TWI513171B - 高效率控制之整合式逆變器裝置及其操作方法 - Google Patents

Description

高效率控制之整合式逆變器裝置及其操作方法

本發明係有關一種逆變器裝置及其操作方法，尤指一種高效率控制之整合式逆變器裝置及其操作方法。

一般作為大功率應用之逆變器(inverter)設計會利用絕緣閘極電晶體(insulated gate bipolar transistor,IGBT)來取代金屬氧化物半導體場效電晶體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)作為開關。其原因是因為於大電流的應用，IGBT較MOSFET具有較低導通損耗特性之優點，並且，也不容易找到兼具高電壓及低導通阻抗之MOSFET元件。此外，相較於IGBT的低導通損耗，往往需要數顆MOSFET並聯才能得到相同的導通損耗。如此，由成本考量的角度來看，使用數顆MOSFET來實現具有IGBT的低導通損耗，實為不划算之舉。然而，由於MOSFET具有較低之開關切換損失，並且小電流導通時，汲源極跨壓Vds相對小，可以提高當負載電流較小時的效率。

請參見第一圖，係為相關技術之單逆變器之電路圖。如圖所示，此傳統之三階逆變器(three-level inverter)係使用複數個IGBT作為切換開關102Aa~102Ad，以減少大電流輸出應用所產生的導通損耗，其中，每一切換開關102Aa~102Ad通常分別具有與該切換開關102Aa~102Ad反向並聯之一二極體(未標示)，或稱為本體二極體(body diode) 與一寄生電容(未圖示)，以作為零電壓切換操作時之電感釋能路徑。然而，由於IGBT的切換損失表現較差，所以一般逆變器的切換頻率都不會太快(典型值一般約為18kHz)，以減少切換損失。但也因為切換頻率無法提升，因此，導致電感與電容之體積無法縮小皆數量無法減少。再者，大功率應用之設計上，通常需要配合並聯多顆IGBT元件，因此，切換開關元件之損耗與溫升，都是造成設計困難之原因。

請參見第二圖，係為相關技術之多逆變器之電路圖。如圖所示，該電路架構中係分為一第一逆變器10A與一第二逆變器20A，並且，該第一逆變器10A與該第二逆變器20A係於輸出並聯連接，因此，此架構之該第一逆變器10A與該第二逆變器20A係各自分擔一半之輸出功率。如此之多逆變器架構操作於大功率應用，可以改善發熱元件的佈局，以減少元件的並聯數目及損耗分布不均的問題。而且，因為分擔電流減半，在元件選擇上也比較為容易。此時，流經輸出電容器之電流Ic1,Ic2約各為總漣波電流的一半，頻率為切換頻率18kHz。

此外，該第一逆變器10A與該第二逆變器20A係可採用交錯式控制(interleaving control)，錯開兩個逆變器之開關時間，其電流流經電容的漣波電流頻率會變為兩倍約為36kHz，漣波電流變小，流經電感器的電流為非交錯式控制時之一半，所此可以減少所需要之輸出電感及電容數量。但由於使用的切換開關為IGBT，其開關速度表現較 MOSFET來的差，且輕載時IBGT之導通跨壓會比MOSFET來得大，因此在負載較輕時，效率無法提升。

因此，如何設計出一種高效率控制之整合式逆變器裝置及其操作方法，整合IGBT與MOSFET之元件特性與優點，作為逆變器之切換開關元件，使整合式逆變器裝置操作在實質最高效率，乃為本案創作人所欲行克服並加以解決的一大課題。

本發明之一目的在於提供一種高效率控制之整合式逆變器裝置，以克服習知技術的問題。

因此本發明之高效率控制之整合式逆變器裝置係包含至少兩個逆變器單元與一控制器單元。該些逆變器單元係彼此電性並聯連接，其中至少一個逆變器單元係包含複數個場效電晶體開關，並且至少另一個逆變器單元係包含複數個絕緣閘極電晶體開關。該控制器單元係電性連接該些逆變器單元，並且根據該些逆變器單元於不同操作狀態下，所得該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料，以對所對應之該些逆變器單元之該些電晶體開關提供控制。

