質上最大化一Vo6(1)的平均值。控制器638改變第二開關裝置636之工作週期更快過於一電流Io6通過輸出電流630可能的變化。因此，最大化的Vo6_avg為開關電路604至少實質上最大化之一輸出功率以及由電子供電源602所擷取之最大電能。於這些實施例中，開關電路604並未包含一輸出過濾器，控制器638藉由最大化Vy6之平均值以間接地最大化Vo6。於一些實施例中，開關電路604包含一輸出過濾器且Vo6因而為實際之一直流電壓，控制器638任意地選擇以直接監測並最大化Vo6。
如前文中對應於第4圖的描述內容所述，開關電路404之一些實施例包含一變壓器，例如用以提供電子絕緣、及/或用以由各自所對應之電子源提高電壓或降低電壓。舉例而言，第7圖所示之一電子供電系統700，係為電子供電系統400之一實施例，其中開關電路704具有一絕緣拓蹼。系統700包含N個電子供電源702及開關電路704，其中，N為大於一之整數。每一開關電路704包含一輸入埠706，係電性耦接於各自所對應之一電子供電源702，且每一開關電路704包含一輸出埠708。輸出埠708係以串聯方式電性耦接至一負載710(例如：一反向器)以形成一封閉電路，其後係以輸出電路712表示。每一開關電路704係藉由各自最大之輸出電壓Vo7(Vo7_avg)之平均值以至少實質上最大化由各自所對應之電子供電源702所擷取之電能量。於一些實施例中，Vo7_avg係藉由最大化一開關節點電壓之平均值以達到最大化。
每一開關電路704具有一隔離拓墣，係具有可變電壓增益。特別是，每一開關電路包含各自所對應之功率變壓器716及一溝通次系統718，其跨過一隔離邊界(isolation boundary) 720。如圖所示，一控制器722可位於一隔離邊界720之一主線圈側724。另外，控制器722可位於隔離邊界720之一副線圈側726。溝通次系統718可由控制器722所使用以跨過隔離邊界720以通訊，例如：感測開關節點電壓及/或控制一或多個開關裝置(圖未示)。雖然溝通次系統718係顯示為一光耦合器(optocoupler)，然而，溝通次系統718亦可以其他形式所達成，例如：一脈衝變壓器、開關電容器之一網路、或一類隔離通訊裝置。於這些實施例中，其中電性隔離並非必要(例如：其中變壓器716被單獨使用以提供電壓位階轉換)，溝通次系統718是可以被移除。
於一些實施例中，開關電路704具有一拓墣，係要求一電感器於其輸出端。如此拓樸之範例係包含：一正向型式拓墣、一半橋型式拓墣及一全橋型式拓墣，但並不以此為限。於如此之實施例中，輸出電路712之電感714可任意地被使用以取代於開關電路704中之輸出電感器、或是加入於開關電路714之輸出電感器。雖然電感714係顯示為單一電感器，但是，電感714可包含數個分離的電感器及/或導線中之互連電感、或是其他導體連結元件(例如：輸出埠708)以形成輸出電路712。舉例而言，第44圖顯示電子供電系統4400，係為系統700之一實施例，其中電感714包含互連電感4402。
系統700之另一些實施例中，開關電路具有一拓墣，其不要求一輸出電感器，係包含：返馳型式拓墣、反向之半橋型式拓墣、反向之全橋型式拓墣及電流回饋拓墣，但並不以此為限。於如此之拓墣，如果負載710包含電容(例如：輸入電容，於此範例中負載710係為一反向器)，輸出電路712之互連電感係優先依據如此電容工作以形成一額外之過濾器。
第45圖係顯示一電子供電系統4500，係為電子供電系統700之一實施例，其中，開關電路704具有一正向型式拓墣。系統4500包含N個電子供電源4502、及各自所對應之一開關電路4504，係電性耦接至每一電子供電源4502，其中N係為大於一之整數。每一開關電路4504包含一輸入埠4506，係包含一第一輸入端4508及一第二輸入端4510，分別各自電性耦接至電子供電源4502之負極端4512及正極端4514。第一輸入端4508及負極端4512係形成為一負極輸入節點4516之一部分，且第二輸入端4510及正極端4514係形成為一正極輸入節點4518之一部分。每一開關電路4504更包含一輸出埠4520，係包含一第一輸出端4522及一第二輸出端4524。輸出埠4520係以串聯方式電性耦接至一負載4526(例如：一反向器)以形成一封閉電路，其後係稱之為輸出電路4528。
每一開關電路4504包含一變壓器4530，例如：用以提供於電子供電源4502與負載4526間之電性隔離、及/或用以提高或降低電子供電源4502之電壓。舉例而言，變壓器4530可被用以提高於輸出埠4520之電壓以降低電流Io45之數量及所聯結於電流導通之損失。變壓器4530之一主線圈4532係電性耦接於第二輸出端4510及一第一開關節點4534之間。一第一開關裝置4536係類比於第4圖所示之第一開關裝置418，係電性耦接於第一開關節點4534與第一輸出端4508之間。一控制器4538係控制第一開關裝置4536之運作。
隔離變壓器4530之一副線圈4540係電性耦接於第一輸出端4522與一第一二極體4542之陽極之間。第一二極體4542之陰極係電性耦接於第二輸出端4524。一續流二極體4544係電性耦接通過第一輸出端4522及第二輸出端4524。於另一實施例中，一或多個二極體4542,4544係以各自之開關裝置所取代以降低導通損失。當控制器4538開啟第一開關裝置4536時，電流流經副線圈4540及第一二極體4542。當控制器4538關閉第一開關裝置4536時，輸出電路電流Io45流經續流二極體4544直到第一開關裝置4536再度被開啟或是Io45下降至零為止。
開關電流4504係相似於分別顯示於第5圖和第6圖之開關電路504及開關電路604之運作。特別是，控制器4538調整第一開關裝置4536之工作週期以至少實質上最大化Vo45之平均值，其中Vo45係為通過續流二極體4544之電壓。控制器4538改變第一開關裝置4536之工作週期更快過於一電流Io45通過輸出電路4528可能之變化。因此，最大化之Vo45係為至少實質上最大化開關電路4504之一輸出功率及從電子供電源4502所擷取之功率。於這些實施例中，開關電路4504並未包含一輸出過濾器，控制器4538藉由最大化開關節點電壓Vy45之平均值以最大化Vo45_avg，其中Vy45係為從副線圈4540之一整流脈衝電壓。於另一些實施例中，開關電路4504包含一輸出過濾器，則Vo45因而為實際之一直流電壓，控制器4538可任選為直接監測並最大化Vo45。
於第45圖所示之實施例中，每一開關電路4504利用輸出電路4548之一電感4548作為其能量儲存電感。雖然電感4548被繪製為單一電感器，但其亦可包含數個分離之電感器及/或由導線之電感所得出之互連電感、或其他導體連結元件(例如：輸出埠4520)以形成輸出電路4528。
於這些實施例中，係要求輸出埠4506及輸出埠4520間之電性隔離(並因而達到電子供電源4502及負載4526間之電性隔離)，控制器4538係電性參考輸入埠4506及輸出埠4520其中之一，並且與其它電性隔離。舉例而言，控制器4536可電性參考至輸入埠4506並且電性隔離於輸出埠4520。於如此之實施例中，控制器4538典型上接收一回饋訊號，例如：藉由一光耦合器、一脈衝變壓器、開關電容器之一網路、或一類隔離之通訊裝置，用以感測開關節點電壓Vy45。如同另一範例，控制器4538可電性參考於輸出埠4520且電性隔離於輸入埠4506。於如此之實施例中，控制器4538典型地透過一脈衝變壓器、一光耦合器、開關電容器之一網路、或一類隔離之通訊裝置以驅動第一開關裝置4536。
第38圖顯示一開關電路3800，係為具有輸入埠3802與輸出埠3804間之電性隔離之開關電路4504之一實施例(類似於第45圖所示之埠4506,4520)。於開關電路3800中，一控制器3806係類似於第45圖所示之控制器4538，係電性參考於輸入埠3802並接收藉由一光耦合器3810所通過之一隔離邊界3808得到之回饋資訊。
第8圖顯示控制電路或控制器800，係為第4圖至第7圖所分別對應之控制器422,536,638或722之一種可能的實施例。為了簡化，控制器800僅就第5圖中之電子供電系統500之內文來討論。然而，需理解的是，控制器800是可適用於其他開關電路實施例中。
控制器800包含輸入端802,804以接收一開關節點電壓(例如：Vy5)、或任選一開關電路輸出電壓(例如：Vo5)，於此範例中之輸出電壓係為一直流電壓。控制器800任意地包含一過濾器806以減弱此開關節點電壓之交流分量。於一些實施例中過濾器806亦包含取樣電路(圖未示)，於另一些實施例中，一類比轉數位轉換器電路產生通過輸入端802,804之一電壓之平均電壓之數位訊號表示樣本。過濾器806之輸出端、或如果沒有過濾器806時之輸入端802,804係藉由控制訊號產生器808所接收。控制訊號產生器808產生一訊號810以開啟或關閉一或更多開關裝置(例如：第一開關裝置532)以最大化一開關電路輸出電壓之平均值(例如：Vo5_avg)。於一些實施例中，訊號810包含二或更多分離之訊號，其中，每一訊號對應於各自之開關裝置。驅動電路812驅動一或多個開關裝置以回應訊號810。舉例而言，於開關電路504之一範例中(第5圖)中，第一開關裝置532及第二開關裝置534係為場效電晶體，驅動電路812驅動此電晶體之閘極以回應訊號810。
控制器800更包含一或多個偏壓供電埠用以接收功率以操作控制器800。於一些實施例中，控制器800包含一偏壓供電埠814用以接收由電子供電源502所獲得之電功率。於如此之實施例中，控制器800係至少從電功率源502得到部分功率以使得不需要另外的供電源。控制器800亦可建構以包含一第二偏壓供電埠816以從更多開關電路504之一的輸出端接收電能(例如：由通過負載528之節點546，548間所接收)。舉例而言，於如此之實施例中，驅動電路812係先由電子供電源502取得電能，並接著當開關電路504運作時由開關電路504之輸出端取得電能。由通過串聯之開關電路504的電壓所供電之控制器800可因為如此之電壓典型上高於電子供電源502之電壓而令人滿意，且一高電壓可助於控制開關裝置(例如：第一開關裝置532及第二開關裝置534)。於一些實施例中，控制器800包含一偏壓供電埠818外加於偏壓供電埠814,816、或取代偏壓供電埠814,816。偏壓供電埠818係用以接收從另一供電源820之電能，例如：能量儲存裝置(如一電池)或一備用電源供應器。舉例而言，供電源820可為一電池(例如：一可重複充電電池)，當電子供電源502之電壓太低無法令控制器運作時用以運作控制器800。於一些實施例中，一供電源820供電予數個控制器800。於再一些實施例中，控制器800可藉由一串由二或多個電子供電源502之疊合所取得電能以提供足夠之電壓，甚至每一控制器係追蹤僅一單一供電源之MPP。
於一些實施例中，控制器800更包含一控制器電源供應器822用以轉換或調控由用以藉控制器800之元件所使用之一或多個偏壓供電埠(例如：埠814,816,818)所接收之電功率，例如：驅動電路812及/或控制訊號產生器808。舉例而言，控制器電源供應器822可包含一開關電容器轉換器或線性調節器，用以提高或降低由電子供電源502所獲得之電壓，並藉由驅動電路812之使用以驅動一n通道場效電晶體之閘極。如另一範例，控制電源供應器822可包含一調節器用以提供一已調節之供電源以控制訊號產生器808。
控制器808之一些實施例更包含一SYNCH端822以同步二或多個控制器800之運作。舉例而言，SYNCH端822可被使用以同步並相位偏移於控制器800間產生之閘極驅動訊號。如另一範例，SYNCH端822可被使用以同步開關電路之啟動以致使數個開關電路控制開關同時導通啟動以增加系統輸出電壓達到此系統負載要求之一程度。於一些實施例中，SYNCH端822係耦接至藉由另一供電源所驅動之另一開關電路之一或多個連接端。
在此所討論之開關電路控制器之一些實施例(例如：分別顯示於第4圖至第7圖之控制器422,536,638或722)，係可調整開關裝置工作週期以即時回應於連續樣本之開關節點電壓之平均值的變化。於如此之實施例中，工作週期基於二或多個連續樣本平均開關節點電壓值之數學結合所改變，例如：基於兩個連續樣本平均開關節點電壓值之記號及/或數量。舉例而言，第9圖顯示用以由一電子供電源所擷取之電能、並基於一開關節點電壓之平均值之連續樣本中的變化以使用一開關電路之方法900。雖然方法900根據第5圖所示之電子供電源500及第8圖所示之控制器800來討論說明，但是，方法900並未被限制於這些實施例。
於步驟902中，於一轉換器中間開關節點及一參考節點間一電壓之平均值作為樣本。如此步驟之範例中，過濾電路806(第8圖)決定開關節點電壓Vy5之一平均值並且將此平均值作為樣本(第5圖)。於步驟904，於步驟902所決定之樣本平均值係與先前決定之樣本平均值作比較。舉例而言，控制訊號產生器808可比較從過濾器806得到之最近之樣本平均值與從過濾器806得到之先前樣本平均值。於作決定之步驟906中，係將步驟904之結果來計算。如果最新之樣本平均值係大於先前之樣本平均值時，一控制開關之工作週期係於步驟908中被改變於一第一方向，其中，此第一方向係與工作週期先前所改變之方向為相同之方向。此控制開關之其他工作週期係於步驟910中被改變於一第二方向，其中，此第二方向係與工作週期先前所改變之方向為相反之方向。如步驟906-910之一範例所示，如果工作週期先前於二個最新之樣本平均值間為增加，並且Vy5之一最新之樣本平均值大於Vy5之一先前之樣本平均值，則控制訊號產生器808會增加第一開關裝置534之工作週期。相反地，如果工作週期先前於二個最近樣本平均值間為減少，並且Vy5之一最新之樣本平均值少於Vy5之一先前之樣本平均值，則控制訊號產生器808會降低第一開關裝置534之工作週期。於一些實施例中，於工作週期中所變化之尺寸係總是實質上為相同。於其他一些實施例中，於工作週期中所變化之尺寸可以被架構作為至少於二或多個連續樣本間一數量差之一功能。於再一些實施例中，樣本平均值之更長歷程記錄可被用以決定於工作週期所改變之尺寸。
第10圖至第14圖顯示方法900之一範例，並使用開關電路504之一實施例以至少實質上最大化由一電子供電源502所擷取之電能量。第10圖至第14圖分別係為Vy(係用以表示輸出電能)之平均值對電性耦接至一範例之電子供電源502(例如一光伏裝置)之開關電路504之一實施例之工作週期的曲線圖。每一開關電路504具有一工作週期Dmp對應於此開關電路於一給定之運作狀況下之一最大輸出電能。如先前所述，最大化之一開關電路之輸出電能亦將至少實質上最大化由電性耦接至此開關電路之輸入埠之一電子供電源中所擷取之電能。於第10圖至第14圖之討論中，工作週期係指第一開關裝置532之工作週期。
推測控制訊號產生器808增加工作週期由D1至D2，且控制訊號產生器808決定Vy5之一平均值係增加如藉由比較Vy5之平均值之連續樣本之一結果所得出。如此於Vy5_avg之增加表示開關電路504之運作點向右上至其輸出功率曲線，如第10圖所示之箭頭1002。由於工作週期之最後變化(由D1至D2)會導致於輸出電能之增加，控制訊號產生器808會再次改變工作週期於相同方向以試圖再增加輸出電能。特別是，控制訊號產生器808將工作週期由D2增加至D3並決定如此改變導致開關電路504運作點移動更向上至其輸出功率曲線，如第11圖所示之箭頭1102。因此，控制訊號產生器808再次增加工作週期，本次由D3至D4並試圖再增加輸出電能。
於工作週期由D3增加至D4之後，控制訊號產生器808會決定讓Vy5_average降低，因此，開關電路504之運作點會由於工作週期由D3至D4之變化而移動向下至其輸出功率曲線，如第12圖所示之箭頭1202。控制訊號產生器808因此接著改變工作週期於相反方向，例如：降低工作週期，以試圖移動返回向上之輸出功率曲線。特別是，控制訊號產生器808降低工作週期由D4至D5，並決定讓Vy5_averge如一結果般增加。因此，於工作週期由D4降低至D5導致開關電路504之運作點移動返回向上至其輸出功率曲線，如第13圖所示之箭頭1302。控制訊號產生器808再次降低工作週期從D5至D6，並決定Vy5_average及輸出電能如一結果般地降低，如第14圖所示之箭頭1402。
控制訊號產生器808接著增加工作週期以試圖移動返回向上至輸出功率曲線。控制訊號產生器808繼續調整工作週期增加以試圖最大化Vy5_average，並藉此最大化輸出電能。當控制訊號產生器808決定此輸出電能藉由少於於工作週期中改變所造成之一特定量之變化，其可被包含於此開關電路504係運作於至少近似其輸出功率曲線之最大值。控制訊號產生器808可接著停止調整工作週期並且允許開關電路504以運作於其目前之運作狀態下。然而，控制訊號產生器808可由時間至時間以擾亂工作週期，並求出於Vy5_average所改變之結果以決定是否讓開關電路504仍舊於接近其最大輸出功率點下運作。如果開關電路504不再於接近其最大輸出功率點下運作，控制訊號產生器808將會再次調整增加工作週期以試圖最大化Vy5_average。於一些其他實施例中，控制訊號產生器808可繼續調整工作週期，即使當工作週期接近於Dmp時亦可繼續調整工作週期，以致使工作週期接近Dmp並具有較低損失之效能。
使用具有開關電路404之方法900可去除對於整體MPPT之需求。如第10圖至第14圖對應之範例所示，每一開關電路之功率對電壓之曲線及功率對電流之曲線係典型上具有一單一區域最大功率點之良好表現，係亦為此開關電路之整體之最大功率點。對照包含開關電路404之一系統，其實施方法900將典型上具有一單一最大功率點，藉此去除對於整體MPPT之需求，並且更加簡單化及低成本。同樣地，缺少複數個最大功率點消除了一MPPT系統固定於一區域最大功率點之可能性，其中，區域最大功率點係小於一整體最大功率點。
於方法900中，工作週期並不需要於每一步驟間之相同數量中都被改變。舉例而言，於一些實施例中，當開關電路504運作於其輸出功率曲線之一相對低點時，工作週期藉由相對大之數量所改變，並且當開關電路504運作於其輸出功率曲線之一相對高點時，工作週期藉由一相對小之數量所改變。於一些實施例中，控制訊號產生器808由於Vy5_average中之改變量求出控制電路504運作於其輸出功率曲線上。典型上，於Vy5_average中之大改變係指開關電路504運作於其輸出功率曲線中之一陡峭區域，藉此表示低輸出功率，且於Vy5_average之小改變係指開關電路504運作於其輸出功率曲線中之一相對平緩區域，藉此表示一相對高輸出功率。亦需理解的是，一些實施例使用先前決定之最大功率點運作狀態以更快發現一目前之最大功率點運作狀態。舉例而言，控制訊號產生器808可被建構以初步設定工作週期於一功率上升步驟之後至一數值，係對應於先前之最大功率運作。
此外，於一些實施例中，控制器啟動時間是指於控制器800開始控制工作週期於開關電路功率上升之時間，於此時間點控制器係鬆散地被控制以致使每一開關電路將近似於在一不同之時間點調整其工作週期。如此有效地隨機分佈之工作週期調整於開關電路範例間有助於減少由同時間調整數個開關電路之工作週期所產生之大的瞬變電流之可能性。舉例而言，於一些實施例中，控制器啟動時間係允許以藉由至少於控制器800之範例中之百分之十所改變，例如：藉由使用具有鬆散之容差值之元件。
於控制器800之一些實施例中，係支援產生樣本，即為於中間開關節點之電壓比例所產生之樣本足夠快以使得ΔI /I R 低於ΔD /D R ，其中：(1)ΔI 為於中間開關節點上之電壓平均值之第一連續樣本和第二連續樣本間(例如：Vy5_average之連續樣本)之輸出埠之電流輸出變化(例如：第5圖所示之Io5之變化)，其中第二樣本發生於第一樣本之後；(2)I R =I max -I min ；(3)I max 為此輸出埠之電流輸出之一最大預期值(例如：Io5之最大預期值)；(4)I min 為此輸出埠之電流輸出之一最小預期值(例如：Io5之最小預期值)；(5)ΔD 為於中間開關節點上之電壓平均值之第一連續樣本和第二連續樣本間之一控制開關裝置(例如：開關裝置532)之工作週期之變化；及(6)D R 為於控制開關裝置之一最大預期工作週期及一最小預期工作週期之差值。
如上所述，在此所討論之開關電路控制器之一些實施例係調整開關裝置工作週期以回應一開關節點電壓之平均值之連續樣本中之變化。第15圖顯示一控制訊號產生器1500，係為控制訊號產生器808(第8圖)之一實施例建構以運作於如此之模式下。雖然為了簡單化，控制訊號產生器1500僅對應於電子供電系統500進行討論，但是，控制訊號產生器1500可適用於其他開關電路實施例中。
控制訊號產生器1500包含一過濾及取樣次系統1502，以週期地對開關節點電壓Vy5過慮並產生樣本。因此，次系統1502用以替代於第8圖所示之任一過濾器806。次系統1502輸出值POWER(k)及POWER(k-1)分別為Vy5被過濾且產生樣本之數值。如此數值被標示為「POWER」是因為它們是用以表示相對之開關電路輸出功率，就如同開關電路輸出電流Io5實際於Vy5之連續樣本間並未被改變。POWER(k)表示Vy5之最新過濾且產生樣本之數值，及POWER(k-1)表示Vy5之先前一個過濾且產生樣本之數值。如上所述，於一些實施例中，每一產生樣本週期之起點係鬆散地被控制以有效地隨機分佈於開關電路範例中之工作週期調整。
於一些實施例中，次系統1502包含一類比轉數位之轉換器，且POWER(k)及POWER(k-1)係為數位訊號。然而需理解的是，於很多實施例中POWER(k)及POWER(k-1)將為類比訊號以減少次系統之複雜度。舉例而言，第16圖顯示過濾及取樣次系統1600，係為次系統1502之一可能實施例，並具有類比輸出訊號。次系統1600產生二個輸出訊號POWER(even)及POWER(odd)，係為過濾後之Vy5之連續樣本。舉例而言，於一給定之週期循環中，POWER(even)可表示為POWER(k)，且POWER(odd)可表示為POWER(k-1)。於此範例中，於另一週期循環期間中，POWER(even)將表示為POWER(k-1)，且POWER(odd)將表示為最新之樣本POWER(k)。
於一些實施例中，次系統1600包含二個RC過濾器以過濾Vy5，其中，一第一過濾器包含一電阻器1602及一電容器1604以過濾Vy5以輸出POWER(even)。一第二過濾器包含一電阻器1602及一電容器1606以過濾Vy5以輸出POWER(odd)。因此，兩個過濾器可共享過濾器1602，但每一過濾器包含各自所對應之電容器1604,1606，致使其可具有一共同電容器之過濾及產生樣本之功能。舉例而言，每一過濾器具有一時間定值，係大於第一開關裝置532之一週期。典型上，每一過濾器具有一時間定值係位於少數開關裝置開關週期之階層(例如：第一開關裝置532及第二開關裝置534之少數週期)。次系統1600更包含開關1608,1610，係運作於一互補方式以對Vy5之過濾數值產生樣本。開關1608,1610典型上於開關電路504之一切換頻率之如此低比率下進行切換(例如：低於十分之一)。電容器1604儲存樣本化且過濾之Vy5用以輸出POWER(even)，及電容器1606儲存樣本化且過濾之Vy5用以輸出POWER(odd)。因此，POWER(even)及POWER(odd)可任意從電容器1604及1606產生樣本。
控制訊號產生器1500(第15圖)更包含一比較電路1504建構以比較POWER(k)及POWER(k-1)，並決定是否增加或減少工作週期，用以提供一輸出訊號1506標示是否增加或減少工作週期。特別是，如果POWER(k)係大於POWER(k-1)，則最後於工作週期之變化導致於輸出功率之增加，且比較電路1504因此提供輸出訊號1506標示其工作週期必須於相同方式下被改變。舉例而言，如果POWER(k)大於POWER(k-1)，且工作週期係從週期k-1增加至k，則訊號1506標示工作週期必須再增加。相反地，如果POWER(k)小於POWER(k-1)，且最後於工作週期之變化導致於輸出功率之減少，則比較電路1504因此提供輸出訊號1506標示此工作週期必須於相反方式下被改變。舉例而言，如果POWER(k)少於POWER(k)，且工作週期從週期k-1減少至k，則訊號1506標示此工作週期必須被減少。
訊號1506係耦接至一充電泵電路1508，係產生一輸出訊號1510以標示一期望之工作週期。充電泵電路1508增加或減少工作週期以回應此訊號1506，且典型上係建構以致使工作週期之改變等同於為回應訊號1506之增加量。然而，於工作週期之每一增加或減少之尺寸並非一定需要相等。例如，一正向開關動容器積算器可選擇性地被使用以取代充電泵1508。訊號1510係耦接於PWM電路1512，係產生PWM訊號1514以回應訊號1510。於一些實施例中，訊號1510被過濾以致使工作週期逐漸地變化，而不是突然地助於減少由工作週期之改變所導致於功率階層電感及電容元件中之振鈴(ringing)。PWM訊號1514係耦接以驅動電路，例如第8圖所示之驅動電路812。
於另一些實施例中，控制訊號產生器1500之一些元件或全部元件係可藉由一微控制器執行儲存在一電腦可讀取媒體中之軟體或韌體形式之指令所取代。再者，於一些實施例中，一共同控制器(例如：微控制器)係用以控制數個開關電路。共同控制器可助於複數個開關電路之同步運作，舉例而言，一共同控制器可建構以致使開啟或關閉每一開關電路之控制開關係對於每一其他控制開關具有相位偏移以降低漣波電流量。如同另一範例，共同控制器可被用以數個開關電路之同步啟動以致使數個控制開關同時導通並起動。共同控制器係可任意地電性隔離其所控制之開關電路，例如藉由光學隔離器。
第53圖顯示過濾次系統5300，係為過濾次系統之另一範例，可使用以產生一開關節點電壓之平均值。雖然過濾次系統5300於本文僅針對開關電路504(第5圖)進行討論係為了簡化，但是，過濾次系統5300是可使用在此揭露之其他開關電路來實行。
過濾次系統5300包含一組輸入端5302,5304用以從通過開關電路504之節點520,526接收開關節點電壓Vy5。過濾次系統5300亦包含一組輸出端5306,5308用以輸出開關節點電壓Vy5之平均值(Vy5_avg)。一整合電路5310包含一運算放大器(op-amp) 5312、電阻器5314,5316及電容器5318,5320以整合介於Vy5及Vy5_avg間之差值。整合電路5310之輸出端5322係耦接至一取樣持有電路(sample and hold circuit) 5324，此取樣持有電路5324包含一開關5326及一電容器5328。開關5326通常於相同切換頻率下開關，就如同開關電路504一般。取樣持有電路5324之輸出端5330係任意地藉由單一增益緩衝器5332緩衝以產生Vy5_avg。
整合電路5310致使Vy5_avg等同於Vy5之平均值，且取樣持有電路5324過濾整合電路5310之輸出端5322。取樣持有電路5324具有一正弦函數頻率並與其樣本頻率及其諧波相位於零來回應。開關諧波之任何失真係藉由環繞過濾次系統5300之負向反饋迴路5334所移除。過濾次系統5300通常設定快速，且於一些範例中，係可快速設定如同一單一取樣週期。快速設定時間係通常令人滿意，就如同其允許開關電路504於一高頻率下取得樣本Vy5_avg，藉此潛在地允許工作週期於一對應地高頻率下被改變以提升更快的MPPT。
如上所述，在此所描述之開關電路之一些實施例具有數個操作模式。如此之一些實施例至少部分基於電性耦接之電子供電源之一輸出電壓(例如：電子供電源402之一輸出電壓)以改變其操作模式。舉例而言，第17圖所顯示開關電路504之一實施例之操作狀態或模式之一狀態示意圖1700係預期用以從電性耦接至其輸入埠506之各自所對應之電子供電源502之主要運作或完整運作。如此實施例之開關操作模式如同輸出電壓Vin之函數，係為介於正極輸入節點520及負極輸入節點518、輸間之電壓、輸出電流及溫度。
依據功率提升，開關電路進入一三種狀態模式1702並維持於三種狀態模式1702直到Vin低於一臨界值Lo。當Vin低於Lo時，Vin則會太低而無法使控制器536維持可靠運作。於三種狀態模式1702中，第一開關裝置532及第二開關裝置534會關閉，第二開關裝置534可不管於三種狀態模式中導通電流，例如藉由一內接二極體，於此範例中開關裝置為一MOSFET，並用以對輸出電流Io5提供一旁路路徑。因此，開關電路可以潛在地令一旁路二極體與一光伏裝置並聯，藉此助於降低整體系統部分計數及花費。選擇性地，一二極體可被設置與開關電路之輸出埠並聯，以提供冗餘於開關電路失誤的例子中。
如果Vin大於或等於Lo，則開關電路從三種狀態模式1702轉換至一旁路模式1704。輸出電壓的範圍藉由旁路模式1704所圍繞，Vin則足夠大以穩定運作開關電路504之控制器536，但是，Vin並不足夠大到可以有意義地轉換電子供電源502與負載528間之電能。因此，第一開關裝置532與第二開關裝置534係於旁路模式下被運作以致使工作週期為零，導致第一開關裝置532維持關閉狀態，而第二開關裝置534維持開啟狀態，並藉此分路輸出埠508。因此，於輸出電路530之電流藉由第二開關裝置534繞過開關電路。於此範例中，第一開關裝置534與第二開關裝置534係為MOSFET，通常於旁路模式下運作以獲得較於依據一MOSFET內接二極體、或一外加二極體更多之效率，且如一MOSFET於正向壓降狀態下導通電流通常少於一內接二極體正向壓降。於一些實施例中，當輸出電流Io5超過一溢電流極限臨界值(over-current limit threshold,OCL)時、當Vin超過一溢電壓極限(OVL)時、及/或當開關電路溫度(T)超過一溢溫極限(OTL)時，開關電路皆會以旁路模式1704運作。
當Vin大於或等於L2時，開關電路轉換至MPPT開關模式1706。MPPT開關模式1706之特徵係藉由控制器536調整第一開關裝置532之工作週期以至少實質上最大化開關電路輸出電能，就如同上文對應於第10圖至第14圖之敘述。於一些實施例中，係可必須包含一軟開機模式介於旁路模式1704與MPPT開關模式1706之間，以避免輸出電壓及/或輸出電流過衝(overshoot)。如果於MPPT開關模式1706中Vin下降低於L1，係大於Lo但低於L2，則開關電路會轉換至旁路模式1704。如果T達到OTL或是Io5達到OCL時，開關電路亦將從MPPT開關模式1706轉換至旁路模式1704。
於一些實施例中，如果於MPPT開關模式1706中Vin下降低於L2，工作週期係任意地緩慢降低直到Vin恢復提升高於L2且重新啟動正常MPPT開關模式、或是Vin持續下降且低於L1以致使開關電路轉換至旁路模式1704兩者其中之一狀態為止。當工作週期係以此模式緩慢降低，開關電路係從輸入供電源擷取之輸出功率及電流通常會減少。然而，如此之非必要錯誤處理步驟可利於提供較快之錯誤修復。
雖然在本文中狀態示意圖1700係用以討論開關電路504，需理解的是，在此所討論之其他開關電路亦可建構以運作於類似之模式下。此外，亦需理解的是，開關電路504就如同其他在此所討論之開關電路，是可被建構以運作於不同於狀態示意圖1700所示之模式中。舉例而言，另一些實施例係未包含溢電流防護或溢溫防護。
