TWI450482B - 在負載條件之範圍內有效地操作之電力轉換器系統 - Google Patents

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Description

在負載條件之範圍內有效地操作之電力轉換器系統
本發明相關於設計與運轉電力轉換器之方法，以便能夠將整體負載範圍下之電力轉換器的效能最佳化。
自從五十年代晚期及六十年代早期微電子革命的驅使下，微型化時代的開始，於電子設備及系統中使用之電力轉換設備，已經面臨持續增加的功率密度及效能的挑戰。直到最近，因為功率密度之增加是只有在達成滿載效能的適當遞增的改進的情況下才為可能，電力轉換電路效能之增加，主要是藉由增加的功率密度之需求所推動，以便熱效能免於受到不利的影響。結果，滿載效能之最大化始終是為一設計重點。然而在九十年代早期，消費性電子產品及資料處理設備之爆炸性成長已經促使引進不同的(大多為自發性的)針對其閒置模式(即輕負載)之電力消耗之最小化之需求。最值得注意的輕負載效能的需求是由美國能源之星及ECoC(European Code of Conduct)之規範所定義。
今日，電源供應器工業處於另一個引人注目的改變的開端：將整體負載範圍中的效能改善放在客戶效能要求之最前端。此效能上的引人注目已經藉由經濟理由及環境考量所引起，其係由網際網路基礎建設的連續、大量的成長及其相對低能量效能的電力轉換器系統所造成的。事實上，該環境考量已經促使環境保護局(Environmental Protection Agency,EPA)修正電源供應器效能之能源之星的規範，其係藉由定義最小效能從滿載降至滿載之20%。然而，主要電腦、通訊及網路設備製造商已經要求超過最新的能源之星規範的輕負載效能，且亦擴大這些需求下降至10%甚至5%的負載。
一般而言，重負載時之電能轉換電路之效能是由半導體及磁性構件的的電導損失所決定，相反地它們的輕負載效能主要是由半導體之切換損失、磁性材料之磁心損失及半導體開關之驅動損失所決定(如M.D.Mulligan,B.Broach,T.H.Lee所揭示的“A constant-frequency method for improving light-load efficiency in synchronous buck converters”,IEEE Power Electronics Letters,Volume3,Issuel,March 2005,pp.24-29)。因為半導體開關之切換及驅動損失與磁性構件之磁心損失是幾乎獨立於負載電流，當該負載電流之減少超過滿載電流之20%至30%時，以負載電流為函數的典型效能曲線顯示出劇烈的衰減。事實上，在一典型的電力轉換器中，該輕負載效能，例如在滿載之10%時之效能，顯著的低於在滿載時的效能。此差距隨著轉換器之額定輸出電流(功率)之增加而增加，因為較高功率需要使用較大的半導體裝置(或更多並聯的裝置)及較大的磁心，因而固有地有個別增加的切換及磁心損失。
一般而言，該電導損失的最小化(即滿載效能之最佳化)需要矽區域之最大化及銅導體電阻之最小化。特別地，該半導體之電導損失之最小化需要選擇具有最小接通電阻之場效電晶體(MOSFETs)及具有最小順向電壓降之整流器，相反地該磁性構件(例如輸入及輸出濾波器電感、變壓器)之電導損失及互連損失可以藉由減少銅導體之電阻而被最小化，即縮短導線與印刷電路板佈線之長度及增加導線與印刷電路板佈線之切面。該磁性構件之磁心損失、半導體之切換損失以及驅動損失之最小化，是根據以下選擇：最佳切換頻率及低損失磁性材料之使用，具有固有較低的切換損失之MOSFET開關，及具有反向復原電荷之整流器，且/或藉由利用不同的軟性切換之技術，該技術實質上減少半導體之切換損失，如X.Wang,F.Tian,Y.Li,I.Batarseh揭示的“High Efficiency high Power Density DC/DC Converter with Wide Input Range”,in Proc.IAS Annual Meeting,pp.2115-2120,Oct.2006。
然而，該描述的效能最佳化之技術時常不足以使該電源供應器展現符合客戶預期之效能曲線。對於專為高功率應用之交流/直流(離線)電源供應器而言，此尤為然。在此情況中，採取電源供應等級之電力管理技術以進一步改善部分負載之效能，是為習慣作法。一般而言，這些技術是基於改變運轉模式，該運轉模式是基於負載電流及/或輸入電壓之條件。今日最常使用之實際電力管理技術為可變切換頻率控制(variable switching frequency control)、高電壓縮減技術(bulk-voltage reduction technique)、相分離技術(phase-shedding technique)及突波模式操作技術(“burst”-mode operation technique)。而所有這些負載活動性為基礎之電力管理技術已經使用類比技術執行，目前於電力轉換應用中數位技術之快速使用已經使得它們的實施態樣更為容易。
在可變切換頻率之方法中，轉換器之切換頻率是隨著負載電流的減少而減少，如Jingdong Chen所揭示的“Determine Buck Converter Efficiency in PFM Mode”,Power Electronics Technology,September 2007,pp.28-33。因為該切換損失是與可改善該輕負載效能的方法之切換頻率成比例。在其最簡單的實施態樣中，該切換頻率不隨著該負載逐漸變輕而不斷地減少，但是當該負載電流下降至低於預設之臨界位準時，切換頻率只會切換至一較低的固定頻率。
需要主動功率因數修正(active Power-Factor-Correction,PFC)之前端之離線之轉換器，儲能(高)電壓之減少已經被廣泛地用來改善輕負載效能，如P.vinciarelli揭示於美國專利案號5289361中。此方法是基於此事實：當該半導體構件(例如MOSFET開關及快速回復二極體整流器)需要的斷開電壓減少時，該半導體構件的切換損失會減少。一具有前端PFC的典型通用線路(90-264 Vrms )交流/直流電源供應器，其高電壓係被設定稍微高於最大線路電壓之峰值，即大約400伏特，且該體電容值是被決定的，以便讓該體電容能夠維持全功率一段規定的保持時間，該保持時間通常是在12毫秒至20毫秒的範圍內。既然需要維持該保持時間期間輸出的部分負載下之體電容能量，能夠以較低電壓被儲存，則該體電容電壓可以隨著該負載的減少而減少，以改善該輕負載效能。該高電壓的範圍是受限於下游的直流/直流輸出階段的調整範圍。