本發明之另一目的在於提供一種高效率控制之整合式逆變器裝置之操作方法，以克服習知技術的問題。

因此本發明之高效率控制之整合式逆變器裝置之操作方法係包含下列步驟：提供至少兩個逆變器單元，其中至少一個逆變器單元係包含複數個場效電晶體開關，並且至少一個逆變器單元係包含複數個絕緣閘極電晶體開關。提 供一控制器單元，以取得當該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料。該控制器單元係於該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，對所對應之該些逆變器單元之該些電晶體開關提供控制。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：本發明係有關一種高效率控制之整合式逆變器裝置。該整合式逆變器裝置係包含至少兩個逆變器單元與一控制器單元。該些逆變器單元係彼此電性並聯連接，其中至少一個逆變器單元係包含複數個場效電晶體開關，並且至少一個逆變器單元係包含複數個絕緣閘極電晶體開關。該控制器單元係電性連接該些逆變器單元，並且根據該些逆變器單元於不同操作狀態下(例如單獨操作、組合操作或整體操作)，所得該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料。其中，該控制器單元係於該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，對所對應之該些逆變器單元之該些電晶體開關提供控制。

為了方便說明，在本實施例中，係以兩個逆變器單元為例說明。亦即，該整合式逆變器裝置係包含一第一逆變器單元10、一第二逆變器單元20以及一控制器單元30。該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20係彼此電性並聯連接。該第一逆變器單元10係包含四個絕緣閘極電晶體(IGBT)開關102a~102d。該第二逆變器單元20係包含四個場效電晶體(FET)開關202a~202d，其中，該些場效電晶體開關202a~202d係可為接面場效電晶體(JFET)或金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。在本實施例中，將以該些場效電晶體開關202a~202d為金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)加以說明。該控制器單元30係電性連接該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20，並產生複數個控制訊號S1~S8，以分別控制該些絕緣閘極電晶體(IGBT)開關102a~102d以及該些金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)開關202a~202d。

配合參見第四圖，係為本發明該整合式逆變器裝置高效率控制之曲線示意圖，以說明整合式逆變器裝置如何操作在實質最高效率控制。如圖所示，橫座標表示負載變化，而縱座標表示效率。並且，圖中標示四條曲線，分別為一第一曲線C1、一第二曲線C2、一第三曲線C3以及一最高效率曲線Cm。更詳細之說明為：該第一曲線C1係為該整合式逆變器裝置僅為該第一逆變器單元10操作時(即僅切換控制該IGBT開關102a~102d)，在不同負載變化下該整合式逆變器裝置之效率。同樣地，該第二曲線C2係為該整合 式逆變器裝置僅為該第二逆變器單元20操作時(即僅切換控制該MOSFET開關202a~202d)，在不同負載變化下該整合式逆變器裝置之效率。並且，該第三曲線C3係為該整合式逆變器裝置為該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20同時操作時，在不同負載變化下該整合式逆變器裝置之效率。