如上所述，在此所討論之開關電路之一些實施例中，一開關裝置係表面上位於零電壓，例如一空乏式電晶體(depletion mode transistor)，可設置以並聯連結於一開關裝置以提供一電流旁路或分路路徑，藉此會使得不再需要三種狀態模式。舉例而言，於開關電路504之一些實施例中，第二開關裝置534係為一空乏式電晶體，並當Vin過低而無法達到電能擷取功能時，導通電流且提供輸出電流Io5一旁路路徑。第39圖顯示對應於如此實施例之一之狀態示意圖3900。如狀態示意圖3900中所示，如此一實施例並未具有三種狀態模式，但是運作於一旁路模式3902以提高電能直到Vin達到L2為止。此外，此實施例運作於類似於第17圖所示之狀態示意圖1700之一模式。
如上所述之電子供電系統包含數個開關電路具有輸出埠係以串聯方式電性耦接至一負載。於如此之系統中，於連續改變工作週期之期間，輸出電流係實際上維持定值，藉此致使可藉由最大化開關電路輸出電壓之平均值所達到MPPT。選擇性地，MPPT可被實現於包含數個以並聯電性耦接在一起之開關電路之電子供電系統中。舉例而言，第18圖顯示一電子供電系統1800，係包含N個電子供電源1802，其中N為大於一之整數。舉例而言，電子供電源1802係為光伏裝置，例如個別之光伏電池單元、一多接面光伏電池單元之個別接面、或是包含數個電性耦接至光伏電池單元之次模組或電池板(例如：以串聯方式及/或並聯方式電性耦接至光伏電池單元)。電子供電源1802之其他範例包含燃料電池及蓄電池。
系統1800更包含N個開關電路1804。每一開關電路包含一輸入埠1806耦接至各自之電子供電源1802、及一輸出埠1808電性耦接至一負載。接著於下文討論，每一開關電路1804係建構以至少實質上最大化由其各自之電子供電源1802擷取電能量並將之傳送至一負載。因此，開關電路1804係建構於其各自之電子供電源1802至少實質上位於其最大功率點下運作。輸出埠1808係以並聯方式電性耦接於一負載1810，例如一反向器，用以形成一封閉電路，其後係稱為輸出電路1812。每一輸出埠1808由於並聯連結之故，與負載1810具有相同之輸出電壓Vo。
每一開關電路1804包含各自所對應之一第一開關裝置1814，係建構切換於其導通狀態及其未導通狀態之間，以由輸入埠1806轉換電能至輸出埠1808。第一開關裝置1814通常於至少20 kHz之頻率進行切換，其理由就如同前文中對應第4圖所討論之內容。此外，對於相似於前文中對應第4圖所討論之內容，最大電能轉換至負載1810可導致當第一開關裝置1814於20 kHz數值之階層之頻率或較20 kHz更高之頻率下進行切換。
第一開關裝置1814藉由控制器1816所控制，舉例而言，控制器1816具有PWM操作模式及/或PFM操作模式。此外，於一些實施例中，開關電路1804可藉由PWM所控制，每一第一開關裝置1814之開關轉換係由每一其他第一開關裝置1814以同相所取代以致使藉由每一開關電路1804所產生之漣波電流至少部分地刪除掉由每一其他開關電路1804所產生漣波電流。舉例而言，於一些實施例中，包含兩個開關電路1804並分別藉由PWM所控制，每一第一開關裝置1804之開啟係藉由每一其他第一開關裝置1814之開啟轉一百八十度所取代。選擇性地，於一些實施例中，切換頻率係有目的地鬆散地被控制以致使切換頻率將類似於開關電路1804之事例中改變，藉此助於降低由於同時開關複數個開關電路1804所產生之漣波電流及瞬變電流。
每一開關電路1804更包含一電流監測次系統1818係建構以測量流出其輸出埠1808之電流量。雖然電流監測次系統1818係代表性地顯示如同一分離元件，但其可任意地被整合或共同運作至開關電路1804之另一元件中。舉例而言，於一些實施例中，電流監測次系統1818藉由當第一開關裝置1814導通電流時感測通過第一開關裝置1814之電流下降量以決定流出輸出埠1808之電流量。
雖然輸出電壓Vo可由於各種因子的變化而隨著時間改變，例如於負載1810中之一變化，控制器1816係操作更快過電壓Vo可達到之變化。因此，輸出電壓Vo可被考量為固定介於第一開關裝置1814之工作週期中之連續變化，且於開關電路輸出功率之任何變化皆因而導致僅由Io_avg中之變化所得，就如同輸出功率係由電流Io_avg與Vo相乘所得。控制器1816調整第一開關裝置1814之工作週期以藉由最大化開關電路輸出電流Io之平均值(Io_avg)以至少實質上最大化由電子供電源1802擷取之電能量。藉由最大化Io_avg，開關電路輸出功率(就如同由電子供電源1802所擷取之電能)則可至少實質上被最大化。由電子供電源1802所擷取之電能將與開關電路之輸出功率相同，並扣除於開關電路1804中之損失。因此，控制器1816係藉由最大化Io_avg以至少實質上最大化由電子供電源1802之電能。需理解的是，對於如此之MPPT函數係不要求計算功率，藉此潛在地將開關電路1804從要求功率計算之硬體及/或軟體中解脫。開關電路1804之一些實施例係可因此可較習知之MPPT控制器更簡化及/或低成本。然而，於另一些實施例中，開關電路1804決定電能從其各自之輸出埠1808所傳送，例如為了達到更精準之MPPT、及/或於負載1810造成Vo快速變化之應用中達到MPPT等狀況。
如上所述，控制器1816係運作更快於輸出電壓Vo的變化。特別是，如同所給工作週期之變化之百分比，藉由相對於其正常運作範圍量之一較小百分比所達到之Vo的變化，理論上係一非常小之百分比。如此關係藉由使用一相對大輸出電路電容1820數值所提升、及/或藉由在一相對快速比率下改變工作週期所提升，以致使Vo在限制地機會對工作週期中連續的變化間進行改變。然而，為了達到最精準地追蹤電子供電源1802之MPP，工作週期必須不能被改變成快過於在工作週期中一變化之後所產生之瞬變電流。特別是，於工作週期中之一變化導致了具有一時間常數之振鈴現象，此振鈴現象係依附於電子供電源1802之有效電阻及電子供電源1802之旁路電容(圖未示)。
於一些實施例中，控制器1816具有類似於控制器800(第8圖)之一架構，其中改用控制訊號產生器係接收如其輸入一開關電路電流值，即如一輸出電流值(例如：第18圖中之Io)，用以取代一開關節點電壓或一輸出電壓。再者，控制器1816之一些實施例係執行類似第9圖所示之方法900之一方法，其中改用平均輸出電流之樣本，用以取代一開關節點電壓來進行比對，並且令取代平均輸出電壓之平均輸出電流係最大化。
雖然輸出電路電容1820係顯示為單一分離之電容器並與負載1810並聯，但是，輸出電路電容器1820係可包含於開關電路1804及/或負載1810中之電容值。於一些實施例中，輸出電容1820係內附於開關電路1804及/或負載1810之中。
第19圖顯示一電子供電系統1900，係為電子供電系統1800之一實施例，其中開關電路具有一升壓型式拓墣並且以並聯方式與負載耦接。系統1900包含N個電子供電源1902，例如光伏裝置或燃料電池，以及N個電子開關電路1904，其中N係為大於一之整數。開關電路1904係為第18圖所示之開關電路1804之一實施例，且每一開關電路1904包含一輸入埠1906及一輸出埠1908。每一輸入埠1906包含一第一輸入端1910及一第二輸入端1912。第一輸入端1910係電性耦接至電子供電源1902之一負極端1914，而且第一輸入端1910及負極端1914係形成為一負極輸入節點1916之一部分。
系統1900更包含電感1918，係作為應用於開關電路1904之升壓型式轉換器之一能量儲存電感。於第19圖所示之範例中，一電感1918係外接至開關電路1904。第二輸入端1912係電性耦接於一中間開關節點1920，並且電感1918係電性耦接至電子供電源1902之一正極端1922與第二端1912之間。選擇性地，電感1918可電性耦接至電子供電源1902之負極端1914與第一輸入端1910之間。此外，電感1918可任意地被分割成二或更多個電感器，例如：一第一電感器電性耦接至連接端1922與1912之間、以及一第二電感器電性耦接至連接端1914與1910之間。於一些實施例中，電感器1918被分割成二或更多個電感器，至少一部份如此之電感器係任意地磁性耦接以增加總電感值。舉例而言，第19圖顯示聯結於開關電路1904(N)之電感被分割成二個電感器1919，並藉由一磁心(magnetic core) 1921以達到磁性耦接。
於另一些實施例中，電感1918係內附於開關電路1904之中，且電子供電源1902直接耦接至輸入埠1906。舉例而言，電感器1918可電性耦接至第二輸入端1912與中間開關節點1920之間。又如另一範例，電感1918係可電性耦接至第一輸入端1910與負極輸入節點1916之間。此外，電感1918可任意地被分割成二或多個電感器內附於開關電路1904之中，例如：一第一電感器電性耦接至第二輸入端1912與中間開關節點1920之間、及一第二電感器電性耦接至第一輸入端1910與負極輸入節點1916之間。於一些實施例中，電感1918被分割成二或更多電感器並內附於開關電路1904之中，至少一些如此之電感器係被任意地磁性耦接以增加總電感值。
於一些實施例中，電感1918係為連結至電子供電源1902之一電路至少一部份之互連電感，並連接至輸入埠1906。舉例而言，第46圖顯示電子供電系統4600，係為電子供電系統1900之一實施例，其中電感1918包含互連電感4602。於一些實施例中，開關電路1904使用互連電感作為其主要能量儲存電感，如此之互連電感可有目的地達到最佳化。舉例而言，互連導線可被設計為一螺旋形狀以增加互連電感，以致使電流以相同方向流經每一導線中，且各自磁流量亦藉由每一導線流經之電流所產生並彼此相疊加。如此之磁流量總和之增加電感量係藉由導線所形成之繞圈數之平方所得出。因此，如此排列係可特別有利於電感1918並未包含一磁心之一些實施例，即為透過此排列則可增加電感，而無需使用一磁心。於電感1918將一磁心刪除通常可降低成本，並且可去除掉在高電流量下磁心飽和之潛在問題。
每一輸出埠1908包含一第一輸出端1924及一第二輸出端1926。第一輸出端1924電性耦接至負極輸入節點1916。每一輸出埠1908以並聯方式電性耦接至一負載1928(例如：一反向器)以形成一封閉電路，其後係以輸出電路1930表示。
每一開關電路1904更包含一第一開關裝置1932(類似於第18圖中所示之第一開關裝置1814)係電性耦接至中間開關節點1920與第一輸入端1910之間，以及一第二開關裝置1934係電性耦接至中間開關節點1920與第二輸出端1926之間。一控制器1936係控制第一開關裝置1932及第二開關裝置1934之運作，兩者共同運作以從輸入埠1906轉換電能至輸出埠1908。每一開關電路1904進一步包含一電流測量次系統1938，係類似於第18圖所示之電流測量次系統1818。雖然電流測量次系統1938係代表性地繪示成一分離元件，但其係可為開關電路1904之另一元件之一部分、或是與開關電路1904之另一元件共同運作。此外，雖然電流測量次系統1938被繪示為用以測量輸出電流Io19，但是，電流測量次系統1938可選擇性地被建構以測量流入開關電路1904之電流，例如：流入輸入端1912之電流。控制器1936係調整第一開關裝置1932之工作週期以至少實質上最大化開關輸出電流Io19之平均值(Io19 avg)。開關電路輸出電壓(Vo19)在連續變化之工作週期之間維持為實質上定值，並因此，開關電路輸出功率可藉由最大化Io19_avg以達到最大化。
當第一開關裝置1932被關閉時，第二開關裝置1934實行一飛輪功能(freewheeling function)使其導通電流流經電感1918。不同的狀態下，當第一開關裝置1932關閉時，第二開關裝置1934提供一路徑予電流以從第二輸入端1912流至第二輸出端1926。第二開關裝置1934可選擇性地以一二極體來取代，其中，當正向偏壓時，電流會從中間開關節點1920流經此二極體後再流至第二輸出端1908。
於第19圖所示之範例中，開關電路1904共享一共同輸出電容1940，係表示為一或多個電容器並聯於負載1928。使用共同輸出電容1940以取代於開關電路1904中之個別的輸出過濾電容器，係可降低總輸出電容之尺寸與花費，其中漣波電流可於一電容之共同儲存庫中刪除。然而，開關電路1904並不排斥包含輸出電容器，並且如果於輸出電路1930中之寄生電感很明顯時，則可能需要應用到如此之電容器。舉例而言，每一開關電路1904可包含一各自之輸出電容器以最小化可能的電壓尖波(voltage spikes)通過第二開關電路1934。
依據電子供電源1902之特性，一電容器1942通過電子供電源1902是可能有需要的，舉例而言，如果電子供電源1902係為一光伏裝置，電容器1942(儘管是光伏裝置的接面電容)通常被要求以避免從開關電路1904出現漣波電流導致降低光伏裝置之效能。雖然電容器1942係顯示為外接至開關電路1904，但是，此電容器是可選擇性地整合至開關電路1904之中。
第54圖顯示一電流偵測次系統5400，係可被使用作為電流測量次系統1938以實行於開關電路1904之一些實施例，其中，第一開關裝置1932藉由一功率電晶體5402所實行。特別是，次系統5400於輸出端5404所產生之一電流訊號係正比於通過電晶體5402之電壓所得之輸出電流Io19之平均值(Io19_avg)。
電流測量次系統5400包含一第一組開關5406,5408與第二組開關5410,5412,5414係以一互補形式所運作。因此，當開關5406,5408被關閉時，開關5410,5412,5414則會開啟，反之亦然。當電晶體5402被關閉時，一整合器5416係整合於通過功率電晶體5402之電壓與通過一參考電晶體5418之電流間之差值。當電晶體5402被開啟時，開關5406,5408係連接整合器5416之輸入端至電晶體5402,5418，以及當電晶體5402被關閉時，開關5410,5412造成整合器5416之輸入差值成為零。
整合器5416之一輸出端5420係耦接至一取樣持有電路，此取樣持有電路係包含開關5414及電容器5422。此取樣持有電路之輸出端5424係耦接以與轉換導通階層(transconductance stages) 5426,5428相匹配。轉換導通階層5428驅動參考電晶體5418，以及轉換導通階層5426驅動輸出端5404。從連接端5404流出之輸出電流等於Io19_avg/K，其中K係等於當兩個電晶體皆開啟時功率電晶體5402之導電率對參考電晶體5418之導電率之比率。
藉由整合通過功率電晶體5402之電壓與通過參考電晶體5418之電壓間之差值，次系統5400係考量開關電路1904之工作週期中之變量。如果開關5408及5412並未被使用(例如：開關5408持續被開啟且開關5412持續被關閉)，次系統5400將測量流經功率電晶體5402之電流平均值，即如相對於Io19_avg之平均值。此取樣持有電路用以過濾整合器5416之輸出端5420，特別是，取樣持有電路具有一正弦函數頻率以回應其取樣頻率及其諧波為零之狀況。則開關諧波之任何失真狀況可藉由環繞整合器5416之負向反饋回路5430所移除。
電流測量次系統5400通常很快地設置，且於相同範例中，可設置為與一單一取樣循環一樣快。當允許開關電路1904於一高頻率下之樣本Io19_avg，其快速設定時間係通常可令人滿意，藉此潛在地允許工作週期於對應之高頻率下被改變以提升更快之MPPT。
開關電路1804(第18圖)可具有不同於升壓型式拓墣之拓墣。舉例而言，開關電路1804可具有一降壓型式拓墣(例如類似於第5圖及第6圖)、一降壓-升壓型式拓墣、或一隔離式拓墣(例如類似於第7圖)。
於第4圖所示之電子供電系統400中，開關電路係以串聯方式電性耦接在一起，以及於第18圖所示之電子供電系統1800中，開關電路係以並聯方式電性耦接在一起。亦可建構電子供電系統同時使用串聯及並聯在此所揭露之開關電路之實施例。舉例而言，第20圖顯示一電子供電系統2000，係包含二個電池串2002及2004，並以並聯方式電性耦接至一負載2006。於另一實施例中，系統2000包含外加電池串，並以並聯方式電性耦接至負載2006。電池串2002包含M個電子供電源2008、及各自之開關電路2012係電性耦接至所述之M個電子供電源2008，其中M係為大於一之整數，並且，開關電路2012之輸出埠係以並聯方式電性耦接在一起。同樣地，電池串2004包含N個電子供電源2010、及各自之開關電路2014係電性耦接至所述之N個電子供電源2010，其中N係為大於一之整數，並且，開關電路2014之輸出埠係以串聯方式電性耦接在一起。其中，M與N可為相同亦可為不相同。
每一開關電路2012,2014係為第4圖所示之開關電路404之一實施例，且每一開關電路2012,2014係藉由最大化開關電路之輸出電壓之平均值以至少實質上最大化由其各自之電子供電源2008,2010所擷取之電能量。電池串2002包含串聯之一電感2016，係用以共享每一開關電路2012之總量，以及電池串2004包含串聯之一電感2018，係用以共享每一開關電路2014之總量。雖然電感2016,2018代表性地顯示為單一電感，但是，如此之電感器亦可包含數個分離之電感器、及/或分別形成於電池串2002,2004之電路之連結器(例如：導線或匯流排閘)之互連電感。舉例而言，第47圖顯示一電子供電系統4700，係為電子供電系統2000之一實施例，其中，電感2016,2018包含互連電感4702,4704。
舉例而言，電子供電源2008,2010係為光伏電子單元及每一電池串2002,2004，於一些實施例中代表為光伏電池單元之一或多個模組、或是一或多個電池板。又如另一範例，每一電子供電源2008可表示為一多接面光伏電池單元之一單一接面，且每一電子供電源2010可表示為另一多接面光伏電池之一單一接面。
第21圖顯示一電子供電系統2100，係包含兩個電池串2102及2104，並以串聯方式電性耦接至一負載2106。每一電池串2102,2104包含三個電子供電源2108、及各自所對應之一開關裝置2110，係分別電性耦接至其電子供電源2108。於一電池串之數個電子供電源，就等同於以串聯方式連接之電池串數量，是可以被改變的。於一給予之電池串2102,2104中之每一開關電路2110之輸出端係以並聯方式電性耦接在一起。每一開關電路2110係為第18圖所示之開關電路1804之一實施例，係建構以藉由最大化開關電路輸出電流之平均值得以至少實質上最大化由其電子供電源所擷取之電能量。於一實施例中，每一電子供電源2108係為一獨立之光伏電池單元以形成一光伏電池單元之模組或電池板。
於一實施例中，降壓型式開關電路之數個電池串係以並聯方式電性耦接，低於一電池串之任意運作可以負向影響並聯電池串之運作。舉例而言，係考量第57圖，其中顯示一電子供電系統5700包含兩個電池串5702,5704，並以並聯方式電性耦接至一直流匯流排5706，此直流匯流排5706係供電予一負載5708。每一電池串5702,5704包含數個光伏裝置5710，且每一光伏裝置5710係電性耦接至各自所對應之一降壓型式MPPT轉換器5712。於一電池串中之每一MPPT轉換器5712之輸出埠係以串聯方式電性耦接。每一電池串5702,5704必須具有相同電池串電壓Vstring，這是因為此電池串係以並聯方式電性耦接。
在理想的狀況下，每一光伏裝置5710理論上最大功率點位置上之電池單元電流為Imp時電池電壓應符合等於為Vmp，當每一MPPT轉換器5712操作其各自之光伏裝置5710於MPP時，係具有輸出電壓V<Vmp且電池串電流為I<Imp。於如此狀況下，每一電池串具有一電池串電壓Vstring為4*V、且各自所對應之一電池串電流5714為I，以致使每一電池串5702,5704係傳送相等之電能至負載5708。現在推測光伏裝置5710(1),5710(2)產生更少輸出電能或沒有產生輸出電能的狀況下，依舊維持光伏裝置5710(3)-5710(8)產生滿額輸出電能。如此分離電能產量的狀況會發生是因為例如光伏裝置5710發生差異性的遮蔽現象或汙染。
於如此狀況下，降壓型式MPPT轉換器5712(1),5712(2)在電池串電流I的狀況時是不可能產生足夠的輸出電壓，這是因為它們各自之光伏裝置5710(1),5710(2)只有產生很少的電能，甚至沒有產生電能。因此，MPPT轉換器5712(1),5712(2)產生接近於零伏特之一輸出電壓，而此時電池串5702之MPPT轉換器5712(3),5712(4)依舊繼續產生一輸出電壓V。因此，從電池串5702所擷取之最大可得之電能Vtring將接近2*V。
電池串5704亦將必須運作於一電池串電壓為2*V，而非4*V，這是因為電池串5704係以並聯方式電性耦接至電池串5702，而電池串5702之電池串電壓為2*V。因此，雖然電池串5704之MPPT轉換器5712(5)-(8)將繼續操作其各自所對應之光伏裝置5710於其MPP下，電池串電流5714(2)必須近似等於2*I而非I，並藉此增加於MPPT轉換器5712(5)-(8)及系統5700之很多導體連接元件之損失。因此，電池串5702之低電能運作不僅減少此電池串所產生之電能，而且還降低了系統5700其他裝置之效能。再者，負載5708通常要求一最大輸出電壓，且如果電池串5702之電壓下降過低，電池串可能必須與系統5700切斷連結，並且將不再提供任何電能。
如此之潛在問題將會使降壓型式MPPT轉換器中並聯之電池串產生不能電能量，可藉由具有一降壓-升壓型式拓墣之MPPT轉換器來取代降壓型式MPPT轉換器以至少部分達到緩和。舉例而言，第48圖顯示一電子供電系統4800，係包含兩個電池串4802,4804，並以並聯方式電性耦接。系統4800可被修改為包含額外的電池串。電池串4802包含M個電子供電源4806，且電池串4804包含N個電子供電源4808。M與N係非別為大於一之整數，且M與N可為相同之整數，亦可為不相同之整數。
各自之開關電路4810,4812係分別電性耦接至所對應之電子供電源4806,4808。每一開關電路4810,4812具有一降壓-升壓型式拓墣，以致使各自之輸出電壓Vout可被轉換極性，且電壓量係可大於、等於或小於其輸入電壓Vin。每一開關電路4810,4812包含一控制器4814，係用以控制一開關裝置4816，以致使由每一電子供電源4806,4808所擷取之電能至少實質上最大化。每一開關電路更包含一輸入電容器4818、一電感器4820、一二極體4822(係可藉由另一開關裝置所替代以增加效能)、及一輸出電容器4824。電池串4802,4804之輸出端係用以供電至一負載，例如反向器。事實上，每一開關電路4810,4812具有各自所對應之一輸出電容器4824於此範例中係為有利的，當其中負載為一反向器時，輸出電容器4824可降低對於會隨機故障之反向器輸入電容之需求。特別是，反向器通常具有高電壓、會隨機故障之電解輸入電容器，係可至少部分地藉由切換電路輸出電容器4824所替代。於一些實施例中，切換電路輸出電容器4824係為相對低電壓、高可靠度之陶瓷電容器。
於一些實施例中，開關電路4810,4812之切換頻率以鬆散地方式被控制，以致使切換頻率有效率地隨機分佈於開關電路4810,4812之很多範例中，藉此助以降低漣波電流。再者，控制器4814起始時間係任意且鬆散地被控制以有效率地隨機分佈MPPT運作變化於開關電路4810,4812之很多範例中，藉此助於降低MPPT誘發瞬變電流量。
所述降壓-升壓拓墣具有一增強動態範圍，因而相較於降壓拓墣或升壓拓墣(例如前文中第57圖所討論之降壓拓墣)更具優勢。對低於最高效能電池單元之MPP電流之一電池串電流而言，高效能電池單元會提高電壓，而且低效能電池單元會降低電壓。如此特性可助於緩和電子供電源4806，4808所產生之分離電能而導致之問題。舉例而言，如果電子供電源4806(1)之輸出電能下降，對於此下降現象，電池串電流Istring可能會降低，且開關電路4810(1)可能增加其電壓增益用以補償，以致使Vstring1維持穩定。因此，儘管於電子供電源4806,4808之輸出電能發生一變化，電池串電壓仍可維持穩定，以使得一電池串之電能變化並不會影響其他並聯之電池串的運作。此外，事實上，電池串電壓可被維持在一需求階層上，用以防止一電池串將需要從系統4800切斷連結之可能性，這是因為由電池串供電至一負載的電壓過低之故。
雖然第48圖所示之降壓-升壓型式MPPT轉換器，相較於降壓型式MPPT轉換器具有一增加動態範圍之優勢，其開關裝置要求至少此轉換器輸入電壓之一相對高電壓比率加上此轉換器輸出電壓。此外，降壓-升壓型式轉換器具有兩個不連續之輸入電流波形及輸出電流波形，藉此要求主要輸入電容及輸出電容以過濾漣波電流。如此潛在之缺點可藉由以具有一降壓及升壓拓墣之MPPT轉換器(如第58圖所示)來替代降壓-升壓型式MPPT轉換器得以減緩。特別是，第58圖顯示一降壓及升壓型式MPPT轉換器5800包含一輸入埠5801，此輸入埠5801包含輸入端5802,5804並用以電性耦接至一各自之電子供電源。轉換器5800進一步包含一輸出埠5805，此輸出埠5805包含輸出端5806，5808並用以電性耦接至一負載，例如通過於一電池串中之其他MPPT轉換器。一控制器5810控制開關裝置5812,5814,5816,5818以至少實質上最大化由電性耦接至輸入端5802,5804之一電子供電源所擷取之電能量。MPPT轉換器5800亦包含一能量儲存電感器5820，且通常進一步包含輸入電容5822及輸出電容5824。
MPPT轉換器5800可運作於一降壓模式或一升壓模式，以致使一輸出電壓Vout可大於、等於或小於一輸入電壓Vin。特別是，當Vout必須小於Vin時，控制器5810藉由控制裝置5812,5814以調整Vout，並令開關裝置5816持續關閉且開關裝置5818持續開啟，用以操作轉換器5800運作於所述之降壓模式。於一些實施例中，當運作於降壓模式時，控制器5810可操作以控制開關用以至少實質上最大化一電壓，例如一輸出電壓Vout、或是一開關節點電壓之平均值Vx。相反地，當Vout必須大於Vin時，控制器5810藉由控制開關裝置5816,5818以調整Vout，並令開關裝置5812持續關閉且開關裝置5814持續開啟，用以操作轉換器5800運作於所述之升壓模式。於一些實施例中，當運作於升壓模式時，控制器5810可操作以控制開關用以至少實質上最大化一電流，例如流經開關5816之平均電流。
於一些實施例中，轉換器5800之切換頻率係鬆散地被控制，以致使切換頻率有效率地隨機分佈於轉換器5800之很多範例中，藉此助於降低漣波電流。再者，控制器5810起始時間係任意鬆散地被控制以有效率地隨機分佈MPPT運作變化於轉換器5800之很多範例中，藉此助於降低MPPT所誘發之瞬變電流量。
比對降壓-升壓型式之轉換器，例如前文對第48圖之討論，開關裝置5812,5814,5816,5818僅需要具有一電壓比率大於Vin及Vout之最大值，且Vout不為Vin之極性反轉。再者，比對降壓-升壓型式轉換器，於第58圖所示之降壓及升壓轉換器中，輸入電流在升壓模式中係為連續的，且輸出電流在降壓模式中係為連續的。然而，通過第58圖所示之降壓及升壓轉換器之電流路徑總是流經過兩個串聯之開關。
降壓-升壓型式MPPT轉換器(例如第48圖所示)及降壓及升壓型式MPPT轉換器(例如第58圖所示)，分別具有要求各自所對應之一能量儲存電感器之缺點。因此，如此之MPPT轉換器不能利用電池串互連電感作為它們的能量儲存電感器。另外，降壓-升壓型式MPPT轉換器與降壓及升壓型式MPPT轉換器皆具有輸出電壓範圍，此輸出電壓範圍是由開關裝置5812,5814,5816及5818之裝置電壓應力極限所決定。因此，降壓-升壓型式與降壓及升壓型式轉換器通常要求於其輸出埠上具有溢電壓防護(over voltage protection,OVP)，用以防止過度的電壓量所造成之損害。再者，如果電池串中有太多光伏裝置被遮蔽，則一電池串電壓可不需調整到所要求之數值。在如此狀況下，與如上所述之相似缺點可藉由使用電池串優化器以串聯方式電性耦接至一串MPPT轉換器達到減緩之效果。
舉例而言，第49圖顯示一電子供電系統4900，係包含數個電池串4902，且每一電池串4902包含一或多個電子供電源4904(例如：光伏裝置)及各自所對應之一區域MPPT直流至直流轉換器4906，係電性耦接至每一電子供電源4904。舉例而言，直流至直流轉換器4906係為第4圖所示之開關電路之一實施例，用以至少實質上最大化由其各自所對應之電子供電源4904中擷取之電能量。於一電池串4902中之每一直流至直流轉換器4906之輸出端以串連方式電性耦接至一電池串優化器4908，並接合此電池串至一共用直流匯流排4910。直流匯流排4910電性耦接至一負載4912，於一範例中，負載4912係為一反向器。於另一些實施例中，每一電池串優化器4908由各自所對應之一反向器所替代，並且每一反向器之一輸出端電性連結至一共用交流電匯流排。
雖然在此所示之系統4900包含兩個電池串4902，然而，系統4900可包含額外的電池串。每一電池串4902亦不需要具有相同數量之電子供電源4904，並且每一電子供電源4904不需為完全相同。舉例而言，一電子供電源4904可為一單一光伏電池單元，而另一電子供電源4904可為一群以串聯方式及/或並聯方式電性耦接之光伏電池單元，例如一光伏電池板之一光伏次模組。
每一電池串優化器4908轉換通過所有串聯連結之直流至直流轉換器4906之輸出電壓(V_total)至共用直流匯流排4910之電壓(V_bus)。因此，每一電池串優化器4908可使得此電池串4902之MPPT直流至直流轉換器4906於仍然耦接至共用直流匯流排4910的狀況下運作在其最佳輸出電壓。此外，使用電池串優化器4908可提供下述一或更多之優點。第一，因為電池串優化器4908接合直流至直流轉換器4906至直流匯流排4910，直流至直流轉換器4906不需要調整電池串電壓，且因而可成為相對簡單之轉換器，例如降壓型式轉換器。第二，直流匯流排4910之電壓對於負載4912可為最佳化，及/或可被調整到一高位階，以助於降低於直流匯流排4910中之電流量。第三，於此範例中，負載4912為一反向器，事實上，直流匯流排4910之電壓可被調整以允許降低反向器之費用、及/或增加反向器之效能。此外，在直流至直流轉換器4906實行MPPT的狀況下，反向器不需包含MPPT功能。當整體MPPT不再被要求時，如果反向器MPPT功能被包含，則可降低複雜度並增加效能。第四，使用電池串優化器4908允許每一電池串4902以獨立地傳送其最大電能至直流匯流排4910，而不需要被其他電池串所限制。相反地，於系統中不需要電池串優化器4908，一電池串之運作可由操作一串並聯連結之電池串之特性所限制。第五，使用電池串優化器4908可使得直流至直流轉換器4906之一些實施例得以由其所對應之電子供電源4904擷取一實質上固定電流，藉此提高效能，於此範例中，當供電至一直流負載時，電子供電源4904可運作地更有效率。