以多階段執行的電力轉換器中，時常利用該階段分離技術(stage-shedding technique)以增加輕負載效能，如S.W.Hobrecht及R.G.Flatness所揭示於美國專利案號6674274。在此技術中，關閉對輕負載的電力處理的非必要階段以便能夠消除它們的損失。舉例而言，具有前端PFC之離線電源供應器中，當該輸入電源下降至低於75瓦時(為需要PFC的輸入電源下限)，該PFC階段可以被關閉。又，在桌上型電源供應器，該主要電力轉換器通道(即前端PFC及下游的多輸出直流/直流轉換器二者)被關閉，進入待機狀態，且待機電源是由一低功率之待機轉換器所供應。藉由完全地消除大型高功率PFC及直流/直流轉換器之損失，該待機功率消耗可以大幅地減少，一般低於3瓦。最後，該階段卸載技術係被廣泛地使用，以改善電力轉換器之輕負載效能，該電力轉換器係利用平行或交錯這樣的階段，舉例而言，電壓調節模組(Voltage Regulation Modules,VRMs)。當應用於交錯電力處理階段時，此技術係通常稱為相分離技術(phase shedding technique)。
最後，J.Choi,D.Huh,Y.Kim,“The improved burst mode in the stand-by operation of power supply”,IEEE Applied Power Electronics(APEC) Conf.Proc.,pp.426-432,2004，揭示一轉換器，該轉換器處於突波模式中，大部分時間是關閉的，且藉由輸出濾波器電容中的能量提供至負載。為了補充該能量，該轉換器要週期性地被開啟一段簡短的時間。既然該轉換器大部分時間是保持關閉的，其損失係實質上被減少，其效能增加。支持該「突波」模式之操作是經由多數之商用IC控制器。
雖然該描述的技術已經顯示可以改善部分負載效能，它們遭受限制住它們的應用區域的某些主要缺點。舉例而言，該減少於輕負載之該切換頻率之主要問題是一增加的電流漣波，該增加的電流漣波是起因於輸出濾波器電感磁心之伏秒積(volt-second product)的增加。因為此增加之漣波電流會增加電導損失，對於效能有不良作用。關於高電壓縮減及階段分離技術的主要考量是動態表現。當該負載突然從輕負載變成滿載時，沒有輸出干擾或其他性能劣化，特別地是它們復原全功率性能的能力。最後，該「突波」模式操作是受限於非常低的電力位準，其主要歸因於聲波雜訊(acoustic noise)。
在本發明中，係描述能夠提供最大化的輕負載效能且不具先前技術限制之電力轉換器之實施態樣。
根據本發明之一實施態樣，一電力轉換器系統供應電力給一或多個負載。該電力轉換器系統係包含至少一個電力轉換器，以所要的效能運轉；及一電力儲存系統，其耦接至該至少一個電力轉換器，當該至少一個電力轉換器以低於所要的效能運轉時，接收來自該至少一個電力轉換器所供應的電力並儲存電力於其中。
根據本發明之另一實施態樣，一電力轉換器系統供應電力至至少一個負載。該電力轉換器系統包含至少一個電力轉換器，每當該電力轉換器以所要的效能運轉，供應不中斷的電力給至少一負載；及一電力儲存系統，耦接至該至少一個電力轉換器，當該至少一個電力轉換器以低於所要的效能運轉時，以接收該至少一個電力轉換器所供應的電力並儲存電力於其中。
根據本發明之又另一實施態樣，一電力轉換器系統，從一較高負載條件到一較低負載條件之範圍內供應電力。該電力轉換器系統包含至少一個電力轉換器，以所要的效能、較高負載條件下供應不中斷的電力；及一電力儲存系統，耦接至該至少一個電力轉換器，在較低負載的情況下，以接收該至少一個電力轉換器所供應的電力並儲存電力於其中。
根據本發明之某些更細部的特徵，一電力轉換器系統供應電力至一個或多個負載。該電力轉換器系統包含一個或多個電力轉換器。每一電力轉換器以所要的效能、於一負載條件下運轉。每當該電力轉換器之效能下降至低於所要的效能或效能門檻，該電力轉換器係按順序地於第一時間間隔期間被開啟，且於第二時間間隔期間被關閉。於該第一時間間隔期間，該電力轉換器係以所要的效能運轉，以供應電力給一電力儲存系統。於該第二時間間隔期間，當該電力轉換器被關閉時，該電力儲存系統運轉輔助該電力轉換器，以提供電力至一負載。
根據本發明某些更細部的特徵，一電力轉換器系統供應電力至一個或多個負載。該電力轉換器系統包括至少一個電力轉換器，每當該電力轉換器以所要的效能運轉時，供應不中斷的電力至該負載。每當該電力轉換器以低於所要的效能之效能運轉時，從該至少一個電力轉換器至該負載之電力供應，是部分中斷的，如此該至少一電力轉換器於第一時間間隔被開啟，且於第二時間間隔被關閉。一電力儲存系統操作輔助該至少一個電力轉換器。於該第一時間間隔期間，該至少一個電力轉換器以所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統。於該第二時間間隔期間，當該至少一個電力轉換器被關閉時，該電力儲存系統供應電力至該一個或多個負載。
根據本發明某些更細部的特徵，一電力轉換器系統，從較高的負載條件至較低的負載條件之範圍下供應電源。一個或多個電力轉換器在較高負載條件下，以所要的效能供應不中斷的電力，且在較低負載條件下供應部份地中斷的電源。該電力轉換器之電力是藉由於第一時間間隔期間開啟它，且於第二時間間隔期間關閉它而部份中斷的。一電力儲存系統操作輔助於該電力轉換器。該電力轉換器於第一時間間隔期間以所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統，且於較低負載條件下供應電力。當該電力轉換器被關閉時，該電力儲存系統於第二時間間隔期間、以較低負載條件下供應電力。
根據本發明某些更詳細的特徵，該電力轉換器具有一第一輸出端，於第一時間間隔期間供應電力至該電力儲存系統，及一第二輸出端，於第二時間間隔期間供應電力至該至少一負載。或者，該電力轉換器具有單一輸出端，於第一時間間隔期間供應電力至該電力儲存系統，且於第二時間間隔期間供應電力至該負載。另一例示性實施例中，該電力儲存系統具有單一連接埠，於第一時間間隔期間接收來自該電力轉換器之電力供應，且於第二時間間隔期間供應電力至該負載。在另一例示性實施例中，該電力儲存系統具有一第一連接埠，於第一時間間隔期間接收來自該至少一個電力轉換器之電力供應，及一第二連接埠，於第二時間間隔期間供應電力至該至少一個負載。該電力轉換器，該電力儲存系統及該負載係串聯耦接。
根據本發明之其他更為細部的特徵，該電力轉換器係包含一電源級及一輸出濾波器。在一實施例中，該電力儲存系統經由該輸出濾波器而供應電力至該負載。在另一實施例中，該電力轉換器經由該輸出濾波器供應電源至該電力儲存系統。在不同的例示性實施例中，該電力轉換器是包含隔離式、非隔離式、單級與多級、交流/直流、直流/直流、直流/交流及交流/交流之至少一類電力轉換器。