因此，由第四圖可看出，當操作於輕載時，該整合式逆變器裝置僅為該第二逆變器單元20之MOSFET開關202a~202d操作時，能夠得到較佳之效率。反之，當操作於重載時，若該整合式逆變器裝置僅為該第二逆變器單元20之MOSFET開關202a~202d操作時，將得到不理想之效率。惟，若僅切換為該第一逆變器單元10之IGBT開關102a~102d操作時，雖然可得到較佳之效率，但不若同時導入該第一逆變器單元10之IGBT開關102a~102d與該第二逆變器單元20之MOSFET開關202a~202d操作，將能使該整合式逆變器裝置得到實質最高之效率。因此，基於上述之實質最高效率控制觀念，該控制器單元30係可根據該負載之變化情況與所對應之該整合式逆變器裝置之效率，取得該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20為單獨操作、組合操作或整體操作時(若以超過二個逆變器單元為例說明，將可區別組合操作與整體操作之差異)，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料。因此，該控制器單元30係於該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，對所對應之該些逆變器單元10,20之該些電晶體開關102a~102d,202a~202d提供控 制。也就是說，若僅使用該第一逆變器單元10而能使該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，則僅控制該第一逆變器單元10操作；而僅使用該第二逆變器單元20而能使該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，則僅控制該第二逆變器單元20操作；若同時使用該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20而能使該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，則同時控制該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20之操作。如此，使得在不同負載變化下該整合式逆變器裝置效率之曲線，將如該最高效率曲線Cm所呈現。以第四圖為例說明，當負載為10%~40%時，該整合式逆變器裝置係為僅控制該第二逆變器單元20操作(該最高效率曲線Cm即為該第二曲線C2之趨勢)；當負載為50%時，該整合式逆變器裝置係為僅控制該第一逆變器單元10操作(該最高效率曲線Cm即為該第一曲線C1之趨勢)；當負載為60%~100%時，該整合式逆變器裝置係為同時控制該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20之操作(該最高效率曲線Cm即為該第三曲線C3之趨勢)。

以下，將以一實施例加以說明，當該第一逆變器單元10為利用IGBT開關元件所組成之逆變器；該第二逆變器單元20為利用MOSFET開關元件(較IGBT開關快速之開關元件)所組成之逆變器，利用負載之位準來控制逆變器的動作時間點，以最佳化不同負載位準時的效率。當負載在一定的位準下，該第一逆變器單元10不動作，僅該第二逆變器單元20動作，利用於MOSFET所組成之該第二逆變器單元 20，具有較佳之之開關切換特性，來提高整個逆變器裝置於輕載之轉換效率。當負載在一定的位準之上，由IGBT所組成之該第一逆變器單元10便開始動作，並與該第二逆變器單元20做開關交錯式控制，利用IGBT於負載重時較MOSFET具有低導通壓降之特性，可以減少導通損耗，以提升效率。若以元件負責的功率來說，可以不需使用多顆MOSFET並聯來降低導通阻抗，因此可以減少開關元件的數量及成本。

此外，當使用MOSFET於該逆變器裝置當開關時須特別注意，由於負載型式的不同，會造成輸出電壓與電流不同相位的狀況，因此，電流會流向MOSFET內部二極體。由於一般MOSFET內部二極體反相回復特性極差，容易造成極大的開關損耗，造成效率降低。因此，通常使用內含快速回復二極體(fast recover diode)之MOSFET，以減少元件切換損失。因此，該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20動作轉換之時間點的控制，除了可依據負載大小之外，也同時須考量不同之負載型式，如此，可因應輸出負載電流之不同功率因數(power factor,PF)與波峰因數(crest factor,CF)，來建立其不同動作轉換之時間點，以得到最佳轉換效率組合。

因此，透過整合IGBT與MOSFET之元件特性與優點，將該逆變器裝置分成為該第一逆變器單元10與該第二逆變器單元20，並分別以IGBT與MOSFET為其功率切換元件，並隨著負載變化來控制該些逆變器單元10,20個別操作、組合 操作或整體操作之時間點，使得該整合式逆變器裝置在不同之負載變化下，實現整體實質最高效率之操作。值得一提，上述之在不同負載變化下該整合式逆變器裝置效率之曲線圖，係可建立為查表(lookup table)方式，配合參見第三圖A，係為本發明高效率控制之整合式逆變器裝置之第一實施例之電路方塊圖，在該實施例中，僅需要再透過一儲存單元40，儲存該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料之資料數據，如此，此非即時(non-real-time)之查表控制方法，不僅可該整合式逆變器裝置在不同負載狀態下達到實質最高效率之操作，更能不需透過運算，僅需透過讀取查表(lookup table)進而加速控制該整合式逆變器裝置，以決定該第一逆變器單元10或該第二逆變器單元20之動作控制。