於一些實施例中，負載4912調整匯流排電壓V_bus，且電池串優化器4908控制另一系統參數。舉例而言，電池串優化器4908之一些實施例係調整電池串電流I_string以接合其各自所對應之直流至直流轉換器至直流匯流排4910。維持I_string為一固定數值可使得利用直流至直流轉換器4906藉由最大化轉換器輸出電壓或開關節點電壓之平均值以實施MPPT，就如同前文對應第4圖所敘述。舉例而言，I_string設置為一固定數值，係大於任一光伏電池單元所預期之最大短路電流、或根據發光變化之一數值，例如一參考用之光伏電池單元之短路電流。如同另依範例，電池串優化器4908之一些其他實施例調整一參數，例如I_string或V_total以達到電池串階層之MPPT。如此之MPPT可相對簡單，這是因為MPPT直流至直流轉換器4906通常具有很好表現之功率轉換曲線，並僅具有一單一區域最大功率點，藉此消除對整體MPPT之需求。
每一電池串優化器4908通常為一開關直流至直流轉換器，例如一升壓型式轉換器，並使用此電池串中之一電感4914。雖然，電感4914在此代表性地繪製為一單一電感器，電感4914可包含數個分離之電感器、及/或電性耦接於直流至直流轉換器4906與電池串優化器4908之導體(例如：導線及/或匯流排閘)之互連電感。於一些實施例中，電感4914由一電池串中之電池串優化器4908及直流至直流轉換器4906兩者所共享。於如此之實施例中，直流至直流轉換器4906不需具有其所擁有之能量儲存電感之優勢。於一些實施例中，每一電池串優化器4908之切換頻率係鬆散地被控制以致使其切換頻率為有效率地隨機分佈。如上所述，切換頻率之隨機分佈有助於降低漣波電流量。於一些實施例中特別需要降低漣波電流量，其中負載4912為一反向器，當如此之漣波電流降低時，可使得反向器輸入電容跟著被降低。此外，於一些實施例中，二或更多電池串優化器4908係同步，以致使這些開關不同相位，並藉此助於降低於直流匯流排4910之漣波電流。
電池串優化器4908之一些實施例包含額外的功能，例如：具有切斷其所對應之各自電池串4902與直流匯流排4910連結之能力，用以回應一外來訊號，例如：用以維持及/或安全之目的。一些實施例亦可包含溢電流防護，反轉電流阻障、及/或具有監測其各自所對應之電池串4902之特性，例如：電池串之溫度、電池串之電壓、及/或電池串之電流。
第50圖顯示一電池串優化器5000，係為電池串優化器4908之一實施例。電池串優化器5000具有一升壓型式拓墣，並且包含一開關裝置5002、一二極體5004及一控制器5006。於一些實施例中，二極體5004由其它開關裝置所替代、或藉由其它開關裝置所補充。電池串優化器5000更包含一輸入端5008，用以連結至一串直流至直流轉換器4906。電池串優化器5000利用電感4914作為其能量儲存電感，就如同上文所述，可為一或多個分離之電感器及/或互連電感。電池串優化器5000進一步包含一輸出端5010，用以連結至直流匯流排4910。一些實施例亦包含輸入電容5011。
控制器5006控制開關裝置5002以調整直流匯流排4910之電壓V_bus。特別是，控制器5006包含一電壓感測部5012，用以感測直流匯流排4910之電壓，以及一任意電流感測部5014，用以感測由電池串優化器5000所處理之電流。於一些實施例中，當開關裝置5002導通電流時，電流感測部5014由感測通過開關裝置5002之一電壓以感測電流。反饋、控制及防護部5016係控制一PWM產生器5018，以回應由電壓感測部5012及電流感測部5014所感測之訊號。PWM產生器5018依序驅動開關裝置5002以調整於直流匯流排4910上之電壓。於另一些實施例中，控制器5006被修改以操作開關裝置5002得以調整一參數，係不同於輸出電壓V_bus，例如：輸入電流I_string或輸入電壓V_total。
於一些實施例中，電池串優化器5000運作於連續狀況模式下以降低輸入漣波電流量。於如此之實施例中，可不需要輸入電感5011。一些實施例係適用以改變操作模式對應於不同電池串電流量之狀態。舉例而言，於一實施例中，當電池串電流量為大數值時，電池串優化器5000運作於連續導通模式中，以及當電池串電流量為小數值時，係運作於非連續導通模式中，用以在大範圍之電池電流量下提高效率。滯後作用(Hysteresis)可被用以防止於連續導通模式與非連續導通模式間之振盪。於大數值之電池串電流量的狀況下，連續導通模式運作通常相較於非連續導通模式運作更有效率。舉例而言，使用一碳化矽二極體(SiC diode)、一氮化鎵二極體(GaN diode)、或一快速回復二極體作為二極體5004，以提高連續導通模式運作之效率。同理，補充二極體5004與一開關裝置運作如一同步整流器，具有一適當或另一控制良好之失效時間部，可最小化或甚至避免二極體反轉回復損失，藉此提高連續導通模式運作之效率。
第51圖顯示一電池串優化器5100，係為電池串優化器4908之另一實施例。電池串優化器5100類似於電池串優化器5000(第50圖)，但是，電池串優化器5100包含兩個功率階層，並以不同相位之方式運作，以助於降低於直流匯流排4910之漣波電流。特別是，電池串優化器5100包含一第一電能階層，其中包含一開關裝置5102、一電感器5104、及一二極體5106，就如同一第二電能階層，其中包含一開關裝置5108、一電感器5110、及一二極體5112。一控制器5114控制開關裝置5102,5108，以致使它們以不同相位運作，用以調整於直流匯流排4910中之電壓。舉例而言，於一些實施例中，開關裝置5102,5108之開關轉換係由每一其他開關裝置轉180度以改變為同相，用以降低於直流匯流排4910之漣波電流，就如同降低輸入電流之漣波電流，藉此可降低或消除對於輸入電容5119及/或輸出電流(圖未示)之需求。電池串優化器5100透過輸入端5116電性耦接至其各自所對應之電池串之直流至直流轉換器4906，且電池串優化器5100透過輸出端5118電性耦接至直流匯流排4910。電池串優化器5110隨意地包含輸入電容5119。類似於第50圖所示之控制器5006，控制器5114包含一電壓感測部5120、一任意電流感測部5112、一回饋、控制及防護部5124、及一PWM產生器5126。雖然一單一控制器5114控制於第51圖所示之實施例中之兩個電能階層，於另一些實施例中，每一電能階層由一分離之控制器所控制。此外，控制器5114可被修改以調整不同參數，例如：輸入電壓或輸入電流，用以替代於直流匯流排4910中之電壓V_bus。
於一些實施例中，電感器線圈5104及5110係藉由一共同磁心以達到磁性耦接，就如由Schultz et al.申請之美國專利第6,362,986號所敎示之內容，並作為參考以聯結至此，以利於降低漣波電流。於另一些實施例中，電池串優化器5100係可被修改以致使每一電能階層連結至一不同電池串4902(例如：電感器5104連結至一第一電池串以及電感器5110連結至一第二電池串)，且電池串優化器5100作為一電池串優化器用於兩個不同之電池串4902。
電池串5100之另一些實施例係為多相轉換器，包含三或多個電能階層，其中一些或全部之電能階層皆運作於不同相位，且一些或全部之電感器係任意地磁性耦接。舉例而言，一選擇特定之實施例包含四個電能階層，其中每一電能階層對於各自所對應之一電池串係作為一電池串優化器。如同另一範例，另一選擇特定之實施例包含四個電能階層，其中一第一電能階層與一第二電能階層對於一第一電池串係作為電池串優化器，以及一第三電能階層與一第四電能階層係對於一第二電池串係作為電池串優化器。
第59圖顯示於一光伏系統中之電池串優化器之另一可能應用。特別是，第59圖顯示一光伏系統5900，係包含N個電池串5904之一組合5902，每一電池串5904具有M個光伏裝置5906，其中N與M分別為大於一之整數。於一些實施例中，光伏裝置5906係為一或多個光伏電池板之一部分。舉例而言，組合5902設置於單一之追蹤裝置，用以追蹤太陽的移動，致使光伏裝置5906指向太陽之位置。於一些實施例中，光伏裝置5906係為具有光集中光學結構之一或多個單一接面或多接面之光伏電池單元。雖然所繪示之每一電池串5904具有相同數量及型式之光伏裝置5906，但是，於電池串5904中光伏裝置5906之數量是可以改變的，且每一光伏裝置5906是不需要具有相同之架構。
一電池串5904之每一光伏裝置5906係電性耦接至各自所對應之一區域MPPT直流至直流轉換器5908。於一些實施例中，直流至直流轉換器5908係為開關電路404(第4圖)。一電池串5904之直流至直流轉換器5908之輸出端以串聯方式電性耦接至一電池串優化器5910，其中電池串優化器5910係類似於第49圖中所示之電池串優化器4908。於一些實施例中，電池串優化器5910為單一相位之升壓拓墣電池串優化器，例如電池串優化器5000(第50圖)。於一些其他之實施例中，電池串5910係為多相位之升壓拓墣電池串優化器，其中具有磁性耦接之能量儲存電感或是不具有磁性耦接之能量儲存電感，例如電池串優化器5100(第51圖)。電池串優化器5910通常設置於一共同外殼5912中，並設置在組合5902上或是鄰近設置於組合5902旁，且一些或全部之電池串優化器5910可甚至為一共同積體電路晶片(圖未示)之一部分。於一些實施例中，組合5902係設置於一追蹤裝置上，外殼5912通常鄰近設置於追蹤裝置但並未位於此追蹤裝置上，例如位於一柱子上或一建築物上，用以最小化於此追蹤裝置之重量。電池串優化器5910由一共同控制器(圖未示)所任意地控制，且電池串優化器5910於一些實施例中彼此運作於不同相位，用以降低直流匯流排5916中之漣波電流。於一些實施例中，一電池串5904之每一區域MPPT直流至直流轉換器5908及每一電池串優化器5910係共享一共同能量儲存電感5914，於一些實施例中，係部份或全部是由電池串互連電感所構成。電池串優化器5910隨意地包含MPPT能力。
電池串優化器5910之輸出端全部饋入至一共用高電壓直流匯流排5916。高電壓直流匯流排5916饋入一反向器5918，係提供電能至一負載，例如一交流供電網5920。只要直流至直流轉換器5908及任意地電池串優化器5910具有MPPT能力時，反向器5918不需要具有MPPT能力。於一些實施例中，直流匯流排5916被維持於一實質上固定之電位，藉此簡化此反向器之結構。於另一些實施例中，電池串優化器5910係結合反向器5918於一單一外殼中，甚至是結合於一單一積體電路晶片上。系統5900可被修改以包含數個組合5902，並分別包含數個電池串5904，其中每一電池串包含各自所對應之一電池串優化器5910。於如此實施例中，電池串5910對於一組合5902通常將被設置鄰近於此組合，例如聯結於此組合之一外殼5912。
第60圖顯示一光伏系統6000，係類似於系統5900，但是，光伏系統6000包含一組合6002，係具有至少一些沒有區域MPPT直流至直流轉換器之電池串，例如使用於其中區域MPPT並非對於所有電池串皆為必需之應用中。組合6002包含具有區域MPPT直流至直流轉換器之電池串5904及不具有區域MPPT直流至直流轉換器之電池串6004兩者。於每一電池串6004之光伏裝置6006係電性耦接至一電池串優化器6008，其通常具有MPPT能力。一些實施例中包含電感6010，藉由對能量儲存電感之電池串優化器6008之使用，且電感6010任意地由部份或整體之電池串互連電感所構成。於另一些實施例中，一電池串6004之光伏裝置6006直接連結至直流匯流排5916，且沒有使用電池串優化器6008。雖然在此為了簡化所繪示之系統6000僅具有一單一電池串6004，但是，於其他實施例可包含額外的電池串6004。此外，電池串5904之數量亦可被改變，且系統6000之另一些實施例更可不包含任何電池串5904。
在此所述之開關電路及電池串優化器之一些實施例係可運作以與其他系統元件進行溝通。舉例而言，電池串優化器4908之一些實施例係可運作以傳送一些或全部關於直流至直流轉換器4906之資訊，例如：用以開始、關閉、及/或進入一旁路模式之指令。可理解的是，關閉直流至直流轉換器4906、或是令直流至直流轉換器4906進入其旁路模式，係用以在一緊急狀況(例如火災)之事件中提高安全性，或是令一或多個電池串4902喪失能量以助於維持或電池串設置。可簡單地理解，除非有其他指令，否則對直流至直流轉換器在表面上被關閉或是進入旁路模式，係以致使所有系統電壓被維持在低於一些安全位能之下。
如另一範例，在此所述之開關電路之一些實施例係可運作以與其它開關電路進行溝通、及/或與一電池串優化器用以交換資訊，例如：狀態資訊、錯誤資訊、及/或操作模式指令。舉例而言，區域直流至直流轉換器4906(第49圖)之一些實施例可運作以傳送狀態及/或錯誤資訊至另一直流至直流轉換器4906及/或電池串優化器4908。如此錯誤及狀態資訊之範例包含轉換器輸入電壓、轉換器輸出電壓、轉換器輸入電流、轉換器輸出電流、轉換器輸入功率、轉換器輸出功率、轉換器元件溫度、電子供電源4904溫度、及/或轉換器錯誤資訊，但並不限於此。於一些實施例中，一電池串優化器4908從一直流至直流轉換器4906接收一錯誤訊號並藉由給定之一作動以回應此錯誤訊號，其中所述作動係如切斷此電池串4902與直流匯流排4910之連結、及/或指示電池串4902之直流至直流轉換器4906關閉或進入其旁路模式。
開關電路與其他裝置間之溝通訊號係任意地包含資訊以確認傳輸裝置及/或預設接收裝置。舉例而言，藉由一開關電路所產生之一錯誤訊號可包含一編碼，用以確認此開關電路。如另一範例，由一電池串優化器所發出之指令用以關閉數個開關電路，所述指令可包含用以確認預設接收開關電路之編碼。
傳送資訊於裝置間之一可能方法係用以調整流經此電池串之電流。舉例而言，開關電路404(第4圖)之一些實施例係可運作以調整流經輸出埠408之電流並於此電流中產生一溝通訊號，藉此傳送資訊至另一元件中，例如：另一開關電路或一電池串優化器。如另一範例，電池串優化器5000(第5圖)之一些實施例係可運作以控制開關裝置5002並於電池串電流I_string中產生一溝通訊號，藉此傳送資訊至區域直流至直流轉換器4906。在此所述之開關電路及電池串優化器之一些實施例，係可運作以對於所流經之電流上之一溝通訊號進行解調或解碼，藉此從一外接裝置接收資訊。舉例而言，直流至直流轉換器4906之一些實施例係可運作以解碼或解調於電池串電流I_string上之一溝通訊號，藉此從一電池串優化器4908或另一裝置中接收指令。
介於裝置(例如：於電池串優化器與開關電路間)間的溝通之其它方法是可能的。舉例而言，系統4900、直流至直流轉換器4906及任意地電池串優化器4908之另一些實施例，係於一菊花鏈型式(daisy chain fashion)中達到溝通耦接。於再一其他實施例中，直流至直流轉換器4906及任意地電池串優化器4908，係透過一單一匯流排達到溝通，此單一匯流排電性隔離於一些或全部之直流至直流轉換器。舉例而言，可藉由使用電容絕緣裝置、光學絕緣裝置或磁性絕緣裝置來達到電性隔離。其它可能之溝通方法包含光學通訊方式及無線通訊方式，但並不以此為限。
於在此所述之開關電路之一些實施例中，如果電流係以相反於正常電流之一方向流經此開關電路之輸出埠，係有對開關電路及/或耦接至此之一電子供電源(例如：光伏裝置)造成損害之危險。為了避免如此之危險，開關裝置可被建構以致使電流僅一單一方向流經它們的輸出埠，例如此開關裝置可為一二極體。舉例而言，於開關裝置504,604(分別顯示於第5圖與第6圖)之一些實施例中，控制器536,638係分別建構以控制開關裝置534,634以致使輸出電流僅以一方向流經輸出埠508,620。另外，一二極體可被以串聯方式嵌入於一開關電路之輸出埠以避免反轉電流流向。當數個開關電路互連以致使它們的輸出埠以串聯方式電性耦接並形成一電池串，一單一二極體可被使用在此串聯之電池串中之任何地方以避免反轉電流流向。舉例而言，第22圖顯示電子供電系統2200之一實施例，係類似於第4圖所示之電子供電系統400。系統2200包含N個電子供電源2202，例如包含複數個光伏裝置之光伏裝置或光伏電池板，其中N為大於一之整數。各自所對應之一開關電路2204，係為第4圖所示之開關電路404之一實施例，並電性耦接至每一電子供電源。開關電路2204之輸出埠係以串聯方式電性耦接至負載2206以形成一封閉電路，其後係稱為輸出電路2208，通常會包含一電感2210。雖然電感2210代表性地繪製為一單一電感器，但是，電感2210可包含數個分離的電感器及/或輸出電路2208之互連電感。輸出電路2208亦包含一單一二極體2212，用以避免反轉流經開關電路2204之輸出埠之電流。
一系統控制裝置可被使用作為一另一二極體以避免反轉電流流向。舉例而言，第23圖顯示一電子供電源2300，係相同於電子供電源2200(第22圖)，但是，其中二極體2212係以一系統控制裝置2302所替代。系統控制裝置2302係以串聯方式電性耦接至輸出電路2208，係可操作如同一二極體，換言之，係限制電流流向為箭頭2304所示之方向。然而，系統控制裝置2302通常包含一或多個額外之構造，例如：(1)具有可依據需求作動如一開關及開放式輸出電路2208之能力；(2)提供短路防護；及/或(3)報告電子供電系統2300之一或多種方面之狀態。舉例而言，於此範例中之電子供電源2202係為一光伏模組之光伏裝置，系統控制裝置2302之一實施例可被建構以報告資訊，例如光伏模組之溫度、模組輸出電壓(例如：通過串聯之開關電路2204之輸出埠之電壓2306)、及/或通過此模組之電流量2308。此外，纇似於前文對應於電池串優化器所討論之行為模式，系統控制裝置2302之一些實施例可操作以與開關電路2204進行溝通，例如命令開關電路2204啟動、關閉、或進入旁路模式、及/或從開關電路2204接收狀態或錯誤資訊。
系統控制裝置2302可包含一開關裝置2310，例如一電晶體，一電流測量次系統2312被建構以測量電流2308，以及一控制次系統2314。控制次系統2314至少部份基於電流測量次系統2312所獲得之資訊以控制開關裝置2310之運作。舉例而言，控制次系統2314使用由電流測量次系統2312所獲得之電流流向資訊以致使開關裝置2310如同一二極體，藉此阻止反轉電流流向。
第24圖顯示系統控制裝置2400，係為系統控制裝置2302之一實施例，且為於一光伏模組之應用。系統控制裝置2400以串聯方式電性耦接至一串N個MPPT裝置2401(例如：開關電路404)，其中N為大於一之整數。每一MPPT裝置2401電性耦接至所各自所對應之一光伏裝置2402。MPPT裝置2401及光伏裝置2402形成一光伏模組，並具有一正極輸出端2404及一負極輸出端2406。於另一實施例中，MPPT裝置2401係由光伏模組中被刪除，且光伏裝置2402直接以串聯方式電性耦接至系統控制裝置2400。
系統控制裝置2400包含一電晶體2408，用以限制電流2410流經此電池串、及一電流測量次系統2412，用以測量電流。舉例而言，電流測量次系統2412係為一電流感測電阻器，如第24圖所示。然而，於另一些實施例中，電流測量次系統2412藉由測量電流以達到較高效能，而無須使用散熱裝置，例如藉由使用Stratakos et al.於美國專利第6,160,441號及第6,445,244號所揭露之系統及方法，並分別聯結至此作為參考。舉例而言，於一些實施例中，電流測量次系統2412藉由感測通過電晶體2408之電壓來測量電流2410。
系統控制裝置2400進一步包含一控制次系統2414，係至少部份基於由電流測量次系統2414所獲得之資訊得以控制電晶體2408之運作。舉例而言，控制次系統2414基於由電流測量次系統2412所獲得之資訊以控制電晶體2408如同一二極體，藉此阻止反轉電流流向。如另一範例，於一些實施例中，如果電流量超過一預設值時，例如一短路現象，系統控制裝置2400作動如同一斷路器(circuit breaker)，其中控制器2414使得電晶體2408得以避免電流2410流過。於一些實施例中，系統控制裝置2400可進一步操作以作動如一開關，其中控制器2414使得電晶體2408得以避免電流2410流過，並回應一訊號以開啟此開關。如此結構之優勢在於可使得此電池串於維持程序期間及/或緊急狀態期間可有效率地被關閉以提高安全性。對照於先前之光伏電池板，其通常不能被關閉，因此將會造成在緊急狀態期間(例如火災或連結至此電池板之一系統中發生短路)仍持續提供電能的狀況發生。
系統控制裝置2400之一些實施例係可操作以監測及報告模組電壓，其中模組電壓係為介於正極輸出端2404及負極輸出端2406間之電壓。舉例而言，一實施例包含電阻器2416,2418之一分壓器(voltage divider)，以降低模組電壓到適合控制器2414之輸入端之階層。舉例而言，控制器2414透過一數位報告輸出端2420或透過專用序列匯流排(圖未示)中之序列通訊得以報告此模組電壓至一外接系統。數位報告輸出端2420藉由如無線通訊、電力線通訊、或是模組電晶體2408產生一小通訊訊號於電流2410上之方法與一外接系統溝通。舉例而言，控制器2414亦被建構透過數位報告輸出端2420或透過專用序列匯流排(圖未示)中之序列通訊以報告模組電流量至一外接系統。
系統控制裝置2400之一些實施例係可操作以透過數位報告輸出端2420報告模組溫度至一外接系統。如此實施例包含一溫度感測器2422，例如一感測器提供一訊號正比於絕對溫度(absolute temperature,PTAT)，並提供溫度資訊至控制器2414。舉例而言，如此之PTAT裝置被整合於與控制器2414共用之一共用積體電路晶片上。此外，溫度感測器2422外接至控制器2414、或者甚至外接至系統控制裝置2400。
系統控制裝置2400通常包含一電源供應器以供電至其內部之電路。於第24圖所示之實施例中，系統控制裝置2400包含一線性調整器，係從電池板輸出端2404,2406所獲得電能。特別是，此線性調整器包含一壓降電阻器2424及一分路調整器2426以調整通過電阻器2424之電流，並藉此調整節點2428與模組輸出端2406間之電壓。
於一些實施例中，電晶體2408被整合於與控制器2414共用之一共用積體電路晶片中。然而，需理解的是，很多實施例中之電晶體2408將為一分離裝置以提供選擇電晶體2408之彈性，得以達到一期望之電壓比率並消除潛在對於電晶體負向影響控制器2414所產生之熱能的問題。
如上所述之開關電路之一些實施例係可被分成數個分離部分。然而，此開關電路之一些實施例中，數個開關電路元件被整合至一單一積體電路封裝中或是一單一積體電路上。舉例而言，如此之整合縮小開關電路的尺寸、降低開關電路的費用、及/或藉由降低元件間所連結之寄生阻抗以增進開關電路之效能。需注意的是，事實上在此所述之開關電路之一些實施例並未包含一明確的能量儲存電感及/或一輸出電容器幫助達到如此之整合。
舉例而言，第25圖顯示一積體電路晶片2500，係包含至少一些元件以形成使用控制器800(第8圖)之開關電路500(第5圖)之一實施例。特別是，第一開關裝置532及第二開關裝置534，就如同驅動電路812，皆被整合至此積體電路晶片2500中。控制訊號產生器808亦可任意地整合至積體電路2500中以致使整體開關電路被內嵌於一單一積體電路晶片中。前文中所述之其他開關電路亦可用以相同方式所整合。
於一些實施例中係包含控制訊號產生器808，控制訊號產生器808監測積體電路晶片2500內部之電壓Vy。因此，於如此之實施例中，對於積體電路晶片2500則不再需要包含一反饋介面端，並且積體電路晶片2500可具有少於三個介面端，藉此達到低成本及小封裝尺寸。
積體電路晶片2500之一些實施例係為覆晶(flip chip)積體電路。如先前技術中所知，於一覆晶中，此晶片之墊片係透過錫球直接連結至緊鄰之中介層上所對應之墊片。如此結構通常致使晶片與緊鄰之中介層間之連結具有相較於使用銲接線連結之結構之較低阻抗。覆晶積體電路之範例可由Burstein et al.所申請之美國專利第6,278,264號及第6,462,522號所得知，且個別聯結至本文中作為參考。第26圖顯示一覆晶積體電路2600，係為第25圖中所示之覆晶積體電路2500之一實施例。舉例而言，覆晶積體電路2600包含第一開關電路532與第二開關電路534(圖未示)及驅動電路812(圖未示)。覆晶積體電路2600藉由錫球2604以電性耦接至一中介層2602，例如一印刷電路板(printed circuit board,PCB)，其中錫球2604僅繪製一些作為代表是為了達到圖示清楚之目的。雖然錫球2604係實質上耦接積體電路2600至中介層2602，但是，一填充物質(圖未示)亦可被設置於晶片2600與中介層2602間以提供更強大之機械耦接。需理解的是，積體電路2500可被實行於不同於覆晶積體電路之其他型式，例如包含導線焊接連結之積體電路之型式。
如上文所討論之數個開關電路亦可整合至一單一積體電路晶片。舉例而言，二或三個開關電路404(第4圖)或開關電路1804(第18圖)可被整合至一單一積體電路晶片。舉例而言，一晶片包含三個開關電路可被使用以提供單一晶片對一三個光伏裝置模組之MPPT。如另一範例，一晶片包含二個開關電路可被使用以提供單一晶片對一二接面之光伏電池單元之接合階層之MPPT。
如此具有複數個開關電路之晶片可提供多於數個分離開關電路之優點。具有數個開關電路之一晶片通常將佔據相較於相同數量之分離式開關電路較少之空間，藉此與相對於具有複數個分離開關電路之一系統相比，可縮小系統尺寸、降低系統費用、及/或釋放空間給其他元件。一系統包含具有數個開關電路之一晶片通常比起具有相同數量之分離開關電路之一系統而言，亦將更簡單、更快速、及/或更便宜。比起數個分離之開關電路而言，整合數個開關電路至一積體電路晶片通常亦會使得開關電路元件彼此更加靠近。元件設置得更加緊密通常具有可降低互連結構中之元件阻抗之優點，藉此可提升系統效率及/或效能。
第27圖顯示一範例，其中複數個開關電路係被整合至一單一積體電路晶片中。特別是，第27圖顯示一積體電路晶片2700(例如：一覆晶積體電路)包含三個開關電路2702，分別為開關電路504(第5圖)之一實施例，並可藉由第27圖所描繪之虛線所顯示。雖然所示之積體電路晶片2700包含三個開關電路2702，晶片2700可包含大於一之任何數量之開關電路2702，例如第6圖所示之開關電路604，可用以類似之方式整合至一單一積體電路晶片中。
每一開關電路2702包含各自之第一輸入端2704及第二輸入端2706，用以連結至各自所對應之一電子供電源(例如：一光伏裝置)。一第一開關裝置2708(類比於第一開關裝置532)係電性耦接至第一輸入端2704與一中間開關節點2710之間，以及一第二開關裝置2712(類比於第二開關裝置534)係電性耦接至中間開關節點2710與第二輸入端2706之間。於第27圖之實施例中，第一開關裝置2708係為一n通道MOSFET，並且每一第二開關裝置2712係為一p通道MOSFET。於另一些實施例中，一些或全部之第一開關裝置2708與第二開關裝置2712係為n通道LDMOS裝置或是其他型式之電晶體。每一開關電路2702進一步包含驅動電路2714(類比於驅動電路812)，用以驅動第一開關裝置2708與第二開關裝置2712。連續開關電路2702藉由一開關電路2702之一正極輸入節點2716至下一個開關電路2702之一中間開關節點2710間之連結達到電性耦接。舉例而言，此連結可由全部在晶片金屬來達成或是以相對導電性之晶片重佈層來達成，以減少額外之互連結構。舉例而言，於一些實施例中，一或多個連結係至少部分地由一半導體基底上所製成之一凸塊下金屬層(under-bump-metallization,UBM)堆疊所達成。UBM堆疊之一些範例及聯結方法皆由Jergovic et al.所申請之美國專利第7,989,953號所揭露，並聯結至本文作為參考。如另一範例，所述連結可通過錫球及一下層中介層之高導電性導體所達成，例如一基底或導線架，用以降低整體電阻。第一輸出端2718及第二輸出端2720各自電性耦接至一底部開關電路2702之一中間開關節點2710及一頂部開關電路2702之一正極輸入節點2716之間。
控制訊號產生器2722(類似於控制訊號產生器808)亦任意地被整合於積體電路晶片2700中。雖然控制訊號產生器2722被繪製如底部開關電路2702(3)之一部分，但是，控制訊號產生器2722可為一不同之開關電路2702之一部分，擴展通過複數個開關電路2702、或是分離於每一開關電路2702。控制訊號產生器2722改變每一開關裝置2708之工作週期，以最大化每一開關電路2702之開關節點電壓Vy27之平均值。
第28圖顯示複數個開關電路整合於一單一積體電路晶片之另一範例。特別是，第28圖顯示積體電路晶片2800係包含兩個開關電路2802，分別為第19圖所示之一實施例。開關電路2802係可由第28圖中所描繪之虛線所顯示。於另一實施例中，積體電路晶片2800包含三個或更多開關電路2802。
每一開關電路2802包含一第一輸入端2804及一第二輸入端2806。第一輸入端2804係用以電性耦接至各自所對應之一電子供電源之一負極端，同時，第二輸入端2806係通過一電感器用以電性耦接至此各自所對應之電子供電源之一正極端。積體電路晶片2800進一步包含第一輸出端2808及第二輸出端2810，並電性耦接至一負載。每一開關電路2802進一步包含一第一開關裝置2812(類比於第19圖所示之第一開關裝置1932)，係電性耦接至第一輸入端2804及第二輸入端2806之間，以及一第二開關裝置2814(類比於第19圖所示之第二開關裝置1934)，係電性耦接至第二輸入端2806及第二輸出端2810之間。於第28圖所示之實施例中，第一開關裝置2812係為一n通道MOSFET、以及第二開關裝置2814係為一p通道MOSFET。於另一實施例中，每一第一開關裝置2812及第二開關裝置2814係為n通道LDMOS電晶體、或其他型式之電晶體。每一開關電路2802之驅動電路2816控制此開關電路之第一開關裝置2812及第二開關裝置2814。
控制訊號產生器2818亦任意地整合至積體電路晶片2800中。雖然控制訊號產生器2818被繪製為底部開關電路2802(2)之一部分，控制訊號產生器2818可為一不同之開關電路2802之一部分、擴展通過複數個開關電路2802、或分離於每一開關電路2802。控制訊號產生器2818改變每一開關裝置2812之工作週期，用以最大化每一開關電路2802之輸出電流Io28之一直流(DC)分量。
第29圖顯示數個開關電路整合至一共用積體電路之再一範例。特別是，第29圖顯示積體電路晶片2900包含兩個開關電路2902，並藉由虛線所描繪出來。積體電路晶片2900進一步包含開關2904,2906以電性耦接至開關電路2902，不是以串聯方式就是以並聯方式達成。舉例而言，當開關2904係位於其A位置(如第29圖所示)且開關2906係為開啟，則開關裝置2902之輸出端係以串聯方式電性耦接。相反地，當開關2904係位於其B位置且開關2906係為關閉時，開關電路2902之輸出端係以並聯方式電性耦接。開關電路2902之互連結構可被改變為串聯及並聯兩者之間，例如，當有令開關電路所併合之輸出電壓為最佳化需求的時候。事實上，積體電路晶片2900可被改變為串聯互連結構及並聯互連結構兩者之間，亦可允許晶片2900之一些實施例可互換使用於並聯及串聯應用中。