根據本發明之其他更為詳細的特徵，該電力轉換器系統進一步包含一控制器，耦接至該至少一電力轉換器及該電力儲存系統，以控制該至少一電力轉換器及該電力儲存系統。
本發明係描述一電力轉換器系統，供應電力至一個或多個負載。該電力轉換器系統係包含一個或多個電力轉換器。每一電力轉換器以所要的效能、於一負載條件下運轉。該電力轉換器系統進一步包含一電力儲存系統，耦接至該一個或多個電力轉換器，以接收來自該一個或多個電力轉換器所供應的電力並儲存電力於其中。當該電力轉換器之效能低於所要的效能時，該電力轉換器以所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統。即，該電力轉換器系統於一負載條件下供應電力，該負載條件是從較高負載條件至較低負載條件的範圍內。該電力轉換器系統係包含一個或多個電力轉換器，於該較高負載條件下以所要的效能供應不中斷的電力。該電力轉換器系統進一步包含一電力儲存系統，耦接至該一個或多個電力轉換器，於較低負載條件下，以接收來自該一個或多個電力轉換器所供應的電力並儲存電力於其中。
根據本發明之一實施態樣，一電力轉換器系統供應電源至一個或多個負載。該電力轉換器系統包含一個或多個電力轉換器。每一電力轉換器以所要的效能、於一負載條件下運轉。每當該電力轉換器之效能下降至低於所要的效能或效能門檻時，該電力轉換器按順序地於第一時間間隔期間被開啟，且於第二時間間隔期間被關閉。於第一時間間隔期間，該電力轉換器以所要的效能運轉，以供應電力至一電力儲存系統。更適宜地，該電力轉換器係以所要的效能運轉，供應電力至一獨立電力儲存系統。於第二時間間隔期間，當該電力轉換器被關閉時，該獨立電力儲存系統運轉輔助該電力轉換器，以供應電力至一負載。該電力轉換器系統進一步包含一控制器，耦接至該至少一個電力轉換器及該電力儲存系統，以控制該至少一個電力轉換器及該電力儲存系統之運轉。
本發明之電力系統就一或多個電力轉換器而言，能夠於整個負載範圍內保持高效能，該負載範圍包括更高的負載條件(例如滿載)及較低的負載條件(例如輕負載)。特別是，本發明之該系統藉由將半導體開關之切換損失及驅動損失與磁性構件之磁心損失加以最小化，而實質上增加輕負載之轉換效能。藉由按順序地於第一時間間隔期間開啟該電力轉換器，且於第二時間間隔期間關閉該電力轉換器，這些輕負載之損失可以被最小化。以此種方式，有一段時間該電力轉換器部分中斷從輸入端至輸出端之電力供應。當藉由該電力轉換器之電力供應被切斷時，至該負載的電力是由一獨立電力儲存系統所供應，該獨立電力儲存系統例如一低補助電力轉換器。在一例示性實施例中，當該電力轉換器被關閉時，該獨立電力儲存系統運轉以輔助該電力轉換器，以供應電力至該負載。當自輸入端傳送電力至輸出端時，一能量來源係供電至該獨立電力儲存系統，該能量來源於該電力轉換器正在以所要的最佳效能運轉期間充電。既然該獨立電力儲存系統不是由該主電力轉換器之輸入端所供電，而是由產生輔助能量來源的電力轉換器所供電，該獨立電力儲存系統可以是簡單的非隔離式轉換器，甚至是在需要隔離的應用例中。事實上，藉由在一隔離式轉換器中的變壓器的二次側創造輔助能量來源，該獨立電力儲存系統之效能可以被最佳化。
不同於傳統的電力系統，當該負載突然從輕負載被改變至滿載，且以最佳所要的效能下，從該輸入端到該輸出端連續傳送電力之正常運轉下重新開始，因為佈置有該獨立電力儲存系統，本發明之系統沒有展現出任何暫態問題，如此該獨立電力儲存系統能夠與該主電力轉換器共用該低通輸出濾波器。因此，輸出濾波器之該能量儲存構件(即電感及/或電容)中之能量，在負載轉變之前及之後幾乎是相同的，使得該暫態行為與該主轉換器之暫態行為一致。
一般而言，因為該負載電力大約相等於藉由該主轉換器所處理的平均電力，該電力轉換器處理該輸入電力之持續時間，以及從該輸入端解除耦接之持續時間之比率，是取決於該負載電力以及耦接至輸入端的主轉換器正在處理時之功率位準。當該頻率低於該電力轉換器之交叉頻率時，能夠任意地選擇於第一時間間隔該主電源被開啟時以及於第二時間間隔該主電源被關閉時之頻率。為了要最大化該輕負載效能，當該主電源轉換器供應電源至負載時，該電力處理應該於展現最佳所要的效能的位準下完成。
或者，每當該至少一個電力轉換器以低於所要的效能運轉時，該電力轉換器以所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統，且該電力儲存系統同時地供應電力至該至少一個負載。或者，每當該至少一電力轉換器以低於所要的效能運轉時，該電力轉換器以所要的效能運轉，以提供電力至該電力儲存系統及該至少一個負載，且該電力儲存系統同時地供應電源至該至少一個負載。
本發明係可應用於任何電力轉換電路。特別是，其可應用於隔離式及非隔離式、單級與多級、交流/直流、直流/直流、直流/交流以及交流/交流之電源供應器。本發明係可以應用於任何電力轉換器系統。特別是，其可以應用於LED之電力轉換系統、太陽能電池之電力轉換系統、燃料電池之電力轉換系統、風能之電力轉換系統、震動能之電力轉換系統、動能之電力轉換系統、熱能之電力轉換系統、發電廠、建築物之電力管理及轉換系統、資料中心之電力管理及轉換系統、不斷電系統UPS、載具之電力轉換系統、電腦或筆記型電腦之電力轉換系統、通訊裝置或設備之電力轉換系統、消費性電子產品之電力轉換系統及家用電器之電力轉換系統，等。
以下的詳細描述及附圖使得本發明能夠更容易被理解。
圖1顯示本發明較佳實施例之方塊圖式，使電力轉換器之較低負載條件或輕負載效能得以最大化。圖1顯示的電力系統供應電力至一負載。在一例示性實施例，該電力系統包含一電力轉換器、一獨立電力儲存系統及控制電路。一般而言，圖1之電力轉換器可以是任何單級或多級、隔離式或非隔離式之交流/直流、直流/直流、直流/交流、或交流/交流轉換器。該獨立電力儲存系統可以包含任何能量儲存裝置、媒介或能夠儲存能量的構件，例如一或多電容、超電容、電池、飛輪、燃料電池等。
圖1所示之獨立電力儲存系統只能夠於較低負載或輕負載條件下運轉，以供應電力，最適合於低於一特定水平之負載電力。高於該電力水平直到滿載，該電力儲存系統被關閉，以便該電力轉換器之輸出端能夠以不中斷的方式連續地供應全部的負載電力，如圖2之電力流程方塊圖所示。從圖2可以看到，於重負載，充電電力PCHR 及放電電力PDIS 兩者都持續為零，而該電力轉換器之輸出電力PO 相等於負載電力PLOAD 。