此外，該整合式逆變器裝置更可透過即時(real-time)之計算來實現實質最高效率之控制，配合參見第三圖B，係為本發明高效率控制之整合式逆變器裝置之第二實施例之電路方塊圖。該整合式逆變器裝置係更包含一輸出電流感測單元60、一輸出電壓感測單元70、一輸入電流感測單元80、一輸入電壓感測單元90以及一計算單元50。該輸出電流感測單元60係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸出側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸出電流Iout大小。該輸出電壓感測單元70係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸出側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸出電壓Vout 大小。該輸入電流感測單元80係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸入側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸入電流Iin大小。該輸入電壓感測單元90係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸入側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸入電壓Vin大小。該計算單元50係電性連接該輸出電流感測單元60、該輸出電壓感測單元70、該輸入電流感測單元80以及該輸入電壓感測單元90，分別接收該整合式逆變器裝置之該輸出電流Iout、該輸出電壓Vout、該輸入電流Iin以及該輸入電壓Vin，以計算該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料。其中該整合式逆變器裝置之效率係為該輸出電流Iout、與該輸出電壓Vout乘積所得之一輸出功率與該輸入電流Iin與該輸入電壓Vin乘積所得之一輸入功率之比值。如此，此即時(real-time)之計算控制方法，不僅可該整合式逆變器裝置在不同負載狀態下達到實質最高效率之操作，更能動態即時地隨著該負載之變動，而計算該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料，以決定該第一逆變器單元10或該第二逆變器單元20之動作控制。

請參見第五圖，係為本發明高效率控制之整合式逆變器裝置操作方法之流程圖。該整合式逆變器裝置操作方法之步驟係為：提供至少兩個逆變器單元(S100)，其中至少一個逆變器單元係包含複數個場效電晶體開關，並且至少一個逆變器單元係包含複數個絕緣閘極電晶體開關。其中 該些場效電晶體開關係為接面場效電晶體(JFET)或金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)，並且，每一該場效電晶體開關係內含一本體二極體(body diode)為一快速回復二極體(fast recovery diode)。提供一控制器單元，以取得當該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料(S200)。該控制器單元係於該整合式逆變器裝置操作在實質最高效率輸出時，對所對應之該些逆變器單元之該些電晶體開關提供控制(S300)。該整合式逆變器裝置之輸出效率資料係透過計算該整合式逆變器裝置之一輸出功率與一輸入功率之比值而求得，其中，該輸出功率與該輸入功率係由一輸出電流感測單元、一輸出電壓感測單元、一輸入電流感測單元、一輸入電壓感測單元所分別感測該整合式逆變器裝置之一輸出電流大小、一輸出電壓大小、一輸入電流大小以及一輸入電壓，並透過一計算單元計算求得，如此，此即時(real-time)之計算控制方法，不僅可該整合式逆變器裝置在不同負載狀態下達到實質最高效率之操作，更能動態即時地隨著該負載之變動，而計算該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料，以決定該些逆變器單元之動作控制。或者，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料係透過查表(lookup table)方式，僅需要透過一儲存單元，儲存該些逆變器單元為單獨操作、組合操作或整體操作時，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料之資料數據，如此，此非即時 (non-real-time)之查表控制方法，不僅可該整合式逆變器裝置在不同負載狀態下達到實質最高效率之操作，更能不需透過運算，僅需透過讀取查表(lookup table)進而加速控制該整合式逆變器裝置，以決定該些逆變器單元之動作控制。

綜上所述，本發明係具有以下之優點：1、利用不同的元件組合(例如整合IGBT與MOSFET)架構及控制，可以在成本與效能上尋求到一個最佳點：相較於全數用MOSFET作為開關的設計，具有較低的成本；而相較於單一逆變器全數用IGBT作為開關的設計，則可以改善輕載或半載時之效率；2、利用MOSFET較佳的快速切換特性，可提高MOSFET做為逆變器單元之電晶體開關時之切換頻率(N*18kHz)，為IGBT做為逆變器單元之電晶體開關時之切換頻率(18kHz)的整數倍，以達到交錯式開關控制(interleaving control)之功效；及3、利用配合採用交錯式開關控制，進而降低漣波電流並減少所需要之輸出電感及電容數量，以降低成本及提高功率密度。