每一開關電路2902包含各自之第一輸入端2908及第二輸入端2910，用以連結各自所對應之一電子供電源(例如：一光伏裝置)。一第一開關裝置2912(類比於第一開關裝置532)係電性耦接至第一輸入端2908與一中間開關節點2914之間，以及一第二開關裝置2916(類比於第二開關裝置534)係電性耦接至中間開關節點2914與第二輸入端2910之間。於第29圖之實施例中，第一開關裝置2912係為n通道MOSFET，且每一第二開關裝置2916係為p通道MOSFET。於另一實施例中，每一第一開關裝置2912及第二開關裝置2916係為n通道LDMOS電晶體、或其他型式之電晶體。每一開關裝置2902進一步包含驅動電路2918，用以驅動第一開關裝置2912及第二開關裝置2916。第一輸出端2920及第二輸出端2922係各自電性耦接至一底部開關電路2902之一中間開關節點2914與一頂部開關電路2902之一正極輸入節點2924之間。
控制訊號產生器2926(類比於控制訊號產生器808)亦可任意地被整合至積體電路晶片2900中。雖然控制訊號產生器2926被繪製為分離於開關電路2902，但是，控制訊號產生器2926亦可一或多個開關電路2902之一部分。控制訊號產生器2926改變每一第一開關裝置2912之工作週期，用以最大化所對應之各自開關電路2902之輸出功率。
如上所述，在此所討論之開關電路中，一開關電路之工作週期可被改變以最大化開關電路輸出功率。因此，雖然工作週期之一預期範圍可被於一些應用中所得知，但是，一開關電路通常不能被最佳化於工作週期之一特定數值，這是因為工作週期於電路運作期間將會被改變。因此，在此所述之開關電路之一些實施例包含一或多個開關裝置，係為動態尺寸場效電晶體(field effect transistors,FETs)。如此之動態尺寸FETs分別包含數個獨立之可控制之元件於以並聯方式電性耦接所組成之FETs之型式，其中數個如此組成之FETs係活化以可被改變成動態尺寸之FET。所述之FET之特性可藉由改變其尺寸所被改變，例如：數個如此組成之FETs被活化。舉例而言，整體之FET通道電阻可藉由增加FET尺寸所減少，例如：增加數個如此組成之FETs被活化。然而，當有更多如此之FETs被活化，就會有更大的閘極電容及更多的所聯結之開關損失(推測每一如此組成之FET係藉由一共同驅動器所驅動)。對於每一工作週期，通常有一適當的FET尺寸，係可最小化相關之電阻總和及相關之閘極電容損失。
於此實施例中，包含一動態尺寸FET，FET尺寸可被調整，例如FET工作週期之一功能。舉例而言，當工作週期太大時，FET尺寸被增加以降低通道電阻，這是因為當工作週器過大時，通道電阻通常是造成損失之最重要的原因。相反地，當工作週期小時，如此之實施例可縮小FET尺寸以降低FET閘極電容及所聯結之開關損失，這是因為於低工作週期中開關損失會比通道損失更加明顯。需注意的是，於一些實施例中，FET尺寸亦將至少部份地基於其他開關電路運作特徵以被調整，例如藉由此動態尺寸FET或開關電路輸出功率所處理之電流量。
第30圖顯示一動態尺寸FET 3000，係為一動態尺寸FET之一範例，係可被使用於再此所討論之開關電路中。舉例而言，動態尺寸FET 300可被使用作為各別開關電路404與1804(第4圖及第18圖)中之第一開關裝置418或1814。動態尺寸FET 3000包含N個獨立可控制之元件或所組成之FETs 3002，係以並聯方式耦接至連接端3004,3006之間，其中N係為大於一之整數。於第30圖所示之實施例中，所組成之FETs 3002係為n通道MOSFETS，這是因為如此之MOSFETs具有相對低之通道電阻。然而，組成之FETs 3002可由其他型式達成，例如p通道MOSFETs。
每一組成之FET 3002之閘極係由各自所對應之一驅動器3008所驅動。每一驅動器3008接收一PWM訊號3010作為一輸入訊號，就如同由一動態FET尺寸解碼器3014所產生之一活化訊號3012。動態FET尺寸解碼器3014基於由PWM訊號3010所得出之動態尺寸FET 3000之工作週期以決定數個FET用以活化。於一實施例中，數個組成之FETs 3002藉由FET尺寸解碼器3014所活化，所述FET尺寸解碼器3014係線性正比於工作週期。於另一實施例中，動態FET尺寸解碼器3014依據一分段線性轉換函數以活化組成之FETs 3002，例如：當工作週期位於一第一範圍之數值間時，一第一數量之組成FETs 3002被活化，當工作週期位於一第二範圍之數值間時，一第二數量之組成FETs 3002被活化，以此類推。
如先前所述，在此所述之開關電路之一應用係用以提供光伏裝置之MPPT。如此開關電路之一些實施例可被設置於具有一或多個光伏裝置之一共用封裝中。於本文所述之內容「設置於一共用封裝中」係指一或多個開關電路及一或多個光伏裝置係皆為一共用組件中之一部分，所述之共用組件如一光伏模組或光伏電池板。如此之一光伏裝置之共用封裝及其MPPT電路可提供如下述之優點：(1)減少光伏系統部分數量可致使令系統安裝簡單化，並且降低系統安裝之成本；(2)縮小系統尺寸；及/或(3)因為更加接近各自之光伏裝置之MPPT電路以改進系統效能。
舉例而言，第31圖顯示一光伏系統3100，係包含一光伏電池單元3102及一積體電路晶片3104，並設置於一共同基板3106上。舉例而言，基板3106係為一印刷電路板、一陶瓷基板、聚醯亞胺(polyimide)基板。積體電路晶片3104係電性耦接至光伏電池單元3102，包含一或多個開關電路，例如揭露於此之開關電路，用以提供光伏電池單元3102之MPPT。舉例而言，積體電路晶片3104係為積體電路晶片2500之一實施例，亦可為一覆晶積體電路，如第31圖所示。然而，積體電路晶片3104可具有其他封裝結構。舉例而言，於一些其他實施例中，積體電路晶片3104係以導線焊接至系統3100之一或多個元件，例如光伏電池單元3102。於一些實施例中，積體電路晶片3104包含複數個開關電路以提供基板3106上之複數個光伏電池單元3102之MPPT，或是光伏電池單元3102之複數個接面，於此範例中光伏電池單元3102係為一多接面裝置。於如此之實施例中，舉例而言，積體電路晶片3104係為積體電路2700,2800或2900其中之一。
一輸入電容器3112以並聯方式電性耦接至光伏電池單元3102之輸出端，係任意地包含於系統3100之中。一些實施例亦可包含一輸出電感器、及一或多個輸出電容器。如果存在如此之電容器，係通常設置於基板3106上。需理解的是，光伏系統3100之很多實施例將會利用互聯電感或是分離之電感器外接至系統3100以作為能量儲存電感。然而，如果有需求時，一分離之能量儲存電感器可被設置於基板3106上。如此之實施例進一步包含光學結構3108，用以集中入射光3110於光伏電池單元3102上。於一些實施例中，一些或全部之系統3100係被覆蓋於一阻隔物質(passivation material)之中(例如：環氧合成樹脂(epoxy)或其他陶器物質)，用以防護此系統不會被環境中元素所影響，例如：溼氣。
第32圖顯示一光伏系統之另一範例，係包含一光伏裝置及一開關裝置於一共用組件中。光伏系統3200包含一光伏裝置3202及一積體電路晶片3204設置於光伏電池單元3202之一背面3206，係相對於用以接收入射光3210之一正面3208。積體電路晶片3204係電性耦接至光伏裝置3202，包含一或多個開關電路，例如在此所揭露之開關電路，用以提供光伏裝置3202之MPPT。積體電路晶片3204係可為一覆晶積體電路，如第32圖所示。然而，積體電路晶片3204可具有其他封裝結構。舉例而言，於一些其他實施例中，積體電路晶片3204係以導線接合至光伏裝置3202及/或一任意輸入電容器3212。舉例而言，光伏裝置3202係為單晶矽光伏電池單元、或多晶矽光伏電池單元。於一些實施例中，積體電路晶片3204包含複數個開關電路以提供光伏裝置3202中之每一光伏電池單元之MPPT。類似於第31圖所示之組件3100，輸入電容器3212、一輸出電容器(圖未示)、及/或一能量儲存電感器(圖未示)係任意地設置於背面3206上。
第33圖顯示另一光伏系統，包含一光伏裝置與一開關電路於一共用組件中。特別是，系統3300包含一光伏裝置3302、一積體電路晶片3304、及一任意地輸入電容器3308，係設置於一共用導線架3306上。積體電路晶片3304係電性耦接至光伏裝置3302，包含一或多個開關電路，例如揭露於此之開關電路，用以提供光伏裝置3302之MPPT。積體電路晶片3304可為一覆晶積體電路，如第33圖所述。然而，積體電路晶片3304可具有其他封裝結構。舉例而言，第61圖顯示一光伏系統6100，係類似於第33圖所示之系統3300，但是，包含一積體電路6102藉由導線接合6106電性耦接至一導線架6104。積體電路6102包含一或多個開關電路，如在此所揭露所揭露一般，用以提供光伏裝置3302之MPPT。於一些實施例中，至少一些焊接導線6106直接電性耦接積體電路6102至光伏裝置3302。於另一些實施例中，積體電路6102係藉由一捲帶接合程序(tape-automated bonding process)以電性耦接至導線(lead)。於一些其他實施例中，導線架6104係可藉由一基板所替代，例如一陶瓷基板或聚醯亞胺基板。
第62圖顯示一光伏系統6200，係包含一基板6202、一光伏裝置6204設置於基板6202上方、以及子卡(daughter card) 6206電性耦接至基板6202。於一些實施例中，子卡6206機械式附接至基板6202，如第62圖所示，例如藉由錫球接合及/或通孔針腳所達成。另外，子卡6206係鄰近設置至基板6202並且藉由導線或是其他導體電性耦接至基板6202及/或光伏裝置6204。子卡6206包含一積體電路晶片6208，係包含一或多個開關電路，例如在此所揭露之開關電路，用以提供光伏裝置6204之MPPT。雖然積體電路在此繪製為具有一覆晶封裝結構，但是，晶片6208係可選擇性地具有其他封裝型式。子卡6206任意地包含一輸入電容器6210以並聯方式電性耦接於光伏裝置6204之輸出端。於所述之實施例中，子卡6206係可從基板620分離開來，任意地輸入電容器6210通常位於子卡6206之同一側，如同積體電路晶片6208一般。
第34圖顯示一電子供電系統3400，係包含N個光伏電池板3402，其中N係為大於或等於一之整數。光伏電池板3402之輸出端以串聯方式電性耦接至一負載3404(例如：一反向器)以形成一封閉電路，其後稱為輸出電路3406。僅詳細繪製一光伏電路板3402(1)於第34圖中是為了使圖式清楚。
每一光伏電池板3402包含M個光伏裝置3408，其中M為大於一之整數，並可依據光伏電池板3402之範例而改變。於一些實施例中，每一光伏裝置3408係為一電池板3402之一光伏次模組，其中每一次模組包含複數個光伏電池單元，並以串聯方式及/或並聯方式電性耦接。舉例而言，每一次模組包含一或多列或排之串聯耦接之光伏電池單元於電池板3402中。於一些其他實施例中，光伏裝置3408係採用不同型式，例如：單一或多接面光伏電池單元。每一開關電路3410係電性耦接至各自所對應之光伏裝置3408以提供MPPT。舉例而言，開關電路3410係為開關電路404(第4圖)之一實施例，並且其輸出埠以串聯方式電性耦接在一起。然而，系統3400並不限定使用於開關電路404之實施例，而且系統3400可被修改以使用其他型式之開關電路，例如具有MPPT能力或不具有MPPT能力之傳統降壓轉換器。
開關電路3410主要利用電感3412於輸出電路3406中作為其能量儲存電感。雖然電感3412代表性地繪製為一單一電感器，但是，電感3412可包含數個分離之電感器及/或由導線或其他導體連接元件所形成之互連電感，以形成輸出電路3406。然而，一或多個電池板3402可任意地包含額外之電感3416於此電池板中，用以改良開關電路3410之效能，例如當電感3412係低於最理想之狀態時。舉例而言，額外之電感3416係為此電池板中之一單一分離之電感，如第34圖所示。此外，額外之電感3416可為一電池板中之數個分離電感器，例如串聯連結於連續開關電路3410間。第52圖顯示一電子供電系統5200，係為電子供電系統3400之一實施例，其中開關電路3410利用互連電感5202作為至少其主要之能量儲存電感。
開關電路3410亦利用輸出電路電容3414作為其主要之輸出電容。然而，於一些實施例中，一或多個電池板3402額外包含輸出電容3418，例如用以降低漣波電壓。
系統3400可被修改以致使一些或全部之光伏裝置3408係以其他電子供電源所替代，例如：燃料電池或蓄電池。於如此之實施例中，電子供電源及開關電路3410將不需要成為一電池板之一部分了。再者，於另一些實施例中，開關電路3410及光伏裝置3408係不再整合至電池板中。
第35圖顯示第27圖所示之積體電路晶片2700於一光伏應用之一應用。特別是，晶片2700之輸入埠3502之每一第一輸入端2704及第二輸入端2706係電性耦接至多接面光伏電池單元3508之各自所對應之一第一光伏連接端3504及一第二光伏連接端3506。於多接面光伏電池單元3508中，對每一接面3510之連接端3504,3506係由此電池單元取出，以致使每一接面3510係於此電池單元中電性隔離。
於另一些實施例中，多接面光伏電池單元35係以一分離光譜光伏裝置所替代，所述之分離光譜光伏裝置包含二或更多個分離光伏裝置及光學裝置，用以導引適當波長之光線到至少一些光伏裝置中。每一光伏依序包含一或多個疊合是光伏接面各別適合於一特定波長之光線。舉例而言，第70圖顯示一光伏系統7000，係包含一分離光譜光伏裝置7002電性耦接至積體電路晶片2700。分離光譜光伏裝置7002包含第一分離光伏裝置7004、第二分離光伏裝置7006及第三分離光伏裝置7008，並分別電性耦接至積體電路晶片2700之各自所對應之一輸入埠。第一光伏裝置7004包含兩個疊合式光伏接面7010,7012，以及第二光伏裝置7006與第三光伏裝置7008個別包含一單一光伏接面7014,7016。每一光伏接面7010,7012,7014,7016係適合於個別不同波長之光線。於分離光譜光伏裝置7002中之光學結構(圖未示)有助於導引適當波長之光線至不同光伏接面之功能。
第55圖顯示一電子供電系統5500，係建構以助於最大化由一多接面光伏電池單元所擷取之電能。系統5500包含N個多接面光伏電池單元5502，其中N係為大於一之整數。每一光伏電池單元5502包含一第一接面5504、一第二接面5506及一第三接面5508，並以串聯方式電性耦接，就如同三個連接端5510,5512,5514用以電性接觸此些接面。連接端5510,5514提供電性接觸此串聯疊合之全部三個接面，同時，連接端5512提供電性接觸於第一接面5504與第二接面5506間之一節點。
於一些實施例中，第一接面5504係為一鍺基接面(Germanium based junction)，並具有產生大於第二接面5506與第三接面5508更大電流之能力。因此，如果全部三個接面簡單地以串聯方式連結而無需額外的電路，流經第一接面5504之電流會被第二接面5506及第三接面5508之電流所限制，且底部接面將不能被完整的利用(例如：將不會於其MPP下運作)。然而，系統5500之電路部分地或完整地減緩如此之問題。
特別是，如果接面5504,5506,5508以串聯連結之狀況簡單地運作，而無需額外的電路時，每一第一接面5504係電性耦接至各自所對應之一第一次電路或超額能量提取器5516，以由無法被取得之第一接面擷取額外之能量。特別是，每一超額能量提取器5516藉由升高通過第一接面5504之一電壓V1使得所對應之第一接面於其MPP下運作，並應用此提升之電壓並聯於通過全部三個接面之一電壓Vcell。一第二次電流或區域MPPT轉換器5518電性耦接至通過每一光伏電池單元5502之連接端5510,5514。每一超額能量提取器5516至少實質上最大化由其所對應之第一接面5504所擷取之電能，並且每一區域MPPT轉換器5518至少實質上最大化由所對應之光伏電池單元5502之剩餘接面5506,5508所擷取之電能。
每一組相對應之光伏電池單元5502、超額能量提取器5516及區域MPPT轉換器5518可被考量為一單位之電池單元5520。於一些實施例中，一單位之電池單元5520之每一元件被設置於一共用基板上，例如類似於第31圖至第33圖所示之方式達成。此外，於一些實施例中，一超額能量提取器5516及所對應之區域MPPT轉換器5518係被整合於一共用積體電路晶片上。
區域MPPT轉換器5518可為開關電路404(第4圖)之實施例，其中具有輸出埠以串聯方式連結至一負載5522以形成一封閉電路，其後稱之為輸出電路5524，如第55圖所示。於一些實施例中，區域MPPT轉換器5518利用輸出電路5524之互連電感5526作為它們的主要能量儲存電感，如第55圖所示。選擇性地，區域MPPT轉換器5518可利用一或多個分離電感器(圖未示)作為能量儲存電感。於一些選擇性地實施例中，區域MPPT轉換器係為開關電路1804(第18圖)具有以並聯方式連結之輸出埠之實施例。
第56圖顯示一單位電池單元5600，係為第55圖所示之單位電池單元5520之一實施例。單位電池單元5600包含三接面光伏電池單元5602，類似於光伏電池單元5502(第55圖)，一超額能量提取器5604(有時被稱為一能量交換器)，以及一區域MPPT轉換器5606。超額能量提取器5604運作如一升壓型式轉換器，並具有一輸入埠電性耦接通過此串聯電池串之所有三個接面5608,5610,5612。超額能量提取器5604提高通過一第一接面5608之電壓V1，係與通過電池串中之第一接面5608、一第二接面5610及一第三接面5612之電壓Vcell相同。特別是，超額能量提取器5604包含一控制器5614、一第一開關裝置5616、電感5618、一第二開關裝置5620、一輸入電容器5622、及一輸出電容器5624。電感5618通常為一或多個低電阻分離電感器，雖然於一些實施例中，電感5618至少部分地為一封閉電路之互連電感，此封閉電路包含第一接面5608及超額能量提取器5604。第二開關裝置5620作為一飛輪裝置，並於一些實施例中可由一二極體所替代、或是藉由一二極體所補充。
控制器5614控制第一開關裝置5616之工作週期以至少實質上最大化由第一接面5608所擷取之電能。於一些實施例中，第一開關裝置5616藉由一電晶體所實行，且電流5626利用類似於第54圖所討論之一電路所測量通過此電晶體之一電壓下降量以感測出來。
區域MPPT轉換器5606類似於開關電路504(第5圖)，特別是，區域MPPT轉換器5606包含一控制器5628、一第一開關裝置5630、及一第二開關裝置5632，係可任意由一二極體所替代。區域MPPT轉換器5606包含一輸出埠以並聯方式電性耦接通過光伏電池單元5602之連接端5634,5636，並且區域MPPT轉換器5606透過包含輸出端5638,5640之一輸出埠電性耦接至一負載或其他單位電池單元。類似第5圖所討論之方式中，控制器5628控制第一開關裝置5630之工作週期藉由至少實質上最大化通過輸出端5638,5640之一開關節點電壓Vy56之平均值以至少實質上最大化由光伏電池單元5602所擷取之電能。於單位電池單元5500之一些實施例中，每一控制器5614及5628可由一共用控制器所替代，此共用控制器同時控制超額能量提取器5604及區域MPPT轉換器5606。於一些實施例中，開關裝置5616係被切換成與開關裝置5630不同相位以降低漣波電流。
於第55圖至第56圖中所討論之超額能量提取器與區域MPPT轉換器結構可適用於一不同數量接面之光伏電池單元中。舉例而言，一四接面光伏電池單元之範例中，可使用兩個超額能量提取器以最大化由對應之底部二接面所擷取之電能，而且一區域MPPT轉換器可被使用以最大化由剩餘之頂部二接面所擷取之電能。此外，於此範例中，二或多個超額能量提取器被與一串連續接面一起使用，係可能建構此能量提取器之電壓增益以致使於不論是此電池串中之第一能量提取器或是最後之能量提取器皆具有一增益並會因而被排除，而此時仍舊最大化由其所對應之接面所擷取之電能。
第55圖及第56圖之電子供電系統之變化是可能的，舉例而言，第63圖顯示一電位電池單元6300，係類似於單位電池單5600(第56圖)，但是其中由一底部光伏接面所擷取之能量被轉換至此單位電池單元之輸出端，以替代一MPPT轉換器輸出端。單位電池單元6300包含一三接面光伏電池單元6302，類似於光伏電池單元5502(第55圖)，並包含串聯連結之第一光伏接面6304、第二光伏接面6306及第三光伏接面6308。單位電池單元6300進一步包含一降壓型式MPPT轉換器6310，係具有一輸入埠6312及一輸出埠6314。於一些實施例中，降壓型式MPPT轉換器6310係為開關電路504(第5圖)或開關電路604(第6圖)之一實施例，其中包含一分離之能量儲存電感器。輸入埠6312電性耦接通過串聯連結之全部三個光伏接面6304,6306,6308，並且輸出埠6314電性耦接通過單位電池單元6300之輸出端6316,6318。舉例而言，輸出端6316,6318以串聯方式電性耦接至其他之單位電池單元6300以及一負載。
單位電池單元6300進一步包含一升壓型式MPPT轉換器6320，係包含一輸入埠6322及一輸出埠6324。輸入埠6322電性耦接通過第一光伏接面6304，以及輸出埠6324以並聯方式電性耦接至降壓型式MPPT轉換器6310之輸出埠6314。每一MPPT轉換器6310與6320係可運作以至少實質上最大化由電性耦接通過對應之輸入埠之光伏接面所擷取之電能，藉此提供(1)串聯連結之頂部兩個光伏接面6306,6308及(2)底部光伏接面6304各別之有效MPPT。於一些實施例中，每一降壓型式MPPT轉換器6310及升壓型式MPPT轉換器6320切換為彼此不同相位以最小化漣波電流。轉換器6310,6320任意地分享一或多個共同元件，例如共用控制器，並且可被整合至一單一積體電路晶片中。
升壓型式MPPT轉換器6320通常以一較小之電壓轉換比率之升壓型式轉換器5604(第56圖)一起運作，且升壓型式MPPT轉換器6320因而被預期相較於升壓型式轉換器5604係具有一較高之效率及較低元件電壓應力，並推測所有其他係為相等。然而，單位電池單元6300的結構需要降壓型式MPPT轉換器6310包含一區域能量儲存電感(圖未示)。
第64圖顯示另一單位電池單元6400對一多接面光伏電池單元6402提供MPPT，其中多接面光伏電池單元6402包含串聯連結之第一光伏接面6404、第二光伏接面6406及第三光伏接面6408。單位電池單元6400包含一降壓-升壓型式MPPT轉換器6410，係包含一輸入埠6412及一輸出埠6414。輸入埠6412電性耦接通過串聯連結之第二接面6406及第三接面6408。
單位電池單元6400進一步包含降壓型式MPPT轉換器6416包含一輸入埠6418及一輸出埠6420。輸入埠6418電性耦接通過第二光接面6406及第三光伏接面6408，以及輸出埠6420電性耦接通過單位電池單元之輸出端6422,6424。於一些實施例中，輸出端6422,6424以串聯方式電性耦接至其他單位電池單元6400以及一負載。舉例而言，降壓型式MPPT轉換器6416為開關電路504(第5圖)或開關電路604(第6圖)之一實施例。雖然降壓型式MPPT轉換器代表性地繪製為一分離裝置，但是，轉換器6416之一些實施例係使用包含一輸出電路之互漣電感，其中此輸出電路包含輸出埠6420作為它們的主要能量儲存電感。
降壓-升壓型式MPPT轉換器6410及降壓型式MPPT轉換器6416係分別可運作以至少實質上最大化由電性耦接通過各自之輸入埠之光伏接面中所擷取之電能，藉此對(1)串聯連結之頂部兩個光伏接面6406,6408及(2)底部光伏接面6404各別提供有效之MPPT。轉換器6410,6416任意地切換為與彼此不同相位以降低漣波電流，且轉換器6410,6416任意地共享一或多個共同元件，例如一共用控制器。於一些實施例中，轉換器6410,6416係為一共用積體電路晶片之一部分。
單位電池單元6400超越單位電池單元5600及6300(第56圖及第63圖)之潛在優點係為輸出電壓至降壓型式MPPT轉換器6416通常低於第56圖與第63圖所示之類比轉換器之輸入電壓。如此相對低之輸入電壓提高轉換器6416之運作效能，並可致使元件之使用具有相對低之電壓比率。反過來說，輸入電流流入降壓型式MPPT轉換器6416通常將高於流入第56圖及第63圖所示之類比轉換器之輸入電流，這是因為轉換器6416具有相對低之輸入電壓。
第65圖顯示一單位電池單元6500，係包含二個降壓型式MPPT轉換器6502,6504，用以提供一多接面光伏電持單元6506之MPPT。光伏電池單元6506包含三個光伏接面6508,6510,6512，係以串聯方式電性耦接。降壓型式MPPT轉換器6502之一輸入埠6514電性耦接通過第一光伏接面6508，且降壓型式MPPT轉換器6504之一輸入埠6516電性耦接通過第二光伏接面6510及第三光伏接面6512。降壓型式MPPT轉換器6502,6504之輸出埠6518,6520以串聯方式電性耦接至單位電池單元6500之輸出端6522,6524。舉例而言，輸出端6522,6524以串聯方式電性耦接至額外之單位電池單元6500及一負載。
MPPT轉換器6502及6504係個別至少實質上最大化由電性耦接通過對應輸入埠之光伏接面所擷取之電能量，藉此提供(1)串聯連結之頂部光伏接面6510,6512、及(2)底部光伏接面6508之有效MPPT。雖然每一降壓MPPT轉換器6502,6504代表性地繪製為一分離之轉換器，於一些實施例中，轉換器6502,6504分別使用一封閉電路之互連電感作為其能量儲存電感，此封閉電路包含輸出埠6518,6520。舉例而言，轉換器6502,6504為開關電路504(第5圖)或開關電路604(第6圖)之一實施例，係使用互連電感作為能量儲存電感。轉換器6502,6504任意地切換為彼此不同相位以降低漣波電流，並且轉換器6502,6504可共享一或多個共同元件，例如一共用控制器。於一些實施例中，轉換器6502,6504為一共用積體電路晶片之一部分。
於典型之實施例中，通過第一光伏接面6508之電流量通常實質大於通過頂部光伏接面6510,6512之電流量。然而，因為輸出埠6518,5410以串聯方式電性耦接，每一降壓型式MPPT轉換器6502,6504必須具有相同之輸出電流量，通常係為流經第一接面6508電流之一函數，這是因為接面6508係產生相對大之電流量。結果，流經轉換器6504之輸出埠6520之電流通常高於最適當之電流量，因此造成轉換器6504以低於百分之五十的一工作週期運作，並且降低此轉換器之效率。
單位電池單元6500之另一實施例係僅包含一單一降壓型式MPPT轉換器。舉例而言，第66圖顯示單位電池單元6600，係類似於單位電池單元6500(第65圖)，但將降壓型式MPPT轉換器6502刪除。剩餘之降壓型式MPPT轉換器6504符合流經第一光伏接面6508之電流。如上所述，雖然降壓型式MPPT轉換器6504代表性繪製為一分離之裝置，於一些實施例中，轉換器6504使用互連電感作為其主要儲存電感。單位電池單元6600具有相較於單位電池單元6500較低之成本且較簡單之優點。然而，單位電池單元6600不可如單位電池單元6500一般實行，這是因為第一光伏接面6508可能會限制流經此單位電池單元之電流量。
第67圖顯示一單位電池單元6700，係類似於單位電池單元6500(第65圖)，但將底部降壓型式MPPT轉換器以一升壓型式轉換器所替代。特別是，單位電池單元6700包含一多接面光伏電池單元6702，係包含以串聯方式電性耦接之第一光伏接面6704、第二光伏接面6706及第三光伏接面6708。單位電池單元6700包含一升壓型式MPPT轉換器6710具有一輸入埠6712電性耦接通過第一光伏接面6704，以及一降壓型式MPPT轉換器6714具有一輸入埠6716電性耦接通過第二光伏接面6706與第三光伏接面6708。升壓型式轉換器6710之輸出埠6718及降壓型式轉換器6714之輸出埠6720以串聯方式電性耦接至單位電池單元之輸出端6722,6724。單位電池單元6700之拓墣需要降壓型式MPPT轉換器6714包含一分離之能量儲存電感器(圖未示)。舉例而言，降壓型式MPPT轉換器6714為開關電路604(第6圖)之一實施例，係包含一分離之能量儲存電感器。於一些實施例中，輸出端6722,6724以串聯方式電性耦接至額外之單位電池單元6700及一負載。MPPT轉換器6714及6710係分別可運作以至少實質上最大化由電性耦接通過對應輸出埠之光伏接面所擷取之電能量，藉此提供(1)串聯連結之頂部兩個光伏接面6706,6708、及(2)底部光伏接面6704之有效MPPT。轉換器6710,6714係任意地切換為彼此不同相位以降低漣波電流，並且轉換器6710,6714任意地共享一或多個元件，例如一共用控制器。於一些實施例中，轉換器6710,6714係為一共用積體電路晶片之一部分。
第68圖顯示一單位電池單元6800，係包含二個疊合式MPPT直流至直流轉換器。單位電池單元6800包含一多接面光伏電池單元6802，係包含電性耦接之第一光伏接面6804、第二光伏接面6806及第三光伏接面6808。一降壓-升壓型式MPPT轉換器6810具有一輸入埠6812電性耦接通過第一光伏接面6804。降壓-升壓型式MPPT轉換器之一輸出埠6814電性耦接於第一接面6804與第二接面6806電性耦接之一節點6816以及一降壓型式MPPT轉換器6820之一輸出埠6818之間。輸入埠6818之另一端係電性耦接至串聯疊合之光伏接面6804,6806,6808之一頂部節點6822。因此，輸入埠6818電性耦接通過串聯連接之第二光伏接面6806與第三光伏接面6808以及降壓-升壓之第一光伏接面6804。降壓型式MPPT轉換器6820包含一輸出埠6824電性耦接通過單位電池單元之輸出端6826,6828，其中輸出端6828亦電性耦接至頂部節點6822。於一些實施例中，輸出端6826,6828以串聯方式電性耦接至額外之單位電池單元6800及一負載。雖然降壓型式MPPT轉換器6820代表性地顯示為一分離之轉換器，但是，於一些實施例中，轉換器係使用一封閉電路之互連電感作為其主要能量儲存電感，此封閉電路包含輸出埠6824。於一些實施例中，降壓型式MPPT轉換器6820為開關電路504(第5圖)之一實施例，係利用互連電感作為其能量儲存電感。
降壓-升壓型式MPPT轉換器6810至少實質上最大化由第一光伏接面6804所擷取之電能，以及降壓型式MPPT轉換器6820至少實質上最大化由頂部兩個光伏接面6806,6808以及降壓-升壓之第一光伏接面6804所擷取之電能。因此，轉換器6810,6820共同地提供(1)串聯連結之頂部兩個光伏接面6806,6808、及(2)底部光伏接面6804之有效地MPPT。單位電池單元6800超越單位電池單元5600,6300,6400及6500(第56圖、第63圖至第65圖)之潛在優點在於通過輸出端6826,6828之電壓通常大於其他電池單元之輸出電壓，藉此潛在地降低超額之系統電流。轉換器6810,6820任意地切換為彼此不同相位，並且轉換器6810,6820任意地分享一或多個元件，例如一共用控制器。於一些實施例中，轉換器6810,6820係為一共用積體電路晶片之一部份。