然而，於輕負載時，該電力轉換器按順序地或週期性地於第一時間間隔期間被開啟，且於第二時間間隔期間被關閉，以減少切換損失，因而改善輕負載效能。於第二時間間隔期間當該電力轉換器被關閉時，該負載電力是來自該獨立電力儲存系統憑藉著一暫時能量儲存器及電力調節電路所供應。由圖3之電力流程時序圖可以看到，於第一時間間隔期間當該電力轉換器為開啟時，該電力轉換器係以所要的效能運轉，以同時地供應該獨立電力儲存系統之負載電力PLOAD 及充電電力PCHR 。於第二時間間隔期間當該電力轉換器被關閉時，是藉由該獨立電力儲存系統之放電全部地維持該負載電力。既然此運轉模式之負載電力是藉由該電力轉換器輸出端或是藉由儲存的能源所供應，於第一時間間隔(稱為開啟時間TON )期間藉由該電力轉換器所傳遞之瞬時電力是為PO =PLOAD ，且於第二時間間隔(稱為關閉時間TOFF )期間藉由該獨立電力儲存系統所傳遞之瞬時電力是為PDIS =PLOAD 。定義任務循環D為D=TON /(TON +TOFF )，藉由該轉換器輸出端所傳遞的平均電力為PO(AV) =DPLOAD ，而來自該獨立電力儲存系統所放電的平均電力為PDIS(AV) =(1-D)PLOAD 。既然平均充電電力PCHR(AV) 必需相等於平均放電電力PDIS(AV) ，該平均充電電力是為PCHR(AV) =(1-D)PLOAD 。結果，於開啟時間TON 期間之瞬時充電電力PCHR 為PCHR =(1-D)PLOAD /D，如圖3所示。因此，於開啟時間期間藉由該電力轉換器所傳遞的總瞬時電力P是為 即PLOAD =D．P. (2)
當本發明之電力轉換器以所要的效能供應不中斷的電力至該負載時，該電力轉換器在連續模式下運轉。當該效能下降至低於效能門檻，該電力轉換器以暫停模式運轉，當該電力轉換器如上所述按順序地被開啟及被關閉時。應該要注意該電力轉換器之連續運轉模式與暫停運轉模式之間的邊界負載電力PBOUND 可以被設定為一合適的效能門檻水準，其可以是任何任意的水準。然而，為了要最佳化其效能，該電力轉換器之控制可以被設定，以便於第一時間間隔(即開啟時間)期間藉由該電力轉換器所傳遞的瞬時電力P能夠於所要的效能下被選擇，其可以是最大效能點。如圖4所示，一典型的依賴於輸出電力之電力轉換器效能，於電力位準之中間範圍呈現出一峰值。藉由選定P=POPT ，即，藉由將該轉換器於電力位準下以最大效能ηMAX 經常地運轉，則低於PBOUND 之設定位準(<POPT )之輕負載效能是最大化的。以這樣的控制，任務循環D可以被決定為
藉由假設該能量儲存裝置之充電效能及放電效能分別為ηCHR 及ηDIS ，電力位準下低於PBOUND 之轉換效能可以表示為
其中ηES =ηCHR ηDIS ，是為藉由能量儲存器及電力調節區塊的總電力處理效能。
在理想案例中，當該電力儲存裝置之充放電期間沒有能量損失，即假設ηES =1，輕負載效能η係相等於ηMAX ，直到最小負載，如圖4所示。然而，實際上，因為ηES <1，輕負載效能低於ηMAX ，且當電力減少時是展現逐漸下降的，如圖4所示。一般而言，為了要達到輕負載效能之改善△η，在藉由週期性地關閉該電力轉換器所儲存的電力與該電力儲存裝置充放電過程的電力損失之間，作有利的交換是必要的。藉由求解方程式(4)而得ηES ，需要最小效能ηES(MIN) 以改善於負載電力PLL 下之效能是為
其中ηLL 是為該電力轉換器於PLL 即D=PLL /POPT 時的原始效能。
應該注意由方程式(3)精確定義的任務循環D，一旦電力位準POPT 被設定，且已知負載電力PLOAD <PBOUND ，該電力轉換器於被開啟及被關閉時的頻率是較少定義明確的。一般而言，因為於較低頻率時需要更多儲存的能量，以支持於延長關閉期間之負載電力，該頻率上限是相關於該 轉換器之大信號動態響應時間，相反地該頻率下限是藉由該電力儲存裝置之尺寸及所需能量儲存容量所決定。就數百瓦的電力位準而言，電解電容型的能量儲存器之典型的最小頻率是在數赫茲至數百赫茲的範圍內，而1赫茲以下的頻率可以利用電池、飛輪以及相似的儲存裝置而達成。最後，應該注意期望保持低於該音頻範圍的切換頻率，以避免與聲波雜訊相關聯的相對大電力的切換。
本發明之實施例之許多變動項是可能的。一般而言，該些變動項係以電路之充放電之電力路徑的方式，該電路係耦接至該電力轉換器、輸出端及負載。這些變動項的例子係給定於圖5至圖8。
圖5顯示本發明之實施例，其中該充電能量是來自藉由該電力轉換器之輸出端至該獨立電力儲存系統所供應，且來自該獨立電力儲存系統的放電能量係亦經由該電力儲存器之輸出端而供應至該負載。圖6顯示本發明之實施例，其充電電力PCHR 由該轉換器之輸出端所供應，而該轉換器之輸出端亦供應負載電力。在此設置下，該電力轉換器係具有單一輸出端，於第一時間間隔期間、以雙向時間之多工方式，供應電力至該獨立電力儲存系統，且於第二時間間隔期間供應電力至該至少一個負載。因此，能夠以共同的能量充放電路徑而實施本發明。
圖7(a)至7(d)顯示本發明不同的實施例，其中該電力轉換器係包含二級：電源級與輸出率波器級。圖7(a)係顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端所供應，且至該負載之放電路徑是來自該獨立電力系統經由該輸出濾波器所供應。圖7(b)顯示分隔的充電路徑，該充電路徑由該電源級之輸出端所供應，且來自該獨立電力儲存系統的放電路徑亦是經由該電源級之輸出端，經由該輸出濾波器至該負載。圖7(c)顯示在該電源級與該輸出濾波器之間的共同的充放電路徑。圖7(d)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力來自該輸出濾波器之輸出端所供應，且放電路徑連接於該輸出濾波器之輸入端。具有共同充放電路徑的實施態樣，在該獨立電力儲存系統中需要使用一雙向轉換器。
一般而言，充放電路徑不需要被直接地耦接至輸入端及/或輸出端，但可以被耦接至電力轉換路徑中任何適合的點。以上所述，圖7(a)-(d)顯示本發明不同的實施例，其中該電力轉換器以及該獨立電力儲存系統共用輸出濾波器，即，其中該充電路徑及/或該放電路徑在該電力轉換器之輸出濾波器之前是相耦合的。當設計良好時，這些實施態樣可以減少，或甚至完全地消除週期性地開啟及關閉該電力轉換器所導致的暫態。換句話說，既然這些實施態樣的輸出濾波器之感應器電流係連續地流動，即，從該轉換器或從該放電之能量儲存裝置所供應的該電流，當該電流被設定後，使得該轉換器開啟時所供應的電流，以及該能量儲存裝置於關閉之時間間隔期間所供應的電流，能夠合理地相符，而不會展現顯著的暫態。
耦合該獨立電力儲存系統，與該電力轉換器串聯的一些應用例，如圖8所示，與該電力轉換器並聯耦合的獨立電力儲存系統之先前實施態樣相比，改善輕負載效能可以是更有益的。應該注意本發明亦可以適用於具有多轉換器之應用例，如圖9及圖10所顯示。圖9顯示本發明之一實施例，於多數電力轉換器並聯連接的多數輸出端，具有一共用的輸出濾波器，而圖10顯示本發明之一實施例，其具有獨立的多數輸出端。