惟，以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者 在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

〔先前技術〕

10A‧‧‧逆變器

10A‧‧‧第一逆變器

20A‧‧‧第二逆變器

102Aa~102Ad‧‧‧電晶體開關

202Aa~202Ad‧‧‧電晶體開關

〔本發明〕

10‧‧‧第一逆變器單元

20‧‧‧第二逆變器單元

30‧‧‧控制器單元

40‧‧‧儲存單元

50‧‧‧計算單元

60‧‧‧輸出電流感測單元

70‧‧‧輸出電壓感測單元

80‧‧‧輸入電流感測單元

90‧‧‧輸入電壓感測單元

102a~102d‧‧‧絕緣閘極電晶體開關

202a~202d‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體開關

S1~S8‧‧‧控制訊號

C1‧‧‧第一曲線

C2‧‧‧第二曲線

C3‧‧‧第三曲線

Cm‧‧‧最高效率曲線

S100~S300‧‧‧步驟

第一圖係為相關技術之單逆變器之電路圖；第二圖係為相關技術之多逆變器之電路圖；第三圖A係為本發明高效率控制之整合式逆變器裝置之第一實施例之電路方塊圖；第三圖B係為本發明高效率控制之整合式逆變器裝置之第二實施例之電路方塊圖；第四圖係為本發明該整合式逆變器裝置高效率控制之曲線示意圖；及第五圖係為本發明高效率控制之整合式逆變器裝置操作方法之流程圖。

10‧‧‧第一逆變器單元

20‧‧‧第二逆變器單元

30‧‧‧控制器單元

40‧‧‧儲存單元

102a~102d‧‧‧絕緣閘極電晶體開關

202a~202d‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體開關

S1~S8‧‧‧控制訊號

Claims (19)