第69圖顯示一單位電池單元6900，包含兩個降壓-升壓型式轉換器6902,6904，其輸出埠6906,6908以串聯方式電性耦接至單位電池單元之輸出端6910,6912。降壓-升壓型式MPPT轉換器6902之一輸入埠6914電性耦接通過一第一光伏接面6916，且降壓-升壓型式MPPT轉換器6904之一輸入埠6918電性耦接通過第二光伏接面6920與第三光伏接面6922。第一光伏接面6916、第二光伏接面6920及第三光伏接面6922以串聯方式電性耦接，並且係為一共用多接面光伏電池單元6924之一部分。
降壓-升壓型式MPPT轉換器6902可運作以至少實質上最大化由第一光伏接面6916所擷取之電能，且降壓-升壓型式MPPT轉換器6904可運作以至少實質上最大化由串聯連結之第二光伏接面6920與第三光伏接面6922所擷取之電能。於一些實施例中，降壓-升壓型式MPPT轉換器6902,6904係可運作以實行MPPT，同時共用運作以維持一固定電壓通過單位電池單元之輸出端6910,6912。因此，通過一串聯連結單位電池單元6900之電池串之電壓可被控制，並且不需使用額外電路，當數個如此串聯之電池串以並聯方式電性耦接時，如此之特性係可為特別之優勢。
雖然沒有特別要求，但是，需理解的是，於很多實施例中每一降壓-升壓型式轉換器6902,6904將可被切換成彼此不同相位，用以最小化漣波電流，及/或可共享至少一些共同元件。此外，於一些實施例中，轉換器6902,6904係為一共用積體電路晶片之一部分。
如上文中對應第63圖至第69圖所討論之系統可適用以使用於具有不同數量接面之光伏電池單元中。舉例而言，單位電池單元6900(第69圖)可被修改成包含一四接面光伏電池單元，其中輸入埠6914,6916分別電性耦接通過對應之一對串聯耦接之光伏接面。
如上文對應第55圖、第56圖、第63圖至第69圖所討論之系統，可適用以使用於一分離光譜光伏裝置中，係包含二或多個分離光伏裝置及光學結構以導引適當波長之光線至此分離之光伏裝置中。舉例而言，電子供電系統5500(第55圖)之另一之實施例中，多接面光伏電池單元5502以一第一分離光伏裝置、第二分離光伏裝置以及光學結構所替代，用以導引適當波長之光線至所述第一光伏裝置及第二光伏裝置中。於此另一實施例中，第一分離光伏裝置包含二個接面，類似於多接面光伏電池單元5502之第二接面5506及第三接面5508，以及第二分離光伏裝置包含一單一接面，係類似於電池單元5502之第一接面5504。
如同先前之討論，在此所討論之開關電路之一些實施例係建構以由電性耦接至各自所對應之一電子供電源(例如：一光伏裝置)取得電能。舉例而言，第36圖顯示一電子供電系統3600包含N個電子供電源3602，其中N係為大於一之整數。舉例而言，電子供電源3602為光伏裝置，例如光伏陣列、分離之光伏電池單元、或一多接面光伏電池單元之分離接面。每一電子供電源3602電性耦接至對應之一開關電路3604，係被建構以至少實質上最大化由電子供電源3602所擷取之電能量。於正常運作狀況期間，每一開關電路3604由其對應之電子供電源3602得到電能。僅開關電路3604(1)之詳細結構被繪製於圖式中是用以提高圖式清楚度。
開關電路3604類似於開關電路504(第5圖)。特別是，每一開關電路3604包含一輸入埠3606、一輸出埠3608、一第一開關裝置3610、一第二開關裝置3612、及一控制器3614。每一輸入埠3606電性耦接至對應之一電子供電源3602，並且每一輸出埠3608以串聯方式電性耦接至一負載3616以形成一封閉電路，其後稱之為輸出電路3618。於每一開關電路3604中，控制器3614控制第一開關裝置3610之工作週期以至少實質上最大化輸出電壓Vo36之平均值，以及當第一開關裝置3610關閉時，第二開關裝置3612提供一路徑予輸出電流Io36。
於每一開關電路中，一二極體3620以並聯方式電性耦接至第二開關裝置3612。二極體3620之陽極電性耦接至一中間開關節點3622，以及二極體3620之陰極電性耦接至一正極輸入節點3624。當不論是第一開關裝置3610或是第二開關電路3612被開啟時，二極體3620提供一旁路路徑予輸出電路電流Io36，例如在電子供電源3602提供過低電能或不提供電能的狀況下。於一些實施例中，二極體3620被整合至第二開關裝置3612中。舉例而言，於此實施例中，第二開關裝置3612為一MOSFET，二極體3620為此MOSFET之一內接二極體。
每一開關電路3604進一步包含一能量儲存裝置3626，例如一充電泵電路，係用以儲存由輸出電路3618之能量。於每一開關電路3604中，當供電源3602無法提供足夠之電能以使控制器3614運作時，能量儲存裝置3626至少部分地供電至控制器3614。於第36圖之實施例中，能量儲存裝置3626透過電性耦接通過輸出埠3608之輸出端3630,3632以接收由輸出電路3618所提供之電能。因此，於如此實施例中，通過二極體3620之一壓降係有效地藉由能量儲存裝置3626升壓轉換成一電壓，係足夠高以至少部分地供電予控制器3614並令第二開關裝置3612運作。然而，於另一實施例中，輸入端3628電性耦接至輸出電路3618以其他方式，例如通過負載3616。
於一些實施例中，當電子供電源3602不能提供足夠電能以令控制器3614運作時，控制器3614被建構以操作第二開關裝置3612於其導通狀態中。因此，於如此狀況下，則輸出電流Io36不再流經二極體3620，改為流經第二開關裝置3612，藉此提高效能，因為通過第二開關裝置3612之一向前壓降通常遠小於通過二極體3620之一向前壓降。當電子供電源3602提供很低之電能或沒有提供電能時，能量儲存裝置3626提供所需之能量致使控制器3614以操作第二開關裝置3612。舉例而言，當通過二極體3620之電壓於一預定時間內超過一預定臨界值時，控制器3614被建構以操作第二開關裝置3612於其導通狀態下，即指電子供電源3602之旁路作用。
於一些實施例中，能量儲存裝置3626週期性地由輸出電路3618之能量對一電容器、一電感器、或是一電池進行充電，並由儲存於電容器、電感器或電池中之能量供電予控制器3614。舉例而言，於第36圖之實施例中，一電容器3634週期性地由輸出端3630,3632中所取得之能量進行充電，並於如此充電時間期間，則不再是第二開關裝置3612於其導通狀態下，而是二極體3620於其導通狀態下。因此，當電子供電源3602提供極低電能或是不提供電能時，二極體3620與第二開關裝置3612選擇性地導通電流以對輸出電流Io36提供旁路路徑。
舉例而言，第37圖顯示開關電路3604(1)之輸出電壓Vo36(1)對時間之曲線圖3700。先前於時間T_FAULT，電子供電源3602(1)係正常地運作，且開關電路3604(1)產生一方波輸出，係具有一峰值為V_NOMINAL。於T_FAULT中，電子供電源3602(1)不再提供電能(例如：由於其錯誤、或是由於一光伏裝置被遮蔽)。控制器3614(1)不再提供電能，且二極體3620(1)導通與藉由系統3600中之其他電子供電源3602所產生之負載電流Io36，導致一輸出電壓等於-V_DIODE。於週期T_CHARGE(1)期間，能量儲存裝置3626(1)被充電-即為當二極體3620(1)導通時，其儲存透過輸出端3630(1),3632(1)由輸出電路3618傳出之能量。於T_CHARGE(1)之一端，能量儲存裝置3626(1)致使控制器3614(1)操作第二開關裝置3612(1)於其導通狀態下於一週期T_DISCHARAGE期間中，以致使輸出電壓Vo36(1)接近於零，這是因為第二開關裝置之低向前壓降之故。於週期T_DISCHARAGE之末端處，能量儲存裝置3626(1)再次被充電於週期T_CHARGE(2)期間中，這時，二極體3620(1)亦再次導通。充電/未充電週期T_CYCLE一直重複直到電子供電源3602(1)重新提供電能、或是輸出電流Io36下降至零為止。T_DISCHARGE通常會實質上大於T_CHARGE，第二開關裝置3612(1)因而通常導通多數之週期T_CYCLE，提供有效之旁路。特別是，當電子供電源3602(1)由於近似於T_CHARGE/T_CYCLE且旁路輸出電流Io36，而不提供電能減少損失時，則能量儲存裝置3626(1)之使用以致使第二開關裝置3612(1)之運作。
需理解的是，開關電路3604提供MPPT功能和活化電子供電源3602之旁路作用。因此，一電子供電系統包含開關電路3604之優勢，則為不需要求額外旁路裝置以達到有效之旁路作用，藉此潛在地降低超額之系統成本、尺寸、及/或複雜度。亦需理解的是，開關電路3604達到活化旁路作用是不需要一額外開關裝置-特別是，第二開關裝置3612於正常MPPT運作期間作為提供一低壓降旁路路徑並且轉換電能。
結構之結合
如上所描述之結構和於下方所請求之申請專利範圍一樣可被以不同方式所結合，而不會悖離其所涵蓋之範疇。下方所描述之範例係為一些可能之結合：
(A1)　用以由一電子供電源所擷取電能之一開關電路，係可包含：(1)一輸入埠，用以電性耦接至電子供電源；(2)一輸出埠，用以電性耦接至一負載；(3)一第一開關裝置，被建構以切換於其導通狀態與其未導通狀態之間，用以由輸入埠轉換電能至輸出埠；(4)一中間開關節點，係轉換於至少兩個不同電壓階層間，至少一部分是由於第一開關裝置切換於其導通狀態與其未導通狀態間；以及(5)一控制器，用以控制第一開關裝置以最大化於中間開關節點上一電壓之平均值。
(A2)　於命名為(A1)之開關電路中，控制器可被採用以重複對中間開關節點上電壓之平均值取樣，並且至少部分地基於至少兩個於中間開關節點上電壓之平均值之連續樣本以控制第一開關裝置之切換。
(A3)　於命名為(A1)或(A2)其中之一開關電路中，控制器可被採用以控制第一開關裝置之切換以回應介於中間開關節點上電壓之平均值之兩個連續樣本間之差異。
(A4)　於命名為(A1)至(A3)中任一之開關電路中，控制器可被採用以控制第一開關裝置之切換以回應介於中間開關節點上電壓之平均值之兩個連續樣本間之差異之一標記。
(A5)　於命名為(A1)至(A4)中任一之開關電路中，控制器可被採用以控制第一開關裝置之切換以回應介於中間開關節點上電壓之平均值之兩個連續樣本間之差異量。
(A6)　於命名為(A1)至(A3)中任一之開關電路中，控制器可被建構以控制第一開關裝置之切換以回應介於中間開關節點上電壓之平均值之兩個連續樣本間之差異之一標記與差異量。
(A7)　於命名為(A1)至(A6)中任一之開關電路中，控制器可包含一取樣電路，被建構以產生至少兩個於中間開關節點上電壓之平均值之連續樣本。
(A8)　於命名為(A7)之開關電路中，所述取樣電路可包含一第一取樣電路及一第二取樣電路，且第一取樣電路可被建構與第二取樣電路於不同時間下對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣。
(A9)　於命名為(A1)至(A8)中任一之開關電路中，控制器可包含一第一低通濾波器及一第二低通濾波器，此第一低通濾波器可被建構對應第一取樣電路產生中間開關節點上電壓之平均值，以及第二低通濾波器可被建構對應第二取樣電路產生中間開關節點上電壓之平均值。
(A10)　於命名為(A9)之開關電路中，第一低通濾波器與第二低通濾波器分別可具有對應之一時間常數，係大於第一開關裝置之一切換週期。
(A11)　於命名為(A9)或(A10)其中之一開關電路中，第一低通濾波器與第二低通濾波器可共享至少一元件。
(A12)　於命名為(A1)至(A11)中任一之開關電路中，開關電路控制器之一起始時間可被鬆散地控制。
(A13)　於命名為(A1)至(A12)中任一之開關電路中，控制器可被建構於一取樣比率下重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此取樣比率係足夠快速以致使流出輸出埠之電流之一百分比變化係少於第一開關裝置之工作週期介於中間開關節點上電壓之平均值之連續樣本間之一百分比變化。
(A14)　於命名為(A1)至(A13)中任一之開關電路中，控制器可被建構於一取樣比率下重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此取樣比率係足夠快速以致使ΔI/I R 係小於ΔD/D R ，其中：ΔI 係為於中間開關節點上電壓之平均值之第一連續樣本與第二連續樣本間輸出埠所輸出之電流變化量，其中第二樣本發生於第一樣本之後；I R =I max -I min ；I max 係為輸出埠所輸出之電流之一最大預期值；I min 係為輸出埠所輸出之電流之一最小預期值；ΔD 係為介於中間開關節點下電壓之平均值之第一連續樣本與第二連續樣本間之第一開關裝置之工作週期之變化量；以及D R 係為第一開關裝置之一最大預期工作週期與一最小預期工作週期間之差異量。
(A15)　於命名為(A1)至(A14)中任之一開關電路中，控制器可被採用於一頻率下重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此頻率係低於第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率。
(A16)　於命名為(A1)至(A15)中任之一開關電路中，控制器可被採用於一頻率下重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此頻率係低於第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率之十分之一。
(A17)　於命名為(A1)至(A16)中任一之開關電路中，輸入埠包含一第一輸入端與一第二輸入端，所述輸出埠可包含一第一輸出端與一第二輸出端，第一開關裝置可電性耦接至第一輸入端與中間開關節點之間，所述開關電路可進一步包含一裝置，係由一第二開關裝置與電性耦接至第二輸入端及中間開關節點間之一二極體所組成之群組中選出，且當第一開關裝置位於其未導通狀態時，此裝置可被建構以對位於第一輸出端與第二輸出端間之電流提供一路徑。
(A18)　於命名為(A17)之開關電路中，第一輸出端可被電性耦接至中間開關節點，以及第二輸出端可被電性耦接至第二輸入端。
(A19)　於命名為(A1)至(A16)中任一之開關電路中，輸入埠可包含一第一輸入端及一第二輸入端，所述輸出埠可包含一第一輸出端及一第二輸出端，所述第一開關裝置可被電性耦接至第一輸入端與中間開關節點之間，所述開關電路可進一步包含一第二開關裝置及一二極體，係分別電性耦接至第二輸入端與中間開關節點之間，以及當第一開關位於其未導通狀態時，所述第二開關裝置及二極體可被建構以對位於第一輸出端及第二輸出端間之電流提供一路徑。
(A20)　於命名為(A1)至(A16)中任一之開關電路中，控制器可被採用以控制第一開關裝置於此開關電路之一第一操作模式中最大化於中間開關節點上電壓之平均值，於此開關電路之一第二操作模式中，所述控制器更可被採用以連續操作此第一開關裝置於其未導通狀態下，所述輸出埠可包含一第一輸出端及一第二輸出端，且開關電路進一步可包含一裝置，係電性耦接至第一輸出端與第二輸出端之間，並當第一開關裝置位於其未導通狀態時，適用以對位於第一輸出端及第二輸出端間之電流提供一路徑。
(A21)　於命名為(A20)之開關電路中，如果電子供電源之電壓量供電予控制器少於或等於一臨界電壓時，控制器可進一步被建構以操作開關電路於第二操作模式下。
(A22)　於命名為(A20)及(A21)其中之一開關電路中，所述電性耦接至第一輸出端及第二輸出端間之裝置係可包含一二極體。
(A23)　於命名為(A20)至(A23)中任一開關電路中，所述電性耦接至第一輸出端及第二輸出端間之裝置係可包含一空乏式電晶體。
(A24)　於命名為(A1)至(A16)中任一開關電路中，所述輸出埠可包含一第一輸出端及一第二輸出端，開關電路可進一步包含一第二開關裝置，係電性耦接至第一輸出端及第二輸出端之間，控制器可被採用以控制第一開關裝置以最大化於開關電路之一第一操作模式中此中間開關節點上電壓之平均值，且於此開關電路於一第二操作模式下，控制器可被採用以連續操作第二開關裝置於其導通狀態。
(A25)　於命名為(A24)之開關電路中，如果一電子供電源之電壓量供電予控制器係大於一第一臨界值、並且小於或等於一第二臨界值，控制器可進一步被採用以操作開關電路於第二操作模式下。
(A26)　於命名為(A24)及(A25)其中之一開關電路中，控制器可進一步被採用以操作開關電路於所述第二操作模式下，係依據(1)由輸入埠轉換至輸出埠之電能係低於一臨界值；(2)通過此輸入埠之電流量係低於一臨界值；(3)流經第一輸出端及第二輸出端之電流超過一臨界值；及(4)開關電路之一溫度超過一臨界值所組成之群組中選出之一事件發生。
(A27)　於命名為(A1)至(A26)中任一之開關電路中，開關電路可進一步包含一偏壓電源供應器埠，且當通過此輸入埠之一電壓量低於一臨界值時，控制器可建構以至少部分地由電性耦接至此偏壓電源供應埠所得到電能。
(A28)　於命名為(A1)至(A27)中任一之開關電路中，第一開關裝置可包含一電晶體，係包含複數個獨立之可控制電晶體元件，至少一些獨立之可控制電晶體元件可被運作以個別地切換它們的導通狀態及未導通狀態之間，且控制器可被建構至少部分地依據第一開關裝置之一工作週期以控制複數個獨立之可控制電晶體元件之一有效數量。
(A29)　於命名為(A1)至(A28)中任一之開關電路中，開關電路可進一步包含一額外之開關裝置，被建構以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，並且用以共同運作於第一開關裝置以由輸出埠轉換電能至輸出埠，所述額外開關裝置可包含一電晶體，係包含複數個獨立之可控制電晶體元件，其中至少一些所述獨立之可控制電晶體元件可運作以個別切換它們的導通狀態與未導通狀態之間，並且控制器可被建構以至少部分地依據此第二開關裝置之一工作週期以控制複數個獨立之可控制電晶體元件之一有效數量。
(A30)　於命名為(A1)至(A29)中任一之開關電路中，控制器可被建構以控制開關電路之運作，以致使流經輸出埠之電流僅於一單一方向。
(A31)　於命名為(A1)至(A31)中任一之開關電路中，第一開關裝置切換其導通狀態與未導通狀態間之一頻率係可被鬆散地控制。
(B1)　用以由一電子供電源擷取電能之一開關電路，係可包含：(1)一輸入埠，用以電性耦接至電子供電源；(2)一輸出埠，用以電性耦接至一負載，其中輸出埠包含一第一輸出端及一第二輸出端；(3)一第一開關裝置，被建構以切換其導通狀態與其未導通狀態之間以由輸入埠轉換電能至輸出埠；(4)一能量儲存裝置；及(5)一控制器，被建構以控制第一開關裝置之切換，用以至少實質上最大化由此電子供電源所擷取之電能量。當一電子供電源電性耦接至輸入埠而不能提供足夠之電能以操作控制器，且電能可於輸出埠被取得時，所述開關電路可被建構以致使(1)能量儲存裝置透過第一輸出端及第二輸出端所取得之能量重複地被充電；及(2)控制器至少部分地由儲存於能量儲存裝置中之能量所取得供電。
(B2)　於命名為(B1)之開關電路中，可進一步包含一第二開關裝置，被建構為當第一開關裝置位於其未導通狀態時，對位於第一輸出端與第二輸出端間之電流提供一路徑，並且當控制器由能量儲存裝置所供電時，控制器可被採用以造成第二開關裝置運作於其導通狀態下。
(B3)　於命名為(B2)之開關電路中，可進一步包含一二極體，係以並聯方式電性耦接至所述第二開關裝置。
(B4)　於命名為(B3)之開關電路中，所述第二開關裝置及二極體可為一電晶體之一部分。
(B5)　於命名為(B3)及(B4)其中之一開關電路中，開關電路可被建構以致使當電性耦接至輸入埠之電子供電源不能提供足夠之電能以令控制器運作，且電能可取得於輸出埠時，所述第二開關裝置及二極體交替導通第一輸出端與第二輸出端間之電流。
(B6)　於命名為(B5)之開關電路中，所述第二開關裝置可相對於所述二極體於一較長時間下導通電流。
(B7)　於命名為(B1)至(B6)中任一開關電路中，輸入埠可包含一第一輸入端及一第二輸入端，開關電路可進一步包含一中間開關節點，所述第一開關裝置可被電性耦接於第一輸入端與中間開關節點之間，且開關電路可進一步包含一第二開關裝置，係電性耦接於第二輸入端與中間開關節點之間，以及控制器可進一步被採用以控制第一開關裝置之切換以最大化通過第二開關裝置電壓之平均值。
(C1)　用以由至少二個電子供電源擷取電能之開關電路，可包含：(1)第一輸入埠、第二輸入埠及一輸出埠；(2)一第一次電路，包含一第一開關裝置適用以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，用以由第一輸入埠轉換電能至第二輸入埠；(3)一第二次電路，包含一第二開關裝置建構以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，用以由第二輸入埠轉換電能至輸出埠；以及(4)一控制器，適用以控制至少第一開關裝置與第二開關裝置之切換，用以至少實質上最大化由電性耦接通過此第一輸入埠之一電子供電源以及電性耦接通過第二輸入埠至一負載之一電子供電源之功率轉換，其中所述負載電性耦接至輸出埠。
(C2)　於命名為(C1)之開關電路中，所述第一次電路可包含一開關電路，係具有一升壓拓墣。
(C3)　於命名為(C1)之開關電路中，所述第一次電路可包含一開關電路，係具有一降壓-升壓拓墣。
(C4)　於命名為(C1)至(C3)中任一開關電路中，所述第二開關裝置及一第三開關裝置係可以串聯方式電性耦接通過第二輸入埠，當第二開關裝置位於其未導通狀態時，此第三開關裝置亦可被電性耦接通過輸出埠，且此第三開關裝置可對通過輸出埠之電流提供一路徑。
(C5)　於命名為(C1)至(C4)中任一開關電路中，控制器可被適用以切換使第一開關裝置與第二開關裝置彼此不同相位。
(C6)　於命名為(C1)至(C5)中任一開關電路中，控制器可被建構以至少實質上最大化位於第二次電路之一開關節點上一電壓之平均值。
(D1)　用以由一電子供電源擷取電能之一開關電路，可包含：(1)一輸入埠，用以電性耦接至此電子供電源、及一輸出埠，用以電性耦接至一負載；(2)第一開關裝置及第二開關裝置以串聯方式電性耦接至此輸入埠；(3)第三開關裝置及第四開關裝置以串聯方式電性耦接至此輸出埠；(4)一能量儲存電感器，以串聯方式電性耦接於第一開關節點與第二開關節點之間，所述第一開關節點係為第一開關裝置與第二開關裝置電性耦接之一節點，所述第二開關節點係為第三開關裝置與第四開關裝置電性耦接之一節點；以及(5)一控制器，用以控制第一開關裝置、第二開關裝置、第三開關裝置及第四開關裝置之運作。所述控制器可適用以控制上述之開關裝置，以致使(1)於開關裝置之一第一操作模式下，第一開關裝置、第二開關裝置以及能量儲存電感器全體運作如一降壓轉換器以至少實質上最大化由電子供電源所轉換至負載之電能；以及(2)於開關裝置之一第二操作模式下，第三開關裝置、第四開關裝置以及能量儲存電感器全體運作如一升壓轉換器以至少實質上最大化由電子供電源轉換至負載之電能。
(D2)　於命名為(D1)之開關電路中，控制器可適用以(1)於此開關電路之第一操作模式下，連續操作第三開關裝置於其導通狀態以及第四開關裝置於其未導通狀態；以及(2)於此開關電路之第二操作模式下，連續操作第一開關裝置於其導通狀態以及第二開關裝置於其未導通狀態。
(D3)　於命名為(D1)或(D2)其中之一開關電路中，控制器可適用以於此開關電路之第一操作模式中，令第一開關裝置及第二開關裝置切換於它們導通狀態及未導通狀態間之一頻率至少為200千赫(kilohertz)，且控制器可適用以於此開關電路之第二操作模式中，令第三開關裝置及第四開關裝置切換於它們導通狀態及未導通狀態間之一頻率至少為200千赫，並且此開關電路可進一步包含一多層陶瓷電容器，係電性耦接通過所述輸入埠。
(D4)　於命名為(D1)至(D3)中任一之開關電路中，於此開關電路之第一操作模式及第二操作模式至少其中之一運作下，控制器可適用以至少實質上最大化通過輸出埠之一電壓之平均值。
(D5)　於命名為(D1)至(D4)中任一之開關電路中，如果通過輸入埠之一電壓下降至低於一臨界值時，控制器可適用以藉由此開關電路減少由電子供電源所擷取之電流量。
(E1)　一種用以操作耦接於一電子供電源之一開關電路之方法，以致使由此電子供電源中所擷取之電能量係為至少實質上最大化，所述方法可包含下列步驟：(1)重複決定位於此開關電路中一中間開關節點上一電壓之平均值；(2)比較此中間開關節點上電壓之一最新平均值與此中間開關節點上電壓之一先前平均值；(3)如果此最新平均值大於先前平均值時，調整開關電路之一開關裝置之一工作週期於一第一方向；以及(4)如果此最新平均值小於先前平均值時，調整開關裝置之工作週期於一第二方向，此第二方向與第一方向相反。
(E2)　命名為(E1)之方法可進一步包含：如果電子供電源之一輸出電壓下降低於一第一臨界值時，調整開關裝置之切換以降低開關電路之一輸出功率。
(E3)　命名為(E1)或(E2)其中之一方法可進一步包含：如果電子供電源之一輸出電壓低於一第二臨界值時，取消此開關裝置之切換。
(E4)　命名為(E1)至(E3)中任一之方法可進一步包含：如果電子供電源之一輸出電壓低於一第三臨界值時，連續操作開關電路中之至少一開關裝置於其導通狀態下。
(E5)　命名為(E1)至(E4)中任一之方法可進一步包含：如果電子供電源之一輸出電壓下降至低於一臨界值時，藉由所述開關電路以減少由電子供電源所擷取之電流量。
(E6)　命名為(E1)至(E5)中任一之方法可進一步包含：以一頻率重複地決定在中間開關節點上電壓之平均值，此頻率係低於切換開關裝置於其導通狀態與未導通狀態之一頻率。
(E7)　命名為(E1)至(E6)中任一之方法可進一步包含：以一頻率重複地決定在中間開關節點上電壓之平均值，此頻率係低於切換開關裝置於其導通狀態與未導狀態之一頻率之十分之一。
(F1)　一種用以操作一開關電路以接合一電子供電源與一負載之方法，可包含下列之步驟：(1)於此開關電路之一第一操作模式下，控制此開關電路之一第一開關裝置之切換以至少實質上最大化由此電子供電源轉換至負載之一電能量；及(2)於此開關電路之一第二操作模式下，對由此負載流至開關電路之電流提供一分路路徑。
(F2)　命名為(F1)之方法可進一步包含：如果電子供電源之一輸出電壓下降至低於一第一臨界值時，轉換第一操作模式至第二操作模式。
(F3)　命名為(F1)或(F2)其中之一方法可進一步包含：如果流經電子供電源及開關電路間之一電流量下降至低於一第二臨界值時，轉換第一操作模式至第二操作模式。
(F4)　命名為(F1)至(F3)中任一方法可進一步包含：如果由電子供電源轉換至負載之一電能量下降至低於一第三臨界值時，轉換第一操作模式至第二操作模式。
(F5)　於命名為(F1)至(F4)中任一方法中，開關電路可包含一第一輸出端與第二輸出端，用以電性耦接至所述負載，且此方法可進一步包含：於第二操作模式中，分路第一輸出端與第二輸出端。
(F6)　於命名為(F5)之方法中，所述分路之步驟可包含：操作一第二開關裝置電性耦接通過第一輸出端與第二輸出端達到其導通狀態。
(F7)　命名為(F6)之方法可進一步包含：於第二操作模式中，連續操作第二開關裝置於其導通狀態下。
(F8)　命名為(F1)至(F7)中任一方法中可進一步包含：於第二操作模式中，由包含所述負載之一電路中擷取電能以至少部分供電予此開關電路。
(G1)　一種用以操作耦接至一電子供電源之一開關電路之方法，以致使由此電子供電源中所擷取之一電能量係為至少實質上最大化，可包含下列之步驟：(1)重複地決定開關電路之一運作特徵；(2)比較此運作特徵之一最新數值與此運作特徵之一先前數值；(3)如果此運作特徵之最新數值大於此運作特徵之先前數值時，令一最大功率點追蹤調整致使此開關電路於一第一方向；以及(4)如果此運作特徵之最新數值小於此運作特徵之先前數值時，令一最大功率點追蹤調整致使此開關電路於一第二方向，此第二方向係相反於第一方向。
(G2)　於命名為(G1)之方法中，所述開關電路之運作特徵可為此開關電路之一中間開關節點上一電壓之平均值。
(G3)　於命名為(G1)或(G2)其中之一方法中，所述令一最大功率點追蹤調整致使此開關電路於第一方向之步驟可包含：藉由一第一預期數量調整此開關電路之一運作參數；以及所述令一最大功率追蹤調整致使此開關電路於第二方向之步驟可包含：藉由一第二預期數量調整此開關電路之一運作參數。
(G4)　於命名為(G1)至(G3)中任一之方法中，所述令一最大功率點追蹤調整致使開關電路於第一方向之步驟可包含：藉由一第一數量調整此開關電路之一運作參數，其中第一數量係為介於運作特徵之最新數值與運作特徵之先前數值間差異之一函數；以及所述令一最大功率點追蹤調整致使開關電路於第二方向之步驟可包含：藉由一第二數量調整此開關電路之一運作參數，其中第二數量係為介於運作特徵之最新數值與運作特徵之先前數值間差異之一函數。
(G5)　於命名為(G1)至(G4)中任一之方法中，所述令一最大功率點追蹤調整致使開關電路於第一方向之步驟可進一步包含：藉由一第一數量調整此開關電路之一運作參數，其中第一數量係至少部分地由此開關電路之運作特徵之一或多個歷程數值所決定；以及所述令一最大功率點追蹤調整致使開關電路於第二方向之步驟可包含：藉由一第二數量調整此開關電路之一運作參數，其中第二數量係至少部分地由此開關電路之運作特徵之一或多個歷程數值所決定。
(G6)　命名為(G1)至(G5)中任一之方法可進一步包含：僅於如果介於此開關電路之運作特徵之最新數值與此開關電路之運作特徵之先前數值間一差異量超過一臨界值時，執行其中一種令一最大功率點追蹤調整開關電路之步驟。
(G7)　命名為(G1)至(G6)中任一之方法可進一步包含：初始設定此開關電路之一操作參數為先前至少實質上對應於所述電子供電源之一最大功率點之一數值。
(G8)　命名為(G1)至(G7)中任一之方法可進一步包含：如果電子供電源之一輸出電壓下降至低於一臨界值時，藉由此開關電路減少由此電子供電源所擷取之一電流量。
(H1)　一種用以操作一開關電路之方法，此開關電路包含一輸入埠、一輸出埠、一能量儲存裝置、一第一開關裝置及一第二開關裝置，係電性耦接通過此輸出埠，此方法可包含：(1)於此開關電路之一第一操作模式中，控制第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態，用以由輸入埠轉換電能至輸出埠；以及(2)於此開關電路之一第二操作模式中，(i)由包含輸出埠之一電路中所擷取之能量對能量儲存裝置進行充電；以及(ii)使用儲存於能量儲存裝置之能量以致使第二開關裝置運作於其導通狀態下。
(H2)　命名為(H1)之方法可進一步包含：於此開關電路之第二操作模式中，選擇充電步驟與使用步驟其中一種。
(H3)　命名為(H1)或(H2)其中之一方法可進一步包含：於此開關電路之第一操作模式中，控制第一開關裝置之切換以至少實質上最大化由電性耦接至輸出埠之一電子供電源所擷取之一電能量。