圖11(a)-(h)顯示本發明之不同實施例，於多數轉換器之獨立輸出端具有一共用的輸出濾波器。更具體地說，就直流/直流電力轉換器之輸出濾波器輸入端連接的獨立電力儲存系統的實施例而言，圖11(a)-(h)顯示不同的暫時能量儲存器及電力調節電路之實施態樣。圖11(a)顯示共同的充放電路徑，利用一雙向升壓/降壓轉換器。在一例示性實施例中，該雙向升壓/降壓轉換器係包含升壓開關SL1 ，降壓開關SL2 ，電感LL 及電容CL 。圖11(b)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之輸出端所供應，且利用充電用之升壓轉換器及放電用之降壓轉換器。在一例示性實施例中，該升壓轉換器係包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL1 、電感LL1 及電容CL 。該降壓轉換器係包含降壓開關SL2 、降壓二極體DL2 、電感LL2 及電感LF 。圖11(c)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之輸出端所供應，且利用充電用之升壓轉換器及放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該升壓轉換器 係包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL 、電感LL 及電容CL 。該降壓轉換器係包含降壓開關SL2 、電源級之二極體、電感LF 及電容CF 。圖11(d)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是從該電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、降壓二極體DL 、電感LL2 及電感LF 。圖11(e)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器包含降壓開關SL 、電源級二極體、電感LF 及電容CF 。圖11(f)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端，經由升壓充電電路所供應，且利用一放電用之降壓轉換器。在一例示性實施例中，該升壓充電電路包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL1 、電感LL1 及電容CL 。該降壓轉換器包含降壓開關SL2 、降壓二極體DL2 、電感LL2 及電感LF 。圖11(g)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端，經由升壓充電電路所供應，且利用放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該升壓充電電路包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL 、電感LL 及電容CL 。該降壓轉換器係包含降壓開關SL2 、電源級之二極體、電感LF 及電容CF 。圖11(h)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之輸出端，經由升壓充電電路及連接至該輸出濾波器之輸入端之放電電路所供應。
圖12(a)-(i)顯示雙開關順向直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有連接於該輸出濾波器之輸入端之獨立電力儲存系統。在一例示性實施例中，該雙開關順向直流/直流轉換器係包含開關SD1 、開關SD2 、二極體DD1 、二極體DD2 、二極體DR1 、二極體DR2 、變壓器TR、電感LF 及電容CF 。圖12(a)顯示共同充放電路徑，其利用一雙向升壓/降壓轉換器。在一例示性實施例中，該雙向升壓/降壓轉換器包含升壓開關SL1 、降壓開關SL2 、電感LL 及電容CL 。圖12(b)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之輸出端所供應，且利用一充電用之升壓轉換器及一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該升壓轉換器包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL 、電感LL 及電容CL 。該降壓轉換器包含降壓開關SL2 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖12(c)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電力轉換器之輸出端所供應，且利用一充電用之升壓轉換器及一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該升壓轉換器係包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL 、電感LL 及電容CL 。該降壓轉換器係包含降壓開關SL2 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖12(d)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自具有電容濾波器的電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電源級共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖12(e)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自具有L-C濾波器的電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖12(f)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第三輸出端所直接地供應，且利用二個放電用之降壓轉換器，其中每一降壓轉換器及其耦合的電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該第一降壓轉換器係包含降壓開關SL2 、電源級二極體DR2 、電感LF1 及電容CF1 。