1. 一種高效率控制之整合式逆變器裝置，係包含：至少兩個逆變器單元，該些逆變器單元係彼此電性並聯連接，其中至少一個逆變器單元係包含複數個場效電晶體開關，並且至少另一個逆變器單元係包含複數個絕緣閘極電晶體開關；其中該些場效電晶體開關所組成該逆變器單元之切換頻率，係為該些絕緣閘極電晶體開關所組成該逆變器單元之切換頻率的整數倍；及一控制器單元，係電性連接該些逆變器單元，並且根據該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料，對所對應之該些逆變器單元之該些電晶體開關提供控制，使得該些逆變器單元為單獨操作或互為交錯式開關控制的整體操作或組合操作兩者其中一種操作狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該些逆變器單元為一第一逆變器單元與一第二逆變器單元；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元單獨操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關動作；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第二逆變器單元單獨操作時，該控制器單元係控制該第二逆變器單元之該些電晶體開關動作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該些逆變器單元為一第一逆變器單 元與一第二逆變器單元；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元與該第二逆變器單元整體操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關與該第二逆變器單元之該些電晶體開關動作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該些逆變器單元為一第一逆變器單元、一第二逆變器單元以及一第三逆變器單元；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元與該第二逆變器單元組合操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關與該第二逆變器單元之該些電晶體開關動作；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第二逆變器單元與該第三逆變器單元組合操作時，該控制器單元係控制該第二逆變器單元之該些電晶體開關與該第三逆變器單元之該些電晶體開關動作；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元與該第三逆變器單元組合操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關與該第三逆變器單元之該些電晶體開關動作。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該些場效電晶體開關係為接面場效電晶體(JFET)或金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該整合式逆變器裝置係更包含：一輸出電流感測單元，係電性連接該整合式逆變器裝置之 一輸出側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸出電流大小；一輸出電壓感測單元，係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸出側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸出電壓大小；一輸入電流感測單元，係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸入側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸入電流大小；一輸入電壓感測單元，係電性連接該整合式逆變器裝置之一輸入側，以感測該整合式逆變器裝置之一輸入電壓大小；及一計算單元，係電性連接該輸出電流感測單元、該輸出電壓感測單元、該輸入電流感測單元以及該輸入電壓感測單元，分別接收該整合式逆變器裝置之該輸出電流、該輸出電壓、該輸入電流以及該輸入電壓，以計算當該些逆變器單元於不同操作狀態下，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料。
7. 如申請專利範圍第6項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該整合式逆變器裝置之效率係為該輸出電流與該輸出電壓乘積所得之一輸出功率與該輸入電流與該輸入電壓乘積所得之一輸入功率之比值。
8. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中該整合式逆變器裝置係更包含：一儲存單元，係以查表(lookup table)方式儲存當該些逆變器單 元於不同操作狀態下，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之高效率控制之整合式逆變器裝置，其中每一該場效電晶體開關係內含一快速回復二極體(fast recovery diode)，以減少該場效電晶體開關之切換損失。
10. 一種高效率控制之整合式逆變器裝置之操作方法，係包含下列步驟：(a)提供至少兩個逆變器單元，其中至少一個逆變器單元係包含複數個場效電晶體開關，並且至少一個逆變器單元係包含複數個絕緣閘極電晶體開關；其中該些場效電晶體開關所組成該逆變器單元之切換頻率，係為該些絕緣閘極電晶體開關所組成該逆變器單元之切換頻率的整數倍；(b)提供一控制器單元，以取得該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料；及(c)該控制器單元係根據該整合式逆變器裝置之最高輸出效率資料，對所對應之該些逆變器單元之該些電晶體開關提供控制，使得該些逆變器單元為單獨操作或互為交錯式開關控制的整體操作或組合操作兩者其中一種操作狀態。
11. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中在步驟(c)中，該些逆變器單元為一第一逆變器單元與一第二逆變器單元；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元單獨操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關動作； 當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第二逆變器單元單獨操作時，該控制器單元係控制該第二逆變器單元之該些電晶體開關動作。
12. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中在步驟(c)中，該些逆變器單元為一第一逆變器單元與一第二逆變器單元；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元與該第二逆變器單元整體操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關與該第二逆變器單元之該些電晶體開關動作。
13. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中在步驟(c)中，該些逆變器單元為一第一逆變器單元、一第二逆變器單元以及一第三逆變器單元；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元與該第二逆變器單元組合操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關與該第二逆變器單元之該些電晶體開關動作；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第二逆變器單元與該第三逆變器單元組合操作時，該控制器單元係控制該第二逆變器單元之該些電晶體開關與該第三逆變器單元之該些電晶體開關動作；當該整合式逆變器裝置之最高輸出效率發生於該第一逆變器單元與該第三逆變器單元組合操作時，該控制器單元係控制該第一逆變器單元之該些電晶體開關與該第三逆變器單元之該些電晶體開關動作。
14. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中在步驟(b)中，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料係透過計算該整合式逆變器裝置之一輸出功率與一輸入功率之比值而求得。
15. 如申請專利範圍第14項所述之高效率控制之操作方法，其中該輸出功率與該輸入功率係由一輸出電流感測單元、一輸出電壓感測單元、一輸入電流感測單元、一輸入電壓感測單元所分別感測該整合式逆變器裝置之一輸出電流大小、一輸出電壓大小、一輸入電流大小以及一輸入電壓大小，並透過一計算單元計算求得。
16. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中在步驟(b)中，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料係透過查表(lookup table)方式求得。
17. 如申請專利範圍第16項所述之高效率控制之操作方法，其中該查表(lookup table)係由一儲存單元儲存該些逆變器單元於不同操作狀態下，該整合式逆變器裝置之輸出效率資料。
18. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中該些場效電晶體開關係為接面場效電晶體(JFET)或金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。
19. 如申請專利範圍第10項所述之高效率控制之操作方法，其中每一該場效電晶體開關係內含一快速回復二極體(fast recovery diode)，以減少該場效電晶體開關之切換損失。