(I1)　一種電子供電系統可包含：(1)N個電子供電源，N為大於一之整數；以及(2)N個開關電路。每一開關電路可包含一輸入埠係電性耦接至所對應之N個電子供電源之一、一輸出埠、及一第一開關裝置適用以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，用以由輸入埠轉換電能至輸出埠。所述N個開關電路之輸出埠可被以串聯方式電性耦接，並且耦接至一負載以建立一輸出電路。N個開關電路個別可使用此輸出電路之一互連電感作為此開關電路之一主要能量儲存電感。
(I2)　於命名為(I1)之電子供電系統中，N個電子供電源個別可為一光伏裝置。
(I3)　於命名為(I2)之電子供電系統中，至少一光伏裝置可為複數個電性耦接之光伏電池單元。
(I4)　於命名為(I2)或(I3)其中之一電子供電系統中，至少一光伏裝置可為一多接面光伏電池單元之一接面。
(I5)　於命名為(I1)至(I4)中任一之電子供電系統中，N個開關電路個別可進一步包含一控制器，適用以控制此開關電路之第一開關裝置之切換，以至少實質上最大化由所對應電性耦接至開關電路之輸出端之一光伏裝置所擷取之一電能量。
(I6)　於命名為(I1)至(I5)中任一之電子供電系統中，對於N個開關電路之每一開關電路：(1)所述輸入埠可包含一第一輸入端及一第二輸入端；(2)第一開關裝置可被電性耦接至第一輸入端與一中間開關節點之間；以及(3)開關電路可進一步包含一裝置，係由電性耦接至第二輸入端與中間開關節點間之一二極體及一第二開關裝置所組成之群組中選出，且當第一開關裝置位於其未導通狀態時，此裝置可適用以對通過輸出電路之電流提供一路徑。
(I7)　於命名為(I5)或(I6)其中之一電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可適用以至少實質上最大化位於此開關電路之中間開關節點上電壓之一平均值。
(I8)　於命名為(I5)至(I7)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可適用以重複地對位於此開關電路之中間開關節點上電壓之一平均值進行取樣，並且至少部分地依據位於中間開關節點上電壓之平均值之至少兩個連續樣本以控制此開關電路之第一開關裝置之切換。
(I9)　於命名為(I5)至(I8)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器之啟動時間可鬆散地被控制。
(I10)　於命名為(I5)至(I9)中任一之電子供電系統中，N個開關電路中至少一開關電路之控制器之啟動時間可由其他N-1個開關電路之控制器之啟動時間所改變。
(I11)　於命名為(I5)至(I10)中任一之電子供電系統中，N個開關電路中至少一開關電路之控制器可適用與其它N-1個開關電路之控制器以不同比率對開關電路之中間開關節點上電壓之平均值進行取樣。
(I12)　於命名為(I5)至(I11)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可適用以一頻率重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此頻率係低於第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率。
(I13)　於命名為(I5)至(I12)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可適用以於一頻率重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此頻率係低於第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率之十分之一。
(I14)　於命名為(I5)至(I12)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可適用以一頻率重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此頻率足夠低以致使瞬變電壓偏移於輸出埠以設置於中間開關節點上電壓之平均值之連續樣本間。
(I15)　於命名為(I5)至(I14)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可被建構於一取樣比率下重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此取樣比率係足夠快速以致使ΔI /I R 係小於ΔD /D R ，其中：ΔI 係為於中間開關節點上電壓之平均值之第一連續樣本與第二連續樣本間輸出埠所流出之電流變化量，其中第二樣本發生於第一樣本之後；I R =I max -I min ；I max 係為輸出埠所輸出之電流之一最大預期值；I min 係為輸出埠所輸出之電流之一最小預期值；ΔD 係為介於中間開關節點下電壓之平均值之第一連續樣本與第二連續樣本間之第一開關裝置之工作週期之變化量；以及D R 係為第一開關裝置之一最大預期工作週期與一最小預期工作週期間之差異量。
(I16)　於命名為(I5)至(I15)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器可被建構以一取樣比率重複地對中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，此取樣比率足夠快速以致使輸出埠所流出電流之一百分比變化量係少於介於中間開關節點上電壓之平均值之連續樣本間之第一開關裝置之工作週期之一百分比變化量。
(I17)　於命名為(I2)至(I16)中任一之電子供電系統中，至少一光伏裝置可包含複數個以串聯方式電性耦接之光伏電池單元。
(I18)　於命名為(I2)至(I17)中任一之電子供電系統中，至少一光伏裝置可為一光伏電池板之一光伏次模組，且每一光伏次模組可包含複數個以串聯方式電性耦接之光伏電池單元。
(I19)　於命名為(I1)至(I18)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率可被鬆散地控制。
(I20)　於命名為(I1)至(I19)中任一之電子供電系統中，每一第一開關裝置之一切換頻率可由任一其他第一開關裝置之一切換頻率所改變。
(I21)　於命名為(I11)至(I20)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自可被建構以致使每一第一開關裝置切換為與任一其他第一開關裝置不同相位。
(I22)　於命名為(I1)至(I22)中任一之電子供電系統可進一步包含：一二極體，以串聯方式電性耦接至輸出電路。
(I23)　於命名為(I1)至(I22)中任一之電子供電系統中，每一輸出埠可包含一第一輸出端與一第二輸出端，且每一開關電路可被運作以允許電流僅一單一方向流經於第一輸出端與第二輸出端之間。
(I24)　於命名為(I1)至(I23)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自可被建構以致使其第一開關裝置以至少200千赫之一頻率切換於其導通狀態與未導通狀態之間。
(I25)　命名為(I1)至(I24)中任一之電子供電系統可進一步包含：至少一多層陶瓷電容器，電性耦接通過N個開關電路各自之輸入埠，其中流經N個開關電路各自之輸入埠之漣波電流主要可藉由電性耦接通過每一開關電路之輸入埠之至少一多層陶瓷電容器所過濾。
(J1)　一種電子供電系統可包含N個電子供電源及N個開關電路，其中N為大於一之整數。每一開關電路可包含：(1)一輸入埠，電性耦接至所對應之N個電子供電源之一；(2)一輸出埠；以及(3)一第一開關裝置，適用以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，用以由輸入埠轉換電能至輸出埠。N個開關電路各自使用由串聯連結至少其輸入埠及其所對應之N個電子供電源之一所對應形成之一輸入電路之一互連電感作為此開關電路之一主要能量儲存電感。
(J2)　於命名為(J1)之電子供電系統中，N個電子供電源各自可為一光伏裝置。
(J3)　於命名為(J1)或(J2)其中之一電子供電系統中，N個開關電路各自可進一步包含：一控制器，適用以控制此開關電路之第一開關裝置之切換以至少實質上最大化由電性耦接至此開關電路之輸入埠之一光伏裝置所擷取之一電能量。
(J4)　於命名為(J2)至(J3)中任一之電子供電系統中，至少一光伏裝置可為一多接面光伏電池單元之一接面。
(J5)　於命名為(J2)至(J4)中任一之電子供電系統中，至少一光伏裝置可為複數個電性耦接之光伏電池單元。
(J6)　於命名為(J2)至(J5)中任一之電子供電系統中，至少一光伏裝置可為複數個以並聯方式電性耦接之光伏電池單元。
(J7)　於命名為(J2)至(J6)中任一之電子供電系統中，至少一光伏裝置可為一光伏電池板之一光伏次模組，且每一光伏次模組可包含複數個以串聯方式電性耦接之光伏電池單元。
(J8)　於命名為(J2)至(J7)中任一之電子供電系統中，對於N個開關電路中之每一個開關電路：(1)第一開關裝置可被電性耦接通過輸入埠；及(2)此開關電路可進一步包含一裝置，係由電性耦接至輸入埠與輸出埠間之一二極體及一第二開關裝置所組成之群組中選出，且當第一開關裝置位於其未導通狀態時，此裝置可適用以對介於輸入埠與輸出埠間之電流提供一路徑。
(J9)　於命名為(J2)至(J8)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自可適用以控制此開關電路之第一開關裝置之切換，已至少實質上最大化流經此開關電路之輸出埠中之電流平均值。
(J10)　於命名為(J2)至(J9)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自可被運作以重複地對流經此開關電路之輸出埠之電流之一平均值進行取樣，並且至少部分地依據流經輸出埠之電流平均值之至少兩個連續樣本以控制此開關電路之第一開關裝置之切換。
(J11)　於命名為(J3)至(J10)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自之控制器之起始時間可被鬆散地控制。
(J12)　於命名為(J3)至(J11)中任一之電子供電系統中，N個開關電路之至少一開關電路之控制器之起始時間可由其他N-1個開關電路之控制器之起始時間所改變。
(J13)　於命名為(J3)至(J12)中任一之電子供電系統中，對於N個開關電路之每一個開關電路，控制器可適用以一頻率重複地流經輸出埠之電流之平均值進行取樣，此頻率係少於第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率。
(J14)　於命名為(J3)至(J13)中任一之電子供電系統中，控制器可適用以一頻率重複地對流經輸出埠之電流之平均值進行取樣，此頻率係少於第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率之十分之一。
(J15)　於命名為(J3)至(J14)中任一之電子供電系統中，控制器可適用以一頻率重複地對流經輸出埠之電流之平均值進行取樣，此頻率足夠低以致使瞬變電壓偏移於輸出埠以設置於中間開關節點上電壓之平均值之連續樣本間。
(J16)　於命名為(J1)至(J15)中任一之電子供電系統中，N個開關電路之每一開關電路之第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率可被鬆散地控制。
(J17)　於命名為(J3)至(J16)中任一之電子供電系統中，每一開關裝置之一切換頻率可由任一其他第一開關裝置之一切換頻率所改變。
(K1)　一種電子供電系統可包含N個光伏裝置及N個開關電路，其中N係為大於一之整數。每一開關電路可包含一輸入埠係電性耦接至所對應之N個光伏裝置之一、一輸出埠、及一第一開關裝置適用以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，用以由輸入埠轉換電能至輸出埠。N個開關電路之輸出埠可以串聯方式電性耦接，並耦接至一負載以建立一輸出電路。此系統可進一步包含一系統控制裝置，係包含：(1)一電晶體，以串聯方式電性耦接至輸出電路；(2)一電流感測次系統，建構以產生一電流感測訊號，係表示流經輸出電路之一電流量；以及(3)一控制次系統，與此電晶體及電流感測次系統進行溝通，所述控制次系統被建構以至少部分地依據此電流感測訊號以控制流經輸出電路之電流得以控制此電晶體。
(K2)　於命名為(K1)之電子供電系統中，所述控制次系統可被運作以控制所述電晶體，以致使電流被允許僅一單一方向流經輸出電路。
(K3)　於命名為(K1)或(K2)其中之一電子供電系統中，如果流經輸出電路之電流量超過一臨界值時，所述控制次系統可進一步被建構以至少部分地依據電流感測訊號以中斷流經輸出電路之電流以控制所述電晶體。
(K4)　於命名為(K1)至(K3)中任一之電子供電系統中，所述控制次系統可進一步被建構以監測此電子供電系統之一特徵並將之傳送至一外接系統。
(K5)　於命名為(K4)之電子供電系統中，所述電子供電系統之特徵可為至少通過以串聯方式電性耦接之N個開關電路之輸出埠之一電壓。
(K6)　於命名為(K4)之電子供電系統中，所述電子供電系統之特徵可為流經輸出電路之電流量。
(K7)　於命名為(K4)之電子供電系統中，所述電子供電系統之特徵可為此電子供電系統中一或多個元件之一溫度。
(K8)　於命名為(K4)至(K7)中任一之電子供電系統中，所述控制次系統可被運作調整電晶體以產生一溝通訊號，係包含此電子供電系統之特徵。
(K9)　於命名為(K1)至(K8)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自可進一步包含：一控制器，適用以控制此開關電路之第一開關裝置之切換，以至少實質上最大化由所對應之電性耦接至此開關電路之輸入埠之N個光伏裝置之一光伏裝置所擷取之一電能量。
(K10)　於命名為(K1)至(K9)中任一之電子供電系統中，N個電子供電源之至少一電子供電源可為一多接面光伏電池單元之一接面。
(L1)　一種電子供電系統可包含：(1)第一電子供電源與第二電子供電源，係以串聯方式電性耦接，此第一電子供電源具有產生具一第一數值之一最大電流之能力，第二電子供電源具有產生具一第二數值之一最大電流之能力，此第二數值小於第一數值；以及(2)第一開關電路與第二開關電路可運作以致能最大功率點追蹤。所述第一電子供電源、第二電子供電源、第一開關電路及第二開關電路可被電性耦接以致使第一開關電路與第二開關電路全體可運作以至少實質上最大化由第一電子供電源與第二電子供電源所擷取之一電能量。
(L2)　於命名為(L1)之電子供電系統中，第一電子供電源與第二電子供電源各自可包含至少一光伏裝置。
(L3)　於命名為(L1)或(L2)其中之一電子供電系統中，第一電子供電源可包含一第一光伏接面，以及第二電子供電源可包含一第二光伏接面與一第三光伏接面，係以串聯方式電性耦接。
(L4)　於命名為(L3)之電子供電系統中，第一光伏接面、第二光伏接面及第三光伏接面可為一共用多接面光伏電池單元之一部分。
(L5)　於命名為(L1)至(L4)中任一電子供電系統中，所述第一開關電路與第二開關電路各自可包含：(1)一開關裝置；以及(2)一控制器，適用以控制開關裝置之切換以致能最大功率追蹤。此第一開關電路之開裝裝置可切換為與第二開關電路之開關裝置不同相位。
(L6)　於命名為(L5)之電子供電系統中，所述第一開關電路與第二開關電路各自之控制器之起始時間可被鬆散地控制。
(L7)　於命名為(L5)或(L6)其中之一電子供電系統中，所述第一開關電路與第二開關電路各自之開關裝置之一切換頻率可被鬆散地控制。
(L8)　於命名為(L1)至(L7)中任一之電子供電系統中，第一開關電路可包含一電路係具有一升壓型式拓墣、以及一輸入埠係被電性耦接通過此電子供電源。
(L9)　於命名為(L8)之電子供電系統中，第一開關電路進一步包含：一輸出埠，電性耦接通過串聯連結之第一電子供電源與第二電子供電源；以及第二開關電路可包含：一輸入埠，電性耦接通過串聯連結之第一電子供電源與第二電子供電源。
(L10)　於命名為(L9)之電子供電源中，第二開關電路可進一步包含：(1)第一開關裝置與第二開關裝置，以串聯方式電性耦接通過第二開關電路之輸入埠；以及(2)一輸出埠。當第一開關裝置位於其未導通狀態時，此第二開關裝置亦可被電性耦接通過輸出埠，並適用以對流經第二開關電路之輸出埠之電流提供一路徑。第二開關電路可使用包含其輸出埠之一電路之一互連電感作為此第二開關電路之一主要能量儲存電感。
(L11)　於命名為(L8)之電子供電系統中，第二開關電路可包含一電路係具有一降壓型式拓墣、一輸入埠、及一輸出埠，所述第二開關電路之輸入埠可被電性耦接通過串聯連結之第一電子供電源與第二電子供電源。第一開關電路可進一步包含一輸出埠，以並聯方式電性耦接至第二開關電路之輸出埠。
(L12)　於命名為(L8)之電子供電系統中，第二開關電路可包含一電路係具有一降壓型式拓墣、一輸入埠、及一輸出埠，所述第二開關電路之輸入埠可被電性耦接通過第二電子供電源。第一開關電路可進一步包含一輸出埠，以串聯方式電性耦接至第二開關電路之輸出埠。
(L13)　於命名為(L1)至(L7)中任一之電子供電系統中，第一開關電路可包含一電路係具有一降壓-升壓型式拓墣，並包含一輸入埠，電性耦接通過第一電子供電源。
(L14)　於命名為(L13)之電子供電系統中，第一開關電路可進一步包含一輸出埠，電性耦接通過第二電子供電源；以及第二開關電路可包含一輸入埠，電性耦接通過第二電子供電源。
(L15)　於命名為(L14)之電子供電系統中，第二開關電路可進一步包含：(1)第一開關裝置與第二開關裝置，係以串聯方式電性耦接通過第二開關電路之輸入埠；以及(2)一輸出埠。當第一開關裝置位於其未導通狀態時，第二開關裝置亦可被電性耦接通過第二開關電路之輸出埠，並適用以對流經輸出埠之電流提供一路徑。此第二開關電路可使用包含其輸出埠之一電路之一互連電感作為第二開關電路之一主要能量儲存電感。
(L16)　於命名為(L13)之電子供電系統中，第一開關電路可進一步包含一輸出埠，且第二開關電路可包含一輸出埠及一輸入埠，係以串聯方式電性耦接至第二電子供電源以及第一開關電路之輸出埠。
(L17)　於命名為(L16)之電子供電系統中，第二開關電路可進一步包含：(1)第一開關裝置與第二開關裝置，以串聯方式電性耦接通過第二開關電路之輸入埠；以及(2)一輸出埠。當第一開關裝置位於其未導通狀態時，第二開關裝置亦可被電性耦接通過第二開關電路之輸入埠，並適用以對流經輸出埠之電流提供一路徑。第二開關電路可使用包含其輸出埠之一電路之一互連電感作為第二開關電路之一主要能量儲存電感。
(L18)　於命名為(L13)之電子供電系統中，第一開關電路可包含一輸出埠；且第二開關電路可包含：一電路，係具有一降壓-升壓型式拓墣、一輸出埠，以串聯方式電性耦接至第一開關電路之輸出埠、以及一輸入埠，電性耦接通過第二電子供電源。
(L19)　於命名為(L1)至(L7)中任一電子供電系統中，第一開關電路與第二開關電路各自可包含：(1)一輸入埠；(2)一輸出埠；以及(3)一第一開關裝置與一第二開關裝置，以串聯方式電性耦接至輸入埠。當第一開關裝置位於其未導通狀態時，所述第二開關裝置亦可電性耦接通過輸出埠，並對流經此輸出埠之電流提供一路徑。第一開關電路之輸入埠可被電性耦接通過第一電子供電源，且第二開關電路之輸入埠可被電性耦接通過第二電子供電源，以及第一開關電路之輸出埠可被以串聯方式電性耦接至第二開關電路之輸出埠。
(L20)　於命名為(L19)之電子供電系統中，所述第一開關電路與第二開關電路各自可使用包含第一開關電路之輸出埠與第二開關電路之輸出埠之一電路之一電感作為一主要能量儲存電感。
(M1)　一種電子供電系統可包含N個光伏電池串，其中N為大於一之整數。每一光伏電池串可包含複數個光伏裝置以及複數個直流至直流轉換器，係具有輸出埠以串聯方式電性耦接至一電池串優化器。每一直流至直流轉換器可適用以至少實質上最大化由所對應之複數個光伏裝置之一光伏裝置所擷取之電能，並且每一電池串優化器可適用以接合器所對應之電池串於一共用匯流排。
(M2)　於命名為(M1)之電子供電系統中，每一電池串優化器可包含一升壓轉換器，適用以接合其所對應之電池串於所述共用匯流排。
(M3)　於命名為(M2)之電子供電系統中，每一升壓轉換器可適用以運作於一連續導通操作模式中。
(M4)　於命名為(M2)之電子供電系統中，每一升壓轉換器可適用以運作於一非連續導通操作模式中。
(M5)　於命名為(M2)之電子供電系統中，每一電池串優化器之升壓轉換器可適用以(1)運作一連續導通操作模式於此電池串優化器之一第一操作模式中；以及(2)運作一非連續導通操作模式於此電子串優化器之一第二操作模式中。
(M6)　於命名為(M2)至(M5)中任一之電子供電系統中，每一升壓轉換器可使用其所對應之光伏電池串中一電路之一互連電感作為此升壓轉換器之一主要能量儲存電感。
(M7)　於命名為(M2)至(M6)中任一之電子供電系統中，至少一升壓轉換器可為一多相位升壓轉換器。
(M8)　於命名為(M2)至(M6)中任一之電子供電系統中，至少一升壓轉換器可為一多相位升壓轉換器，其中此升壓轉換器之二或更多相位之能量儲存電感器係以磁性耦接。
(M9)　於命名為(M2)至(M8)中任一之電子供電系統中，至少二個升壓轉換器之能量儲存電感器可以磁性耦接。
(M10)　於命名為(M2)至(M8)中任一之電子供電系統中，每一電池串優化器可包含：一第一開關裝置，適用以切換於其導通狀態與未導通狀態之間，以接合其所對應之電池串於共用匯流排；以及每一第一開關裝置可切換為與任一其它第一開關裝置不同相位。
(M11)　命名為(M1)至(M10)中任一之電子供電系統可進一步包含：一反向器，係電性耦接至共用匯流排。
(M12)　於命名為(M11)之電子供電系統中，所述反向器可缺少最大功率點追蹤之能力。
(M13)　於命名為(M11)之電子供電系統中，所述反向器可缺少整體最大功率點追蹤之能力。
(M14)　於命名為(M1)至(M13)中任一之電子供電系統中，所述N個光伏電池串可被設置於一追蹤裝置上，此追蹤裝置可運作以追蹤太陽之移動。
(M15)　於命名為(M14)之電子供電系統中，每一電池串優化器可被設置於一共用外殼中，並分離於所述之追蹤裝置。
(M16)　於命名為(M1)至(M15)中任一之電子供電系統中，複數個光伏裝置各自可為一單一光伏電池單元。
(M17)　於命名為(M1)至(M16)中任一之電子供電系統中，所述N個光伏電池串可被分佈於至少兩個追蹤裝置之中，每一追蹤裝置可運作以追蹤太陽之移動。
(M18)　於命名為(M1)至(M16)中任一之電子供電系統中，複數個光伏裝置各自可為一共用光伏電池板之一部分。
(M19)　命名為(M1)至(M15)中任一之電子供電系統可進一步包含一額外之光伏電池串，係電性耦接至所述共用匯流排，此額外之光伏電池串可包含複數個光伏裝置，並以串聯方式電性耦接至一額外之電池串優化器，此額外之電池串優化器可適用以接合此額外之光伏電池串至所述共用匯流排。
(M20)　於命名為(M1)至(M19)中任一之電子供電系統中，每一電池串優化器可被運作以調控於所述共用匯流排上之一電壓。
(M21)　於命名為(M1)至(M20)中任一之電子供電系統中，至少一電池串優化器可適用以調控通過其所對應之電池串之一電流。
(M22)　於命名為(M21)之電子供電系統中，至少一電池串優化器可適用以調控通過其所對應之電池串之一電流成為大於此電池串中之一最強光伏裝置之一光生電流之一電流。
(M23)　於命名為(M21)之電子供電系統中，至少一電池串優化器可適用以調控通過其所對應之電池串之一電流成為至少部分地對應於太陽之照射所調整之一電流。
(M24)　於命名為(M21)之電子供電系統中，至少一電池串優化器可適用以調控通過其所對應之電池串之一電流成為對應此電池串中一參考光伏裝置之一光生電流所調整之一電流。
(M25)　於命名為(M21)之電子供電系統中，至少一電池串優化器可適用以調控通過其所對應之電池串之一電流成為至少實質上最大化由其所對應之電池串轉換至共用匯流排之一電能量之一電流。
(M26)　於命名為(M1)至(M25)中任一之電子供電系統中，至少一電池串優化器可適用以調控通過串聯耦接此電池串之直流至直流轉換器之輸出埠之一電壓。
(M27)　於命名為(M1)至(M26)中任一之電子供電系統中，至少一電池串優化器可被運作以至少實質上最大化由其所對應之電池串轉換至共用匯流排之一電能量。
(M28)　於命名為(M1)至(M27)中任一之電子供電系統中，複數個直流至直流轉換器各自可包含：一輸入埠，電性耦接至所對應之複數個光伏裝置之一光伏裝置，以及一第一開關裝置與一第二開關裝置，係以串聯方式電性耦接通過此輸入埠。當第一開關裝置位於其未導通狀態時，第二開關裝置亦可電性耦接通過直流至直流轉換器之輸出埠，並可對流經輸出埠之電流提供一路徑。
(M29)　於命名為(M1)至(M28)中任一之電子供電系統中，複數個直流至直流轉換器各自可使用包含複數個直流至直流轉換器之輸出埠之一電路之一互連電感作為此直流至直流轉換器之一主要能量儲存電感。
(M30)　於命名為(M1)至(M29)中任一之電子供電系統中，至少一電池串優化器與所述直流至直流轉換器可被運作以交換資訊。
(M31)　於命名為(M30)之電子供電系統中，所述資訊包含由一電池串優化器傳至一開關電路之一命令。
(M32)　於命名為(M31)之電子供電系統中，所述命令可由用以啟動開關電路之一命令、用以關閉開關電路之一命令、以及用以令開關電路進入一旁路模式之一命令所構成之群組中所選出。
(M33)　於命名為(M30)至(M32)中任一之電子供電系統中，所述資訊可包含開關電路狀態資訊與開關電路錯誤資訊所構成之群組中選出之資訊。
(N1)　一種電子供電系統可包含N個開關電路，其中N為大於一之整數。每一開關電路可包含一輸入埠、一輸出埠，包含一第一輸出端及一第二輸出端、以及一第一開關裝置，適用以切換於其導通狀態與未導通狀態之間。所述N個開關電路之輸出埠可以串聯方式電性耦接至一負載以建立一輸出電路。每一開關電路可適用以於此開關電路之一第一操作模式中，致使其第一開關裝置切換於其導通狀態與未導通狀態之間，用以由輸入埠轉換電能至輸出埠；並且每一開關電路可適用以於此開關電路之一第二操作模式中，關閉其第一輸出端與第二輸出端。
(N2)　於命名為(N1)之電子供電系統中，N個開關電路各自可進一步包含一控制器，適用以於此開關電路之第一操作模式中，控制此開關電路之第一開關裝置之切換以至少實質上最大化由電性耦接至此開關電路之輸入埠之一電子供電源中所擷取之一電能量。
(N3)　於命名為(N1)及(N2)其中之一電子供電系統中，N個開關電路各自可進一步包含：一第二開關裝置，電性耦接於此開關電路之第一輸出端與第二輸出端之間，並且於此開關電路之第二操作模式期間，適用以操作於其導通狀態下。
(N4)　於命名為(N1)至(N3)中任一之電子供電系統中，N個開關電路各自可依據一事件之發生而適用以操作於第二操作式下，所述事件係可由下列之群組中選出：(1)通過開關電路之輸入埠之電壓係低於一臨界值；(2)通過開關電路之輸入埠之電壓係高於一臨界值；(3)由開關電路之輸入埠轉換至輸出埠之電能係低於一臨界值；(4)流經開關電路之輸入埠之一電流量係低於一臨界值；(5)流經介於開關電路之第一輸出端與第二輸出端間之一電流量超過一臨界值；以及(6)開關電路之一溫度超過一臨界值。
(O1)　一種積體電路晶片可包含：(1)一第一輸入埠及一第一輸出埠；(2)第一電晶體及第二電晶體以串聯方式電性耦接通過此第一輸入埠，當第一電晶體位於其未導通狀態時，第二電晶體亦電性耦接通過第一輸出埠，並適用以對流經第一輸出埠之電流提供一路徑；(3)第一驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極以致使此電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；以及(4)第一控制器電路，用以控制第一驅動電路以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，以至少實質上最大化由電性耦接至第一輸入埠之一電子供電源所擷取之一電能量。
(O2)　命名為(O1)之積體電路晶片可為一覆晶積體電路晶片。
(O3)　命名為(O1)或(O2)之積體電路晶片可進一步包含：第一連接端、第二連接端及第三連接端，其中第一連接端及第二連接端提供一電性介面至第一輸入埠，以及第二連接端及第三連接端提供一電性介面至第一輸出埠。
(O4)　於命名為(O1)至(O3)中任一之積體電路晶片中，第一控制器電路可被運作以(1)於此控制電路之一第一操作模式期間，控制第一驅動電路以致使第一電晶體極第二電晶體共同運作以由第一輸入埠轉換電能至第一輸出埠；以及(2)於此控制電路之一第二操作模式期間，控制此第一驅動電路以致使第二電晶體分路第一輸出埠。
(O5)　於命名為(O4)之積體電路晶片中，第一控制器電路可適用以根據一事件之發生而操作此第一控制器電路於其第二操作模式下，此事件係由下列之群組中所選出：(1)通過第一輸入埠之電壓係低於一臨界值；(2)通過第一輸入埠之電壓係高於一臨界值；(3)由第一輸入埠轉換至第一輸出埠之電能係低於一臨界值；(4)流經第一輸入埠之電流量係低於一臨界值；(5)流經第一輸出埠之電流量超過一臨界值；以及(6)此積體電路晶片之一或多個元件之一溫度超過一臨界值。
(O6)　於命名為(O1)至(O5)中任一之積體電路晶片中，如果此積體電路晶片中一或多個元件之一溫度超過一第一臨界值時，第一控制器電路可被運作以至少關閉此第一電晶體之切換。
(O7)　於命名為(O1)至(O6)中任一之積體電路晶片中，如果流經第一輸入埠之電流量超過一第二臨界值時，第一控制器電路可運作以至少關閉此第一電晶體之切換。
(O8)　於命名為(O1)至(O7)中任一之積體電路晶片中，如果通過第一輸入埠之電壓係低於一臨界值時，第一控制器電路可被運作以至少關閉此第一電晶體之切換。
(O9)　於命名為(O1)至(O8)中任一之積體電路晶片中，第一控制器電路可被運作以至少實質上最大化一中間開關節點上電壓之平均值，其中第一電晶體與第二電晶體係電性耦接至此中間開關節點。
(O10)　於命名為(O1)至(O9)中任一之積體電路晶片中，第一控制器電路可被運作以重複地一中間開關節點上電壓之平均值進行取樣，並且至少部分地依據於此中間開關節點上電壓之平均值之至少兩個連續樣本以控制此第一電晶體之切換，此中間開關節點係為第一電晶體與第二電晶體所電性耦接之一節點。
(O11)　於命名為(O1)至(O10)中任一之積體電路晶片中，第一控制器電路之一起始時間可被鬆散地控制。
(O12)　於命名為(O1)至(O12)中任一之積體電路晶片中，此第一電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率係可被鬆散地控制。