該第二降壓轉換器係包含降壓開關SL2 、電源級二極體DR4 、電感LF2 及電容CF2 。圖12(g)顯示共同的充放電路徑，利用並聯耦接至二個電源供應器的一雙向升壓/降壓轉換器。在一例示性實施例中，該雙向升壓/降壓轉換器包含升壓開關SL1 、降壓開關SL2 、電感LL 及電容CL 。圖12(h)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自具有電容濾波器的第一電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該二個並聯的電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖12(i)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是從變壓器 TR所供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器包含降壓開關SL 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。
圖13(a)-(h)顯示全橋式直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，連接於該輸出濾波器之輸入端。在一例示性實施例中，該全橋式直流/直流轉換器，係包含開關S1 -S4 、二極體DSR1 、二極體DSR2 、中心抽頭變壓器TR、電感LF 及電容CF 。在另一例示性實施例中，該全橋式直流/直流轉換器，係包含開關S1 -S4 、二極體DSR1 、二極體DSR2 、倍流式變壓器TR、電感LF1 、電感LF2 及電容CF 。圖13(a)顯示共同的充放電路徑，其利用一雙向升壓/降壓轉換器。在一例示性實施例中，該雙向升壓/降壓轉換器包含升壓開關SL1 、降壓開關SL2 、電感LL 及電容CL 。圖13(b)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之輸出端所供應，且利用一充電用之升壓轉換器及一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該升壓轉換器包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL 、電感LL 及電容CL 。該降壓轉換器包含降壓開關SL2 、電源級二極體DSR1 、電源級二極體DSR2 、電感LF 及電容CF 。圖13(c)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之輸出端所供應，且利用一充電用之升壓轉換器及一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器與該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該升壓轉換器包含升壓開關SL1 、升壓二極體DL 、電感LL 及電容CL 。該降壓轉換器包含降壓開關SL2 、電源級二極體DSR1 、電源級二極體DSR2 、電感LF 及電容CF 。圖13(d)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自中心抽頭變壓器(TR)之次要繞組所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器包含降壓開關SL 、電源級二極體DSR1 、電源級二極體DSR2 、電感LF 及電容CF 。圖13(e)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自倍流式變壓器(TR)之次要繞組所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器包含降壓開關SL 、電源級二極體DSR1 、電感LF1 及電容CF 。圖13(f)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自中心抽頭變壓器(TR)之附加次要繞組所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、電源級二極體DR1 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖13(g)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、電源級二極體DR1 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。圖13(h)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自具有中心抽頭繞組之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器包含降壓開關SL 、電源級二極體DR1 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。
圖14顯示一半橋式直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，連接於該輸出濾波器之輸入端，其具有分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸入端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該半橋式直流/直流轉換器包含開關S1 、開關S2 、電容C1 、電容C2 、二極體DR1 、二極體DR2 、變壓器TR、電感LF 及電容CF 。該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、電源級二極體DR1 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。