(O13)　命名為(O1)至(O12)中任一之積體電路晶片可進一步包含：(1)一第二輸入埠及一第二輸出埠；(2)第三電晶體與第四電晶體，係以串聯方式電性耦接至此第二輸入埠，當第三電晶體係未於其未導通狀態時，第四電晶體亦電性耦接通過第二輸出埠，並適用以對流經此第二輸出埠之電流提供一路徑；(3)第二驅動電路，用以驅動第三電晶體及第四電晶體之閘極以致使所述電晶體係切換於其導通狀態與未導通狀態之間；以及(4)第二控制器電路，用以控制此第二驅動電路以致使第三電晶體與第四電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，以至少實質上最大化由電性耦接至此第二輸入埠之一電子供電源中所擷取之電能量。
(O14)　於命名為(O13)之積體電路晶片中，第一控制器電路與第二控制器電路可為一共用控制器之一部分。
(O15)　於命名為(O13)及(O14)其中之一積體電路晶片中，第一輸出埠與第二輸出埠可以串聯方式被電性耦接於此積體電路晶片之中。
(O16)　於命名為(O13)至(O15)中任一之積體電路晶片中，第二控制器電路可被運作以(1)於此第二控制器電路之一第一操作模式期間，控制第二驅動電路以致使第三電晶體與第四電晶體共同運作以由第二輸入埠轉換電能至第二輸出埠；以及(2)於此第二控制器電路之一第二操作模式期間，控至第二驅動電路以致使第四電晶體轉至第二輸出埠。
(P1)　一種光伏系統，可包含N個第一光伏裝置及N個積體電路晶片，其中N為大於一之整數。每一積體電路晶片可包含：(1)一第一輸入埠及一第一輸出埠；(2)第一電晶體與第二電晶體，以串聯方式電性耦接至此第一輸入埠，當第一電晶體位於其未導通狀態時，第二電晶體亦電性耦接通過此第一輸出埠，並適用以對流經第一輸出埠之電流提供一路徑；(3)第一驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極，以致使所述電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；以及(4)第一控制器電路，用以控制第一驅動電路，以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，以至少實質上最大化由N個第一光伏裝置中所對應之一第一光伏裝置中所擷取之一電能。
(P2)　於命名為(P1)之光伏系統中，N個積體電路晶片之第一輸出埠可以串聯方式被電性耦接，並耦接至一負載以建立一輸出電路。
(P3)　於命名為(P2)之光伏系統中，每一對電性耦接之第一電晶體與第二電晶體可形成為一開關電路之一部分，此開關電路使用所述輸出電路之互連電感作為此開關電路之一主要能量儲存電感。
(P4)　於命名為(P1)至(P3)中任一之光伏系統中，N可為大於三，且N個積體電路晶片中至少兩個積體電路晶片之第一輸出埠可被以串聯方式電性耦接，以及N個積體電路晶片中至少兩個積體電路晶片之第一輸出埠可被以並聯方式電性耦接。
(P5)　於命名為(P1)至(P4)中任一之光伏系統中，N個第一光伏裝置中至少兩個第一光伏裝置可為一共用光伏電池板之一部分。
(P6)　於命名為(P1)至(P5)中任一之光伏系統中，N個積體電路晶片中至少兩個積體電路晶片可為所述共用光伏電池板之一部分。
(P7)　於命名為(P1)至(P7)中任一之光伏系統中，N個光伏裝置各自可為一光伏電池板中光伏次模組之一部分，並且每一光伏次模組可包含複數個電性耦接之光伏電池單元。
(P8)　於命名為(P7)之光伏系統中，每一光伏次模組之光伏電池單元可被以串聯方式電性耦接。
(P9)　於命名為(P7)之光伏系統中，所述光伏電池板可包含R排和C列之光伏電池單元，R和C各自為大於一之整數，且每一光伏次模組可包含R串耦接之光伏電池單元。
(P10)　於命名為(P7)之光伏系統中，所述光伏電池板可包含R排和C列之光伏電池單元，R和C各自為大於一之整數，且每一光伏次模組可包含X串耦接之光伏電池單元，X係為等於二與R之積。
(P11)　於命名為(P7)之光伏系統中，所述光伏電池板可包含R排和C列之光伏電池單元，R和C各自為大於一之整數，且每一光伏次模組可包含C串耦接之光伏電池單元。
(P12)　於命名為(P7)之光伏系統中，所述光伏電池板可包含R排和C列之光伏電池單元，R和C各自為大於一之整數，且每一光伏次模組可包含X串耦接光伏電池單元，X係等於二與C之積。
(P13)　於命名為(P1)至(P4)中任一之光伏系統中，N個光伏裝置中至少一光伏裝置可為一單一光伏電池單元。
(P14)　於命名為(P1)至(P4)或(P13)中任一之光伏系統中，N個光伏裝置中至少一光伏裝置可包含至少二光伏電池單元以並聯方式電性耦接。
(P15)　命名為(P1)至(P14)中任一之光伏系統可進一步包含：用以集中光線至N個第一光伏裝置中至少一光伏裝置之光學結構。
(P16)　命名為(P1)至(P15)中任一之光伏系統可進一步包含：N個光伏裝置中至少兩個光伏裝置所共享之用以集中光線之光學結構。
(P17)　命名為(P1)至(P16)中任一之光伏系統可進一步包含：用以包覆N個光伏裝置中至少兩個光伏裝置以及N個積體電路晶片中至少一積體電路晶片之物質。
(P18)　於命名為(P1)至(P4)、或(P13)至(P17)中任一之光伏系統中，N個光伏裝置中至少一光伏裝置可為一多接面光伏電池單元之一光伏接面。
(P19)　於命名為(P1)至(P4)、或(P13)至(P18)中任一之光伏系統中，N可為大於二之整數，且所述N各第一光伏裝置可被擴展於至少兩個光伏電池板之間。
(P20)　於命名為(P1)至(P19)中任一之光伏系統中，N個積體電路晶片中至少一積體電路晶片可進一步包含：(1)一第二輸入埠及一第二輸出埠；(2)第三電晶體與第四電晶體以串聯方式電性耦接通過第二輸入埠，且當第三電晶體位於其未導通狀態時，第四電晶體亦電性耦接通過第二輸出埠，並適用以對流經第二輸出埠之電流提供一路徑；(3)第二驅動電路，用以驅動第三電晶體與第四電晶體之閘極以致使所述電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；以及(4)第二控制器電路，用以控制第二驅動電路以致使第三電晶體與第四電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，以至少實質上最大化由所對應電性耦接至第二輸入埠之一第二光伏裝置中所擷取之一電能量。
(P21)　於命名為(P1)至(P20)中任一光伏系統中，N個積體電路晶片各自可被設置於N個第一光伏裝置中所對應之一第一光伏裝置上。
(P22)　於命名為(P21)之光伏系統中，N個積體電路晶片各自可為一覆晶積體電路晶片，並電性耦接至N個第一光伏裝置中其所對應之一第一光伏裝置。
(P23)　於命名為(P21)之光伏系統中，N個積體電路晶片各自可透過複數個導線接合以電性耦接至N個第一光伏裝置中其所對應之一第一光伏裝置。
(P24)　命名為(P21)至(P23)中任一光伏系統可進一步包含所對應之一電容器，分別設置於N個第一光伏裝置中所對應之一第一光伏裝置上，並電性耦接通過此第一光伏裝置。
(P25)　於命名為(P1)至(P20)中任一光伏系統中，N個積體電路晶片中每一積體電路晶片和N個第一光伏裝置中每一第一光伏裝置可被設置於一或多個支撐結構上。
(P26)　於命名為(P25)之光伏系統中，一或多個支撐結構各自可由下列群組中選出：一印刷電路板、一陶瓷基板、一聚醯亞胺基板、及一金屬導線架。
(P27)　於命名為(P25)或(P26)之光伏系統中，N個積體電路晶片各自可為一覆晶積體電路晶片，係透過複數個錫球電性耦接至一或多個支撐結構。
(P28)　於命名為(P25)或(P26)之光伏系統中，N個積體電路晶片各自可透過複數個導線接合電性耦接至一或多個支撐結構。
(P29)　命名為(P25)至(P28)中任一之光伏系統可進一步包含：一電容器，設置於所述一或多個支撐結構上，並且電性耦接通過N個光伏裝置中至少一光伏裝置。
(P30)　於命名為(P1)至(P29)中任一之光伏系統中，對於N個積體電路晶片中每一積體電路晶片，第一控制器店路可被建構以致使第一電晶體與第二電晶體以至少200千赫之一頻率切換於其導通狀態與未導通狀態之間。
(P31)　於命名為(P30)之光伏系統中，對於N個積體電路晶片中每一積體電路晶片，流經第一輸入埠之漣波電流可藉由一或多個多層陶瓷電容器所過濾。
(R1)　一種光伏系統，可包含一多接面光伏電池單元，係包含至少一第一光伏接面、一第二光伏接面以及一積體電路晶片。此積體電路晶片可包含：(1)第一電晶體與第二電晶體；(2)驅動電路，用以驅動第一電晶體與第二電晶體之閘極，以致使所述電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；以及(3)控制器電路，用以控制此驅動電路以致使第一電晶體與第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，以至少實質上最大化由第一光伏接面與第二光伏接面所擷取之電能。
(R2)　於命名為(R1)之光伏系統中，第一電晶體可為一第一降壓型式轉換器之一部分，此第一降壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接至第一光伏接面，以及第二電晶體可為一第二降壓型式轉換器之一部分，此第二降壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接至第二光伏接面。
(R3)　於命名為(R1)之光伏系統中，第一光伏接面與第二光伏接面可被以串聯方式電性耦接，且第一電晶體可為一升壓型式轉換器之一部分，此升壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接通過第一光伏接面、以及一輸出埠電性耦接通過至少第一光伏接面與第二光伏接面，且第二電晶體可為一降壓型式轉換器之一部分，此降壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接至少通過第一光伏接面與第二光伏接面。
(R4)　於命名為(R1)至(R3)中任一光伏系統中，所述積體電路晶片可被設置於多接面光伏電池單元上。
(R5)　於命名為(R4)之光伏系統中，所述積體電路晶片可為一覆晶積體電路晶片，並透過複數個錫球電性耦接至多接面光伏電池單元。
(R6)　於命名為(R4)之光伏系統中，所述積體電路晶片可透過複數個導線接合電性耦接至多接面光伏電池單元。
(R7)　命名為(R4)至(R6)中任一之光伏系統可進一步包含一電容器，係設置於此多接面光伏電池單元上，並電性耦接通過所述光伏接面中至少一光伏接面。
(R8)　於命名為(R1)至(R3)中任一之光伏系統中，所述積體電路晶片與多接面光伏電池單元可被設置於一支撐結構上。
(R9)　於命名為(R8)之光伏系統中，所述支撐結構可由下列群組中選出：一印刷電路板基板、一陶瓷基板、一聚醯亞胺基板、以及一金屬導線架。
(R10)　於命名為(R8)或(R9)其中之一光伏系統中，所述積體電路晶片可為一覆晶積體電路晶片，係透過複數個錫球電性耦接至支撐結構。
(R11)　於命名為(R8)或(R9)其中之一光伏系統中，所述積體電路晶片可透過複數個導線接合電性耦接至支撐結構。
(R12)　命名為(R8)至(R11)中任一之光伏系統可進一步包含：一第一電容器，設置於支撐結構上，並電性耦接通過所述光伏接面中至少一光伏接面。
(R13)　於命名為(R8)至(R12)中任一之光伏系統中，所述積體電路晶片可包含至少一輸出埠，用以轉換電能至一負載；並且此系統可進一步包含：一第二電容器、及一電感器，電性耦接至輸出埠與第二電容器之間，第二電容器與電感器係設置於支撐結構上。
(R14)　命名為(R1)至(R13)中任一光伏系統可進一步包含：用以集中光線至多接面光伏電池單元上之光學結構。
(R15)　命名為(R1)至(R14)中任一光伏系統可進一步包含：用以包覆住至少積體電路晶片與多接面光伏電池單元之物質。
(R16)　於命名為(R1)至(R15)中任一光伏系統中，所述控制器可被建構以控制驅動電路，以致使第一電晶體與第二電晶體以至少200千赫之一頻率切換於其導通狀態與未導通狀態之間。
(R17)　於命名為(R16)之光伏系統中，所述積體電路晶片可包含一輸入埠，係接合此積體電路晶片與多接面光伏電池單元，並且流經此輸入埠之漣波電流主要可藉由一或多個多層陶瓷電容器所過濾。
上述之方法及系統是可被變化，而不能被視為偏離在此所敘述之範疇，且於前文中所描述之內容或所顯示於對應之圖式中之示意圖皆應被視為一種說明，而非限制。其後所述之申請專利範圍係涵蓋在此所描述知本發明之所有總概及特定之特徵，且本發明之範疇的所有呈述皆取決於申請專利範圍中所述敘之文字而定。
400．．．電子供電系統
402(1),402(2),402(N)．．．電子供電源
404(1),404(2),404(N)．．．開關電路
406(1),406(2),406(N)．．．輸入埠
408(1),408(2),408(N)．．．輸出埠
410．．．負載
412．．．輸出電路
416．．．電感器
418(1),418(2),418(N)．．．第一開關裝置
419(1),419(2),419(N)．．．二極體
420(1),420(2),420(N)．．．中間開關節點
422(1),422(2),422(N)．．．控制器
424(1),424(2),424(N)．．．功率軌
500．．．電子供電系統
502(1),502(N)．．．電子供電源
504(1),504(N)．．．開關電路
506(1),506(N)．．．輸入埠
508(1),508(N)．．．輸出埠
510(1),510(N)．．．第一輸入端
512(1),512(N)．．．第二輸入端
514(1),514(N)．．．負極端
516(1),516(N)．．．正極端
518(1),518(N)．．．負極輸入節點
520(1),520(N)．．．正極輸入節點
522(1),522(N)．．．第一輸出端
524(1),524(N)．．．第二輸出端
526(1),526(N)．．．中間開關節點
528．．．負載
530．．．輸出電路
532(1),532(N)．．．第一開關裝置
534(1),534(N)．．．第二開關裝置
536(1),536(N)．．．控制器
540．．．電感
542．．．過濾電容器
544(1),544(N)．．．電容器
546,548．．．節點
600．．．電子供電系統
602(1),602(N)．．．電子供電源
604(1),604(N)．．．開關電路
606(1),606(N)．．．輸入埠
608(1),608(N)．．．第二輸入端
610(1),610(N)．．．第一輸入端
612(1),612(N)．．．負極端
614(1),614(N)．．．正極端
616(1),616(N)．．．負極輸入節點
618(1),618(N)．．．正極輸入節點
620(1),620(N)．．．輸出埠
622(1),622(N)．．．第一輸出端
624(1),624(N)．．．第二輸出端
626(1),626(N)．．．中間開關節點
628．．．負載
630．．．輸出電路
632．．．電感
634(1),634(N)．．．第一開關裝置
636(1),634(N)．．．第二開關裝置
638(1),638(N)．．．控制器
700．．．電子供電系統
702(1),702(2),702(N)．．．電子供電源
704(1),704(2),704(N)．．．開關電路
706(1),706(2),706(N)．．．輸入埠
708(1),708(2),708(N)．．．輸出埠
710．．．負載
712．．．輸出電路
714．．．電感
716(1),716(2),716(3)．．．功率電壓器
718(1),718(2),718(3)．．．溝通次系統
720(1),720(2),720(3)．．．隔離邊界
722(1),722(2),722(3)．．．控制器
724(1),724(2),724(3)．．．主線圈側
726(1),726(2),726(3)．．．副線圈側
800．．．控制電路或控制器
802,804．．．輸入端
806．．．過濾器
808．．．控制訊號產生器
810．．．訊號
812．．．驅動電路
814,816,818．．．偏壓供電埠
820．．．供電源
822．．．控制器電源供應器
900．．．方法
902~910．．．步驟
1002,1102,1202,1302,1402．．．箭頭
1500．．．控制訊號產生器
1502．．．過濾與取樣次系統
1504．．．比較電路
1506．．．輸出訊號
1508．．．充電泵電路
1510．．．輸出訊號
1512．．．PWM電路
1514．．．PWM訊號
1600．．．過濾與取樣次系統
1602．．．電阻器
1604,1606．．．電容器
1608,1610．．．開關
1700．．．狀態示意圖
1702．．．三種狀態模式
1704．．．旁路模式
1706．．．MPPT開關模式
1800．．．電子供電系統
1802(1),1802(2),1802(N)．．．電子供電源
1804(1),1804(2),1804(N)．．．開關電路
1806(1),1806(2),1806(N)．．．輸入埠
1808(1),1808(2),1808(N)．．．輸出埠
1810．．．負載
1812．．．輸出電路
1814(1),1814(2),1814(N)．．．第一開關裝置
1816(1),1816(2),1816(N)．．．控制器
1818(1),1818(2),1818(N)．．．電流監測次系統
1820．．．輸出電路電容
1900．．．電子供電系統
1902(1),1902(N)．．．電子供電源
1904(1),1904(N)．．．開關電路
1906(1),1906(N)．．．輸入埠
1908(1),1908(N)．．．輸出埠
1910(1),1910(N)．．．第一輸入端
1912(1),1912(N)．．．第二輸入端
1914(1),1914(N)．．．負極端
1916(1),1916(N)．．．負極輸入節點
1918(1),1918(N)．．．電感
1920(1),1920(N)．．．中間開關節點
1922(1),1922(N)．．．正極端
1924(1),1924(N)．．．第一輸出端
1926(1),1926(N)．．．第二輸出端
1928．．．負載
1930．．．輸出電路
1932(1),1932(N)．．．第一開關裝置
1934(1),1934(N)．．．第二開關裝置
1936(1),1936(N)．．．控制器
1938(1),1938(N)．．．電流測量次系統
1940．．．共用輸出電感
2000．．．電子供電系統
2002,2004．．．電池串
2006．．．負載
2008(1),2008(2),2008(N)．．．電子供電源
2010(1),2010(2),2010(N)．．．電子供電源
2012(1),2012(2),2012(M)．．．開關電路
2014(1),2014(2),2014(N)．．．開關電路
2016(1),2018(1)．．．電感
2100．．．電子供電系統
2102,2104．．．電池串
2106．．．負載
2108(1),2108(2),2108(3),2108(4),2108(5),2108(6)．．．電子供電源
2110(1),2110(2),2110(3),2110(4),2110(5),2110(6)．．．開關電路
2200．．．電子供電系統
2202(1),2202(2),2202(N)．．．電子供電源
2204(1),2204(2),2204(N)．．．開關電路
2206．．．負載
2208．．．輸出電路
2210．．．電感
2212．．．二極體
2300．．．電子供電系統
2302．．．系統控制裝置
2304．．．箭頭
2306．．．電壓
2308．．．電流
2310．．．可切換裝置
2312．．．電流測量次系統
2314．．．控制次系統
2400．．．系統控制裝置
2401(1),2401(2),2401(N)．．．MPPT裝置
2402(1),2402(2),2402(N)．．．光伏裝置
2404．．．正極輸出端
2406．．．負極輸出端
2408．．．變壓器
2410．．．極限電流
2412．．．電流測量次系統
2414．．．控制次系統
2416,2418．．．電阻器
2420．．．數位報告輸出端
2422．．．溫度感測器
2424．．．壓降電阻器
2426．．．分路調整器
2428．．．節點
2500．．．積體電路晶片
2600．．．積體電路晶片
2602．．．中介層
2604．．．錫球
2700．．．積體電路晶片
2702(1),2702(2),2702(3)．．．開關電路
2704(1),2704(2),2704(3)．．．第一輸入端
2706(1),2706(2),2706(3)．．．第二輸入端
2708(1),2708(2),2708(3)．．．第一開關裝置
2710(1),2710(2),2710(3)．．．中間開關節點
2712(1),2712(2),2712(3)．．．第二開關節點
2714(1),2714(2),2714(3)．．．驅動電路
2716(1),2716(2),2716(3)．．．正極輸入節點
2718．．．第一輸出端
2720．．．第二輸出端
2722．．．控制訊號產生器
2800．．．積體電路晶片
2802(1),2802(2)．．．開關電路
2804(1),2804(2)．．．第一輸入端
2806(1),2806(2)．．．第二輸入端
2808．．．第一輸出端
2810．．．第二輸出端
2812(1),2812(2)．．．第一開關裝置
2814(1),2814(2)．．．第二開關裝置
2816(1),2816(2)．．．驅動電路
2818．．．控制訊號產生器
2900．．．積體電路晶片
2902(1),2902(2)．．．開關電路
2904,2906．．．開關
2908(1),2908(2)．．．第一輸入端
2910(1),2910(2)．．．第二輸入端
2912(1),2912(2)．．．第一開關裝置
2914(1),2914(2)．．．中間開關節點
2916(1),2916(2)．．．第二開關裝置
2918(1),2918(2)．．．驅動電路
2920．．．第一輸出端
2922．．．第二輸出端
2924(1),2924(2)．．．正極輸入節點
2926．．．控制訊號產生器
3000．．．動態尺寸場效電晶體
3002(1),3002(2),3002(N)．．．場效電晶體
3004,3006．．．連接端
3008(1),3008(2),3008(N)．．．驅動器
3010．．．PWM訊號
3012(1),3012(2),3012(N)．．．活化訊號
3014．．．動態FET尺寸解碼器
3100．．．光伏系統
3102．．．光伏電池單元
3104．．．積體電路晶片
3106．．．共用基板
3108．．．光學結構
3110．．．入射光
3112．．．輸入電容器
3200．．．光伏系統
3202．．．光伏裝置
3204．．．積體電路晶片
3206．．．背面
3208．．．正面
3210．．．入射光
3212．．．輸入電容器
3300．．．光伏系統
3302．．．光伏裝置
3304．．．積體電路晶片
3306．．．共用導線架
3308．．．輸入電容器
3400．．．電子供電系統
3402(1),3402(2),3402(N)．．．光伏電池板
3404．．．負載
3406．．．輸出電路
3408(1),3408(2),3408(M)．．．光伏裝置
3410(1),3410(2),3410(M)．．．開關電路
3412．．．電感
3414．．．輸出電路電容
3416．．．額外電感
3418．．．輸出電容
3504(1),3504(2),3504(3)．．．第一光伏連接端
3506(1),3506(2),3506(3)．．．第二光伏連接端
3508．．．多接面光伏電池單元
3510(1),3510(2),3510(3)．．．接面
3600．．．電子供電系統
3602(1),3602(2),3602(N)．．．電子供電源
3604(1),3604(2),3604(N)．．．開關電路
3606(1)．．．輸入埠
3608(1)．．．輸出埠
3610(1)．．．第一開關裝置
3612(1)．．．第二開關裝置
3614(1)．．．控制器
3616．．．負載
3618．．．輸出墊路
3620(1)．．．二極體
3622(1)．．．中間開關節點
3624(1)．．．正極輸入節點
3626(1)．．．能量儲存裝置
3628(1)．．．輸入端
3630(1),3632(1)．．．輸出端
3634(1)．．．電容器
3700．．．開關電路之電壓對應時間之曲線圖
3800．．．開關電路
3802．．．輸入埠
3804．．．輸出埠
3806．．．控制器
3808．．．隔離邊界
3810．．．光耦合器
3900．．．狀態示意圖
3902．．．旁路模式
3904．．．MPPT開關模式
4002．．．DC/DC或AC轉換器
4004．．．共用功率總和高電壓匯流排
4006．．．太陽能模組
4008．．．光伏電池
4100．．．電子供電系統
4102．．．互連電感
4200．．．電子供電系統
4202．．．互連電感
4300．．．電子供電系統
4302．．．互連電感
4400．．．電子供電系統
4402．．．互連電感
4500．．．電子供電系統
4502(1),4502(N)．．．電子供電源
4504(1),4504(N)．．．開關電路
4506(1),4506(N)．．．輸入埠
4508(1),4508(N)．．．第一輸入端
4510(1),4510(N)．．．第二輸入端
4512(1),4512(N)．．．負極端
4514(1),4514(N)．．．正極端
4516(1),4516(N)．．．負極輸入節點
4518(1),4518(N)．．．正極輸入節點
4520(1),4520(N)．．．輸出埠
4522(1),4522(N)．．．第一輸出端
4524(1),4524(N)．．．第二輸出端
4526．．．負載
4528．．．輸出電路
4530(1),4530(N)．．．變壓器
4532(1),4532(N)．．．主線圈
4534(1),4534(N)．．．第一開關節點
4536(1),4536(N)．．．第一開關裝置
4538(1),4538(N)．．．控制器
4540(1),4540(N)．．．副線圈
4542(1),4542(N),4544(1),4544(N)．．．二極體
4548．．．電感
4600．．．電子供電系統
4602(1),4602(N)．．．互連電感
4700．．．電子供電系統
4702,4704．．．互連電感
4800．．．電子供電系統
4802,4804．．．電池串
4806(1),4806(M),4808(1),4808(N)．．．電子供電源
4810(1),4810(M),4812(1),4812(N)．．．開關電路
4814．．．控制器
4816．．．開關裝置
4818．．．電容器
4820．．．電感器
4822．．．二極體
4824．．．輸出電容器
4900．．．電子供電系統
4902．．．電池串
4904．．．電子供電源
4906．．．區域MPPT直流至直流轉換器
4908．．．電池串優化器
4910．．．直流匯流排
4912．．．負載
4914．．．電感
5000．．．電池串優化器
5002．．．開關裝置
5004．．．二極體
5006．．．控制器
5008．．．輸入端
5010．．．輸出端
5011．．．輸入電容
5012．．．電壓感測部
5014．．．電流感測部
5016．．．防護部
5018．．．PWM產生器
5100．．．電池串優化器
5102．．．開關裝置
5104．．．電感器
5106．．．二極體
5108．．．開關裝置
5110．．．電感器
5112．．．二極體
5114．．．控制器
5116．．．輸入端
5118．．．輸出端
5119．．．輸入電容
5120．．．電壓感測部
5122．．．電流感測部
5124．．．防護部
5126．．．PWM產生器
5200．．．電子供電系統
5202．．．互連電感
5300．．．過濾次系統
5302,5304．．．輸入端
5306,5308．．．輸出端
5310．．．整合電路
5312．．．運算放大器
5314,5316．．．電阻器
5318,5320．．．電容器
5324．．．取樣持有電路
5326．．．開關
5328．．．電容器
5330．．．輸出端
5332．．．增益緩衝器
5334．．．負向反饋回路
5400．．．電流測量次系統
5402．．．功率電壓器
5404．．．輸出端
5406,5408．．．第一組開關
5410,5412,5414．．．第二組開關
5416．．．整合器
5418．．．參考變壓器
5420．．．輸出端
5422．．．電容器
5424．．．輸出端
5426,5428．．．轉換導通階層
5430．．．負向反饋迴路
5500．．．電子供電系統
5502(1),5502(N)．．．多接面光伏電池單元
5504(1),5504(N)．．．第一接面
5506(1),5506(N)．．．第二接面
5508(1),5508(N)．．．第三接面
5510(1),5510(N),5512(1),5512(N),5514(1),5514(N)．．．連接端
5516(1),5516(N)．．．超額能量提取器
5518(1),5518(N)．．．區域MPPT轉換器
5520(1),5520(N)．．．單位電池單元
5522．．．負載
5524．．．輸出電路
5526．．．互連電感
5600．．．單位電池單元
5602．．．三接面光伏電池單元
5604．．．超額能量提取器
5606．．．區域MPPT轉換器
5608．．．第一接面
5610．．．第二接面
5612．．．第三接面
5614．．．控制器
5616．．．第一開關裝置
5618．．．電感
5620．．．第二開關裝置
5622．．．輸入電容器
5624．．．輸出電容器
5626．．．電流
5628．．．控制器
5630．．．第一開關裝置
5632．．．第二開關裝置
5634,5636．．．連接端
5638,5640．．．輸出端
5700．．．電子供電系統
5702,5704．．．電池串
5706．．．直流匯流排
5708．．．負載
5710(1),5710(2),5710(3),5710(4),5710(5),5710(6) 5710(7),5710(8)．．．光伏裝置
5712(1),5712(2),5712(3),5712(4),5712(5),5712(6) 5712(7),5712(8)．．．降壓型式MPPT轉換器
5714(1),5714(2)．．．電池串電流
5800．．．降壓與升壓型式MPPT轉換器
5801．．．輸入埠
5802,5804．．．輸入端
5805．．．輸出埠
5806,5808．．．輸出端
5810．．．控制器
5812,5814,5816,5818．．．開關裝置
5820．．．能量儲存電感器
5822．．．輸入電容
5824．．．輸出電容
5900．．．光伏系統
5902．．．組合
5904(1),5904(2),5904(N)．．．電池串