圖15(a)-(c)顯示一LLC共振直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統連接於該輸出濾波器之輸入端。在一例示性實施例中，該LLC共振直流/直流轉換器係包含開關S1 -S4 、串聯共振電感LS 、並聯共振電感LM 、共振電容CS 、二極體DSR1 、二極體DSR2 、變壓器TR及電容CF 。圖15(a)顯示分隔充放電路徑，其充電電力是來自中心抽頭變壓器(TR)之次要繞組所直接地供應，且利用一放電之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、降壓二極體DL 、電感LF 及電容CF 。圖15(b)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自中心抽頭變壓器之附加次要繞組所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、降壓二極體DL 、電感LL 及電容CF 。圖15(c)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電力轉換器之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、降壓二極體DL 、電感LL 及電容CF 。
圖16顯示一半橋式LLC共振直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統連接於該輸出濾波器之輸入端，其分隔的充放電路徑，其充電電力是從該電力轉換器之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器即該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該半橋式LLC共振直流/直流轉換器包含開關S1 -S2 、電容C1 -C2 、串聯共振電感LS 、並聯共振電感LM 、共振電容CS 、二極體DR1 、二極體DR2 、變壓器TR及電容CF 。該降壓轉換器包含降壓開關SL 、降壓二極體DL 、電感LL 及電容CF 。
圖17(a)-(b)顯示一順向直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，連接於該輸出濾波器之輸入端。在一例示性實施例中，該順向直流/直流轉換器包含開關SD2 、箝位開關SC 、箝位電容CC 、二極體DR1 、二極體DR2 、變壓器TR、電感LF 及電容CF 。圖17(a)顯示共同充放電路徑，其利用一雙向升壓/降壓轉換器。在一例示性實施例中，該雙向升壓/降壓轉換器包含升壓開關SL1 、降壓開關SL2 、電感LL 及電容CL 。圖17(b)顯示分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器，其中該降壓轉換器及該電力轉換器共用輸出濾波器。在一例示性實施例中，該降壓轉換器包含降壓開關SL 、電源級二極體DR2 、電感LF 及電容CF 。
圖18顯示一返馳直流/直流轉換器之實施態樣，其具有分隔的充放電路徑，其充電電力是來自該電源級之第二輸出端所直接地供應，且利用一放電用之降壓轉換器。在一例示性實施例中，該返馳直流/直流轉換器係包含開關SD2 、二極體DR1 、變壓器TR及電容CF 。該降壓轉換器係包含降壓開關SL 、降壓二極體DL 、電感LL 及電容CF 。
圖19(a)及(b)顯示本發明之三級交流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，與該電力轉換器並聯。在一例示性實施例中，該三級交流/直流轉換器包含一升壓PFC整流器、一隔離式直流/直流轉換器及一升壓直流/直流轉換器。圖19(a)包含升壓PFC，接著是一隔離式直流/直流電力轉換器以及一升壓放電輸出級。在一例示性實施例中，該升壓PFC包含升壓開關S、升壓二極體D、升壓電感LB 及體電容CB 。該升壓放電輸出級包含升壓開關SD 、升壓二極體DD 、升壓電感LD 及輸出電容CF 。圖19(b)包含升壓PFC，接著是一隔離式直流/直流電力轉換器，以及於該輸入PFC級與輸出升壓級之間具有磁性耦合的升壓放電輸出級。在一例示性實施例中，該升壓PFC包含升壓開關S、升壓二極體D、升壓電感LB 及主體電容CB 。該升壓放電輸出級包含升壓開關SD 、升壓二極體DD 、升壓電感LD 及輸出電容CF 。圖19(b)包含升壓PFC，接著是一隔離式直流/直流電力轉換器，以及於該輸入PFC級與輸出升壓級之間具有磁性耦合的升壓放電輸出級。在一例示性實施例中，該升壓PFC包含升壓開關S、升壓二極體D、升壓電感LB 、緩衝二極體D1 、緩衝電感LS 、緩衝開關S1 、氣隙變壓器TR之初級繞組N1 及主體電容CB 。該升壓放電輸出級包含升壓開關SD 、升壓二極體DD 、氣隙變壓器TR之二級繞組N2 及輸出電容CF 。
圖1顯示本發明之較佳實施例之方塊圖。
圖2顯示圖1較佳實施例於較高負載條件時之電力流程時序圖。PO 為輸出電力，PCHR 為充電電力，PDIS 為放電電力。
圖3顯示圖1較佳實施例於較低負載條件時之電力流程時序圖。PO 為輸出電力，PCHR 為充電電力，PDIS 為放電電力。
圖4顯示典型的有關於輸出電力的電力轉換器之效能曲線圖。
圖5顯示本發明之實施例，該獨立電力儲存系統之充電電力是從該電力轉換器之輸出端所直接地供應。
圖6顯示本發明之實施例，該電力轉換器的輸出端耦 接的共同充放電電力路徑。
圖7(a)-(d)顯示本發明之實施例，該獨立電力儲存系統與該電力轉換器之輸出濾波器之輸入端連接。
圖8顯示本發明之一實施例，獨立電力儲存系統與該電力轉換器串聯連接。
圖9顯示本發明之一實施例，於輸出端並聯連接的多數電力轉換器中，獨立電力儲存系統與該電力轉換器之輸出濾波器之輸入端連接。
圖10顯示本發明之實施例，帶有獨立輸出端的多數轉換器中，與該電力轉換器之輸出濾波器之輸入端連接的獨立電力儲存系統。
圖11(a)-(h)顯示本發明之暫時能量儲存器及電力調節電路的不同實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，與直流/直流電力轉換器之輸出濾波器之輸入端或輸出端相連接。
圖12(a)-(i)顯示本發明之雙開關順向直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，與該輸出濾波器之輸入端相連結。
圖13(a)-(h)顯示本發明之全橋式直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有該獨立電力儲存系統，與該輸出濾波器之輸入端相連接。
圖14顯示本發明之半橋式直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有該獨立電力儲存系統。
圖15(a)-(c)顯示本發明之LLC共振直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有該獨立電力儲存系統，與該輸出濾波器之輸入端相連接。