5906(1),5906(2),5906(M)．．．光伏裝置
5908(1),5908(2),5908(M)．．．直流至直流轉換器
5910(1),5910(2),5910(N)．．．電池串優化器
5912．．．共用外殼
5914(1),5914(2),5914(N)．．．共用能量儲存電感
5916．．．直流匯流排
5918．．．反向器
5920．．．電網
6000．．．光伏系統
6002．．．組合
6004．．．電池串
6006(1),6006(2),6006(M)．．．光伏裝置
6008．．．電池串優化器
6010．．．電感
6100．．．光伏系統
6102．．．積體電路
6104．．．導線架
6106．．．導線接合
6200．．．光伏系統
6202．．．基板
6204．．．光伏裝置
6206．．．子卡
6208．．．積體電路晶片
6210．．．輸入電容器
6300．．．單位電池單元
6302．．．三接面光伏電池單元
6304．．．第一光伏接面
6306．．．第二光伏接面
6308．．．第三光伏接面
6310．．．降壓型式MPPT轉換器
6312．．．輸入埠
6314．．．輸出埠
6316,6318．．．輸出端
6320．．．升壓型式MPPT轉換器
6322．．．輸入埠
6324．．．輸出埠
6400．．．單位電池單元
6402．．．多接面光伏電池單元
6404．．．第一光伏接面
6406．．．第二光伏接面
6408．．．第三光伏接面
6410．．．降壓-升壓型式MPPT轉換器
6412．．．輸入埠
6414．．．輸出埠
6416．．．降壓型式MPPT轉換器
6418．．．輸入埠
6420．．．輸出埠
6422,6424．．．輸出端
6500．．．單位電池單元
6502,6504．．．降壓型式MPPT轉換器
6506．．．光伏電池單元
6508．．．第一光伏接面
6510．．．第二光伏接面
6512．．．第三光伏接面
6514,6516．．．輸入埠
6518,6520．．．輸出埠
6522,6524．．．輸出端
6600．．．單位電池單元
6700．．．單位電池單元
6702．．．多接面光伏電池單元
6704．．．第一光伏接面
6706．．．第二光伏接面
6708．．．第三光伏接面
6710．．．升壓型式MPPT轉換器
6712,6716．．．輸入埠
6714．．．降壓型式MPPT轉換器
6718,6720．．．輸出埠
6722,6724．．．輸出端
6800．．．單位電池單元
6802．．．多接面光伏電池單元
6804．．．第一光伏接面
6806．．．第二光伏接面
6808．．．第三光伏接面
6810．．．降壓-升壓型式MPPT轉換器
6812．．．輸入埠
6814．．．輸出埠
6816．．．節點
6818．．．輸入埠
6820．．．降壓型式MPPT轉換器
6822．．．頂部節點
6824．．．輸出埠
6826,6828．．．輸出端
6900．．．單位電池單元
6902,6904．．．降壓-升壓型式MPPT轉換器
6906,6908．．．輸出埠
6910,6912．．．輸出端
6914．．．輸入埠
6916．．．第一光伏接面
6918．．．輸入埠
6920．．．第二光伏接面
6922．．．第三光伏接面
6924．．．共用多接面光伏電池單元
7000．．．光伏系統
7002．．．分離光譜光伏裝置
7004．．．第一分離光伏裝置
7006．．．第二分離光伏裝置
7008．．．第三分離光伏裝置
7010,7012,7014,7016．．．光伏接面
第1圖係顯示一光伏電池單元之一模型。
第2圖係顯示對一光伏電池單元之電壓及功率之曲線圖，係為電流之函數。
第3圖係顯示一串聯之光伏電池單元串。
第4圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含開關電路以由此電子供電源擷取電能。
第5圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含降壓-升壓開關電路以由此電子供電源擷取電能。
第6圖係顯示對應於一實施例之另一電子供電系統，係包含降壓型式之開關電路以由此電子供電源擷取電能。
第7圖係顯示對應於一實施例之另一電子供電系統，包含耦接變壓器之開關電路以由此電子供電源擷取電能。
第8圖係顯示對應於一實施例之一開關電路中之一控制器。
第9圖係顯示對應於一實施例中用以使用一開關電路以由一電子供電源擷取電能之方法。
第10-14圖各自顯示對應於一實施例中耦接至一電子供電源之一開關裝置之開關節點上電壓之平均值對工作週期之曲線圖。
第15圖係顯示對應於一實施例之一開關電路中之另一控制器。
第16圖係顯示對應於一實施例之一取樣電路。
第17圖係顯示第5圖中之開關電路之一實施例之操作模式之狀態示意圖。
第18圖係顯示對應於一實施例之另一電子供電系統，係包含開關電路用以由電子供電源擷取電能。
第19圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含升壓型式之開關電路用以由電子供電源擷取電能。
第20圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含串聯之開關電路之並聯電池串以由電子供電源擷取電能。
第21圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含並聯之開關電路之串聯電池串以由電子供電源擷取電能。
第22圖係顯示對應於一實施例之電子供電系統，係包含一二極體及開關電路以由電子供電源擷取電能。
第23圖係顯示對應於一實施例之電子供電系統，係包含一系統控制裝置及開關電路以由電子供電源擷取電能。
第24圖係顯示對應於一實施例之一系統控制裝置。
第25圖係顯示對應於一實施例之一積體電路晶片。
第26圖係顯示對應於一實施例之一覆晶積體電路晶片。
第27圖係對應於一實施例之一積體電路晶片，係包含數個降壓型式開關電路。
第28圖係顯示對應於一實施例之一積體電路晶片，係包含數個升壓型式之開關電路。
第29圖係顯示對應於一實施例之一可建構之積體電路晶片，係包含數個降壓型式之開關電路。
第30圖係顯示對應於一實施例之一動態尺寸之場效電晶體。
第31圖係顯示對應於一實施例之光伏系統，係包含一光伏電池單元及一積體電路晶片設置於一共用基板上。
第32圖係顯示對應於一實施例之一光伏系統，係包含一光伏裝置及一積體電路晶片設置於此光伏裝置上。
第33圖係顯示對應於一實施例之一光伏系統，係包含一光伏裝置及一積體電路晶片設置於一共用導線架上。
第34圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包數個光伏電池板，其中每一電池板包含數個開關裝置以由這些電池板之光伏裝置中擷取電能。
第35圖係顯示第27圖所示之積體電路晶片之一實施例應用於一多接面光伏電池單元中。
第36圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含開關電路，並於正常操作期間由所對應之電子供電源取得電能。
第37圖係顯示第36圖所示之電子供電系統之一開關電路之輸出電壓之曲線圖。
第38圖係顯示第7圖所示之開關裝置之另一實施例。
第39圖係顯示第5圖所示之開關裝置之另一實施例之操作模式之狀態示意圖。
第40圖係顯示習知技術之一光伏系統。
第41圖係顯示第4圖所示之電子供電系統之一實施例，係包含互連電感。
第42圖係顯示第5圖所示之電子供電系統之一實施例，係包含互連電感。
第43圖係顯示第6圖所示之電子供電系統之一實施例，係包含互連電感。
第44圖係顯示第7圖所示之電子供電系統之一實施例，係包含互連電感。
第45圖係顯示第7圖所示之電子供電系統之一實施例，其中開關電路具有一前向型式拓墣。
第46圖係顯示第19圖所示之電子供電系統之一實施例，係包含互連電感。
第47圖係顯示第20圖所示之電子供電系統之一實施例，係包含互連電感。
第48圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含串聯之降壓-升壓開關電路之並聯電池串以由電子供電源擷取電能。
第49圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含電池串優化器。
第50圖係顯示第49圖所示之電池串優化器之一實施例。
第51圖係顯示第49圖所示之電池串優化器之另一實施例。
第52圖係顯示第34圖所示之電子供電系統之一實施例，係利用互連電感。
第53圖係顯示對應於一實施例之一開關節點電壓過濾次系統。
第54圖係顯示對應於一實施例之一電流測量次系統。
第55圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，建構助以最大化由一多接面光伏電池單元所擷取之電能。
第56圖係顯示第55圖所示之電子供電系統之一電池單元之一實施例。
第57圖係顯示對應於一實施例之一電子供電系統，係包含降壓型式MPPT轉換器之並聯電池串。
第58圖係顯示對應於一實施例之一降壓及升壓MPPT轉換器。
第59圖係顯示對應於一實施例之一光伏系統，係包含電池串優化器。
第60圖係顯示對應於一實施例之另一光伏系統，係類似於第59圖所顯示之光伏系統，但此光伏系統包含一或多個電池串而非區域MPPT直流至直流轉換器。
第61圖係顯示對應於一實施例之一光伏系統。
第62圖係顯示對應於一實施例之另一光伏系統。
第63圖係顯示對應於一實施例之另一種電池單元。
第64圖係顯示對應於一實施例之一電池單元，係包含一降壓-升壓型式轉換器。
第65圖係顯示對應於一實施例之一電池單元，係包含二個MPPT直流至直流轉換器，其輸出埠係以串聯方式電性耦接。
第66圖係顯示第65圖所示之電池單元之另一實施例。
第67圖係顯示對應於一實施例之一電池單元，係包含一升壓型式MPPT轉換器及一降壓型式之MPPT轉換器。
第68圖係顯示對應於一實施例之一電池單元，係包含二個疊合式MPPT直流至直流轉換器。
第69圖係顯示對應於一實施例之一電池單元，係包含降壓-升壓型式之MPPT直流至直流轉換器。
第70圖係顯示對應於一光伏系統，係包含一分離光譜之光伏裝置。
400．．．電子供電系統
402(1),402(2),402(N)．．．電子供電源
404(1),404(2),404(N)．．．開關電路
406(1),406(2),406(N)．．．輸入埠
408(1),408(2),408(N)．．．輸出埠
410．．．負載
412．．．輸出電路
416．．．電感器
418(1),418(2),418(N)．．．第一開關裝置
419(1),419(2),419(N)．．．二極體
420(1),420(2),420(N)．．．中間開關節點
422(1),422(2),422(N)．．．控制器
424(1),424(2),424(N)．．．功率軌

Claims (64)

  1. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；其中該第一控制電路可運作以：於該控制電路之一第一操作模式中，控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體共用運作以由該第一輸入埠轉換電能至該第一輸出埠；及於該控制電路之一第二操作模式中，控制該第一驅動電路以致使該第二電晶體分路至該第一輸出埠。
  2. 如請求項第1項所述之積體電路晶片，其中該積體電路晶片係為一覆晶積體電路晶片。
  3. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；及一第一連接端、一第二連接端及一第三連接端，該第一連接端及該第二連接端提供一電性介面予該第一輸入埠，以及該第二連接端及該第三連接端提供一電性介面予該第一輸出埠。
  4. 如請求項第1項所述之積體電路晶片，其中該第一控制電路適用以依據一事件之發生以操作該第一控制電路於其第二操作模式中，該事件係由下列群組中選出：(1)通過該第一輸入埠之電壓係低於一臨界值；(2)通過該第一輸入埠之電壓係高於一臨界值；(3)由該第一輸入埠轉換至該第一輸出埠之電能係低於一臨界值；(4)流 經該第一輸入埠之一電流量係低於一臨界值；(5)流經該第一輸出埠之電流量超過一臨界值；及(6)該積體電路晶片之一或多個元件之溫度超過一臨界值。
  5. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；其中如果該積體電路晶片之一或多個元件之溫度超過一臨界值，該第一控制電路可運作以關閉至少該第一電晶體之切換。
  6. 如請求項第1項所述之積體電路晶片，其中如果流經該第一輸入埠之電流量超過一臨界值，該第一控制電路可運作以關閉至少該第一電晶體之切換。
  7. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；其中如果通過該第一輸入埠之電壓低於一臨界值，該第一控制電路可運作以關閉至少該第一電晶體之切換。
  8. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶 體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；其中該控制電路可運作以至少實質上最大化一中間開關電路上一電壓之一平均值，該中間開關電路係位於該第一電晶體與該第二電晶體電性耦接的位置上。
  9. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；其中該第一控制電路可運作以重覆地對一中間開關節 點上一電壓之一平均值進行取樣，並依據該中間開關節點上該電壓之該平均值之至少兩個連續樣本以控制該第一電晶體之切換，該中間開關節點係為位於該第一電晶體與該第二電晶體電性耦接之一節點。
  10. 如請求項第9項所述之積體電路晶片，其中該第一控制電路之一起始時間係鬆散地被控制。
  11. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；其中該第一電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態間之一頻率係鬆散地被控制。
  12. 一種積體電路晶片，係包含：一第一輸入埠及一第一輸出埠；一第一電晶體及一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第一輸入埠之一供電源中所擷取之一電能量；一第二輸入埠與一第二輸出埠；一第三電晶體與一第四電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第二輸入埠，當該第三電晶體位於其未導通狀態時，該第四電晶體亦電性耦接通過該第二輸出埠，並適用以對流經該第二輸出埠之電流提供一路徑；一第二驅動電路，用以驅動該第三電晶體與該第四電晶體之閘極，以致使該電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第二控制電路，用以控制該第二驅動電路以致使該第三電晶體與該第四電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由電性耦接至該第二 輸入埠之一供電源中所擷取之電能量。
  13. 如請求項第12項所述之積體電路晶片，其中該第一控制電路與該第二控制電路係為一共用控制器之一部分。
  14. 如請求項第12項所述之積體電路晶片，其中該第一輸出埠與該第二輸出埠係以串聯方式電性耦接於該積體電路晶片中。
  15. 如請求項第12項所述之積體電路晶片，其中：該第一控制電路可運作以：於該第一控制電路之一第一操作模式期間，控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體共用運作以由該第一輸入埠轉換電能至該第一輸出埠；及於該第一控制電路之一第二操作模式期間，控制該第一驅動電路以致使該第二電晶體分路至該第一輸出埠；及該第二控制電路可運作以：於該第二控制電路之一第一操作模式期間，控制該第二驅動電路以致使該第三電晶體與該第四電晶體共用運作以由該第二輸入埠轉換電能至該第二輸出埠；及於該第二控制電路之一第二操作模式期間，控制該第二驅動電路以致使該第四電晶體分路至該第二輸出埠。
  16. 一種光伏系統，係包含： N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中該N個積體電路晶片之該第一輸出埠係以串聯方式電性耦接至一負載以建立一輸出電路；及其中每一對電性耦接之該第一電晶體與該第二電晶體形成為一開關電路之一部分，並使用該輸出電路之一互連電感作為該開關電路之一主要能量儲存電感。
  17. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠； 一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中N係大於三，該N個積體電路晶片中至少二個積體電路之該第一輸出埠以串聯方式電性耦接，以及該N個積體電路晶片中至少二個積體電路晶片之該第一輸出埠係以並聯方式電性耦接。
  18. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑； 一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中該N個第一光伏裝置中至少二個光伏裝置係為一共用光伏電池板之一部分。
  19. 如請求項第18項所述之光伏系統，其中該N個積體電路晶片中至少二個積體電路晶片係為該共用光伏電池板之一部分。
  20. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導 通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中該N個積體電路晶片中至少二個積體電路晶片係為一光伏電池板之光伏次模組，每一該光伏次模組包含複數個電性耦接之光伏電池單元。
  21. 如請求項第20項所述之光伏系統，其中每一該光伏次模組之該光伏電池單元係以串聯方式電性耦接。
  22. 如請求項第20項所述之光伏系統，其中：該光伏電池板包含R排及C列之光伏電池單元，R與C各自係為大於一之整數；及每一該光伏次模組包含R個串聯耦接之光伏電池單元。
  23. 如請求項第20項所述之光伏系統，其中：該光伏電池板包含R排及C列之光伏電池單元，R與C各自係為大於一之整數；及每一該光伏次模組包含X個串聯耦接之光伏電池單元，X係等於二與R之積。
  24. 如請求項第20項所述之光伏系統，其中： 該光伏電池板包含R排與C列之光伏電池單元，R與C各自係為大於一之整數；及每一該光伏次模組包含C串聯耦接之光伏電池單元。
  25. 如請求項第20項所述之光伏系統，其中：該光伏電池板包含R排與C列之光伏電池單元，R與C各自係為大於一之整數；及每一該光伏次模組包含X串聯耦接之光伏電池單元，X係等於二與C之積。
  26. 如請求項第16項所述之光伏系統，其中該N個第一光伏裝置中至少一第一光伏裝置係為一單一光伏電池單元。
  27. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導 通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中該N個第一光伏裝置中至少一第一光伏裝置包含至少二個光伏電池單元，以並聯方式電性耦接。
  28. 如請求項第16項所述之光伏系統，進一步包含：光學結構，用以集中光線至該N個第一光伏裝置中至少一光伏裝置。
  29. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第 一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；及光線集中之光學結構，並由該N個第一光伏裝置中至少二個第一光伏裝置所共享。
  30. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；光學結構，用以集中光線至該N個第一光伏裝置之至少一者上；及用以包覆該N個光伏裝置中至少二個光伏裝置與該N 個積體電路晶片中至少一積體電路晶片之物質。
  31. 如請求項第16項所述之光伏系統，其中該N個光伏裝置中至少一光伏裝置係為一多接面光伏電池單元之一光伏接面。
  32. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中N係為大於二之整數，且該N個第一光伏裝置係擴展於至少二個該光伏電池板之間。
  33. 如請求項第32項所述之光伏系統，其中該N個積體電路晶片之該第一輸出埠係以串聯方式電性耦接。
  34. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中該N個積體電路晶片中至少一積體電路晶片進一步包含：一第二輸入埠及一第二輸出埠；一第三電晶體與一第四電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第二輸入埠，當該第三電晶體位於其未導通狀態時，該第四電晶體亦電性耦接通過該第二輸出埠，並適 用以對流經該第二輸出埠之電流提供一路徑；一第二驅動電路，用以驅動該第三電晶體與該第四電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一第二控制電路，用以控制該第二驅動電路以致使該第三電晶體與該第四電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由對應於電性耦接至該第二輸出埠之一第二光伏裝置中所擷取之一電能量。
  35. 如請求項第16項所述之光伏系統，其中該N個積體電路晶片各自係設置於該N個光伏裝置中所對應之一光伏裝置上。
  36. 如請求項第35項所述之光伏系統，其中該N個積體電路晶片各自係為一覆晶積體電路晶片，電性耦接至該N個光伏裝置中其所對應之一光伏裝置。
  37. 如請求項第35項所述之光伏系統，其中該N個積體電路晶片各自透過複數個導線接合電性耦接至該N個光伏裝置中其所對應之一光伏裝置。
  38. 如請求項第35項所述之光伏系統，進一步包含：N個電容器，各自設置於該N個第一光伏裝置其所對應之一第一光伏裝置，並電性耦接通過該第一光伏裝置。
  39. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中該N個積體電路晶片與該N個第一光伏裝置各自分別設置於一或多個支撐結構上。
  40. 如請求項第39項所述之光伏系統，其中該一或多個支撐結構各自可由下列群組中選出：一印刷電路板、一陶瓷基板、一聚醯亞胺基板、及一金屬導線架。
  41. 如請求項第39項所述之光伏系統，其中該N個積體電 路晶片各自係為一覆晶積體電路晶片，透過複數個錫球電性耦接至一或多個支撐結構。
  42. 如請求項第39項所述之光伏系統，其中該N個積體電路晶片各自透過複數個導線接合電性耦接至該一或多個支撐結構。
  43. 如請求項第39項所述之光伏系統，進一步包含：一電容器，設置於該一或多個支撐結構上，並電性耦接通過該N個第一光伏裝置中至少一第一光伏裝置。
  44. 一種光伏系統，係包含：N個第一光伏裝置，N係為大於一之整數；及N個積體電路晶片，每一該積體電路晶片係包含：一第一輸入埠與一第一輸出埠；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該第一輸入埠，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該第一輸出埠，並適用以對流經該第一輸出埠之電流提供一路徑；一第一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，及一第一控制電路，用以控制該第一驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通 狀態之間，得以至少實質上最大化由該N個第一光伏裝置中所對應之一光伏裝置中擷取之電能量；其中對於該N個積體電路晶片中每一積體電路晶片，該第一控制電路建構以致使該第一電晶體與該第二電晶體以一頻率切換於其導通狀態與未導通狀態之間，該頻率至少為200千赫。
  45. 如請求項第44項所述之光伏系統，其中對於該N個積體電路晶片中每一積體電路晶片，流經該第一輸入埠之漣波電流主要藉由一或多個多層陶瓷電容器所過濾。
  46. 一種光伏系統，係包含：一多接面光伏電池單元，包含至少一第一光伏接面及一第二光伏接面；及一積體電路晶片，包含：一第一電晶體與一第二電晶體；一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一控制電路，用以控制該驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該第一光伏接面與該第二光伏接面中所擷取之電能；其中該控制電路建構以控制該驅動電路以致使該第一 電晶體與該第二電晶體以一頻率切換於其導通狀態與未導通狀態之間，該頻率至少為200千赫。
  47. 一種光伏系統，係包含：一多接面光伏電池單元，包含至少一第一光伏接面及一第二光伏接面；及一積體電路晶片，包含：一第一電晶體與一第二電晶體；一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一控制電路，用以控制該驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該第一光伏接面與該第二光伏接面中所擷取之電能；其中該第一電晶體係為一第一降壓型式轉換器之一部分，該第一降壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接至該第一光伏接面，以及該第二電晶體係為一第二降壓型式轉換器之一部分，該第二降壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接至該第二光伏接面。
  48. 一種光伏系統，係包含：一多接面光伏電池單元，包含至少一第一光伏接面及一第二光伏接面；及 一積體電路晶片，包含：一第一電晶體與一第二電晶體；一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一控制電路，用以控制該驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該第一光伏接面與該第二光伏接面中所擷取之電能；其中該第一光伏接面與該第二光伏接面以串聯方式電性耦接，且該第一電晶體係為一升壓型式轉換器之一部分，該升壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接通過該第一光伏接面、及一輸出埠電性耦接通過至少該第一光伏接面與該第二光伏接面，以及該第二電晶體係為一降壓型式轉換器之一部分，該降壓型式轉換器包含一輸入埠電性耦接通過至少該第一光伏接面與該第二光伏接面。
  49. 如請求項第46項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片係設置於該多接面光伏電池單元上。
  50. 如請求項第49項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片係為一覆晶積體電路晶片，透過複數個錫球電性耦接至該多接面光伏電池單元。
  51. 如請求項第49項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片透過複數個導線接合電性耦接至該多接面光伏電池單元。
  52. 如請求項第49項所述之光伏系統，進一步包含：一電容器，設置於該多接面光伏電池單元上，並電性耦接通過至少一該光伏接面。
  53. 如請求項第46項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片與該多接面光伏電池單元係設置於一支撐結構上。
  54. 如請求項第53項所述之光伏系統，其中該支撐結構係由下列群組中選出：一印刷電路板、一陶瓷基板、一聚醯亞胺基板、及一金屬導線架。
  55. 如請求項第53項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片係為一覆晶積體電路晶片，透過複數個錫球電性耦接至該支撐結構。
  56. 如請求項第53項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片透過複數個導線接合電性耦接至該支撐結構。
  57. 如請求項第53項所述之光伏系統，進一步包含：一第一電容器，設置於該支撐結構上，並電性耦接通過至少 一該光伏接面。
  58. 如請求項第57項所述之光伏系統，其中：該積體電路晶片包含至少一輸出埠，用以轉換電能至一負載；及該系統進一步包含：一第二電容器及一電感器，電性耦接至該輸出埠與該第二電容器之間，該第二電容器與該電感器係設置於該支撐結構上。
  59. 如請求項第46項所述之光伏系統，進一步包含：光學結構，用以集中光線至該多接面光伏電池單元上。
  60. 如請求項第46項所述之光伏系統，進一步包含：用以包覆至少該積體電路晶片與該多接面光伏電池單元之物質。
  61. 如請求項第46項所述之光伏系統，其中：該積體電路晶片包含：一輸入埠，用以接合該積體電路晶片與該多接面光伏電池單元；及流經該輸入埠之漣波電流主要藉由一或多個多層陶瓷電容器所過濾。
  62. 一種光伏系統，係包含：一光伏電池單元；及 一積體電路晶片，包含：一輸出埠，用以電性耦接至一負載；一第一電晶體與一第二電晶體，以串聯方式電性耦接通過該光伏電池單元，當該第一電晶體位於其未導通狀態時，該第二電晶體亦電性耦接通過該輸出埠，並適用以對流經該輸出埠之電流提供一路徑；一驅動電路，用以驅動該第一電晶體與該第二電晶體之閘極，以致使該些電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間；及一控制電路，用以控制該驅動電路以致使該第一電晶體與該第二電晶體切換於其導通狀態與未導通狀態之間，得以至少實質上最大化由該光伏電池單元中所擷取之電能量；其中該控制電路建構以致使該第一電晶體與該第二電晶體以一切換頻率切換於其導通狀態與未導通狀態之間，該切換頻率至少為200千赫。
  63. 如請求項第62項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片係為一覆晶積體電路晶片。
  64. 如請求項第62項所述之光伏系統，其中該積體電路晶片進一步包含一輸入埠，用以接合該第一電晶體與該第二電晶體至該光伏電池單元；及流經該輸入埠之漣波電流主要藉由一或多個多層陶瓷 電容器所過濾。
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