圖16顯示一半橋式LLC共振直流/直流轉換器之實施態樣。
圖17(a)-(b)顯示本發明之順向直流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，與該輸出濾波器之輸入端相連接。
圖18顯示具有分隔的充放電路徑之返馳直流/直流轉換器之實施態樣。
圖19(a)及(b)顯示本發明之三級交流/直流轉換器之實施態樣，其實施例具有獨立電力儲存系統，與該電力轉換器串聯。

Claims (19)

  1. 一種電力轉換器系統，係接收一輸入供應電壓以供電於至少一個負載，包含有：至少一個電力轉換器，於所要的效能下運轉；一電力儲存系統，耦接至該至少一個電力轉換器，該電力儲存系統接收來自該至少一個電力轉換器所供應的電力並儲存電力於其中；及一控制器，於該電力轉換器接收該輸入供應電壓時每當該至少一個電力轉換器以低於該所要的效能運轉時，該控制器便於第一時間間隔期間開啟該電力轉換器並於第二時間間隔期間關閉該電力轉換器；其中於該第一時間間隔期間，該電力轉換器以該所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統及該至少一個負載；且其中於該第二時間間隔期間，當該至少一個電力轉換器被關閉時，該電力儲存系統供應電力至該至少一個負載，其中該第一時間間隔與該第二時間間隔之比例是經控制以使該電力轉換器以該所要的效能運轉。
  2. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該至少一個電力轉換器具有一第一輸出端，以於該第一時間間隔期間供應電力至該電力儲存系統，及一第二輸出端，以供應電力至該至少一個負載。
  3. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中 該至少一個電力轉換器係具有單一輸出端，於該第一時間間隔供應電力至該電力儲存系統，且供應電力至該至少一個負載。
  4. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力儲存系統係具有單一連接埠，於該第一時間間隔接收來自該至少一個電力轉換器之電力供應，且於該第二時間間隔供應電力至該至少一個負載。
  5. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力儲存系統係具有一第一連接埠，於該第一時間間隔接收來自該至少一個電力轉換器之電力供應，及一第二連接埠，於該第二時間間隔期間供應電力至該至少一個負載。
  6. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該至少一個電力轉換器係包含一電源級與一輸出濾波器，其中該電源儲存系統經由該輸出濾波器供應電力至該至少一個負載。
  7. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該至少一個電力轉換器係經由輸出濾波器供應電力至該電力儲存系統。
  8. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力轉換器、該電力儲存系統及該負載係串聯耦接。
  9. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力轉換器係包含隔離式、非隔離式、單級與多級、交流/直流、直流/直流、直流/交流及交流/交流電力轉換器 之至少一個。
  10. 根據申請專利範圍第9項之電力轉換器系統，其中該直流/直流電力轉換器係包含雙開關順向直流/直流電力轉換器、全橋式直流/直流電力轉換器、半橋式直流/直流電力轉換器、LLC共振直流/直流電力轉換器、半橋式LLC共振直流/直流電力轉換器、順向直流/直流電力轉換器及返馳直流/直流電力轉換器之至少一個。
  11. 根據專利申請範圍第9項之電力轉換器系統，其中該交流/直流電力轉換器係包含三級交流/直流轉換器。
  12. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力儲存系統係包含電池、燃料電池、電容、超電容、熱儲存器及飛輪之至少一個。
  13. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力儲存系統係包含隔離式、非隔離式、單級與多級、交流/直流、直流/直流、直流/交流及交流/交流電力轉換器之至少一個。
  14. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力儲存系統係包含一暫時能量儲存器及電力調節電路。
  15. 根據申請專利範圍第14項之電力轉換器系統，其中該暫時能量儲存器及電力調節電路係包含雙向降壓/升壓轉換器、升壓轉換器及降壓轉換器，及降壓放電轉換器之至少一個。
  16. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，進一 步包含一控制器，其耦接至該至少一個電力轉換器及該電力儲存系統，以控制該至少一個電力轉換器及該電力儲存系統之運轉。
  17. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中每當該至少一個電力轉換器以低於該所要的效能或效能門檻下運轉時，該電力轉換器以該所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統，且該電力儲存系統同時地供應電力至該至少一個負載。
  18. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中每當該至少一個電力轉換器以低於該所要的效能或效能門檻下運轉時，該電力轉換器以該所要的效能運轉，以供應電力至該電力儲存系統及該至少一個負載，且該電力儲存系統同時地供應電力至該至少一個負載。
  19. 根據申請專利範圍第1項之電力轉換器系統，其中該電力轉換器系統係包含LED之電力轉換系統、太陽能電池之電力轉換系統、燃料電池之電力轉換系統、風能之電力轉換系統、震動能之電力轉換系統、動能之電力轉換系統、熱能之電力轉換系統、發電廠、建築物之電力管理及轉換系統、資料中心之電力管理及轉換系統、不斷電系統UPS、載具之電力轉換系統、電腦或筆記型電腦之電力轉換系統、通訊裝置或設備之電力轉換系統、消費性電子產品之電力轉換系統、家用電器之電力轉換系統之至少一個。
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