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Abstract
一種電源轉換裝置可操作於四種轉換模式，並包含一第一切換單元，及一電連接第一切換單元的電壓轉換單元，當電源轉換裝置操作於直流至交流或是直流至直流轉換模式的每一個時，電壓轉換單元接收一經由第一切換單元的直流電壓，並將直流電壓進行直流至交流轉換或是直流至直流轉換，以分別產生交流轉換電壓或是直流轉換電壓，當電源轉換裝置操作於交流至直流或是交流至交流轉換模式的每一個時，電壓轉換單元接收一經由第一切換單元的交流電壓，並將交流電壓進行交流至交流轉換或是交流至直流轉換後，以分別產生交流轉換電壓或是直流轉換電壓。
Description
本發明是有關於一種轉換裝置，特別是指一種電源轉換裝置。
早期的電源轉換器大多僅能操作於單一方向的電能轉換，例如，交流轉直流轉換器、交流轉交流轉換器或是直流轉交流轉換器等等以供應產品之供電需求，然而，隨著科技的進步，產品越來越多樣化，如何用於多種模式的電能轉換是目前研究方向。
因此，本發明之目的，即在提供一種能操作於四種轉換模式的電源轉換裝置。
於是，本發明電源轉換裝置電連接於一第一交流單元、一第一直流單元、一第二交流單元，及一第二直流單元間，每一交流單元具有一第一埠，每一直流單元具有一第一埠，該電源轉換裝置包含一電壓轉換單元、一第一切換單元，及一第二切換單元。
該電壓轉換單元包括一第一埠及一第二埠，且受控制以切換於四種電壓轉換模式間，該四種電壓轉換模式分別是一直流至交流轉換、一直流至直流轉換、一交流至直流轉換、一交流至交流轉換，該電壓轉換單元受控制將其第一埠所接收的一電壓進行轉換後，從其第二埠輸出該轉換後的電壓。
該第一切換單元電連接該第一交流單元的第一埠、該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠間，且受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通與不導通間，使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通與不導通間，當該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於導通時，則該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於不導通時，反之，當該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於不導通時，則該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於導通。
該第二切換單元電連接該第二交流單元的第一埠、該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠間，且受控制使該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通與不導通間，使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通與不導通間，當該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於導通時，則該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於不導通時，反之，當該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於不導通時，則該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於導通。
其中，當該第一直流單元的第一埠提供一第一直流電壓時，且該第一切換單元受控制使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該第二切換單元受控制使該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，則該電壓轉換單元將該第一直流電壓進行直流至交流轉換後，從其第二埠輸出到該第二交流單元。
當該第一直流單元的第一埠提供該第一直流電壓時，且該第一切換單元受控制使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該第二切換單元受控制使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，則該電壓轉換單元將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後，從其第二埠輸出到該第二直流單元。
當該第一交流單元的第一埠提供一第一交流電壓時，且該第一切換單元受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該第二切換單元受控制使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，則該電壓轉換單元將該第一交流電壓進行交流至直流轉換後，從其第二埠輸出到該第二直流單元。
當該第一交流單元的第一埠提供該第一交流電壓時，且該第一切換單元受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該第二切換單元受控制使該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，則該電壓轉換單元將該第一交流電壓進行交流至交流轉換後，從其第二埠輸出到該第二交流單元。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明電源轉換裝置電連接於一第一交流單元AC1、一第一直流單元DC1、一第二交流單元AC2，及一第二直流單元DC2間，每一交流單元AC1、AC2具有一第一埠，且每一交流單元AC1、AC2的該第一埠具有M個端，每一直流單元DC1、DC2具有一第一埠，每一直流單元DC1、DC2的該第一埠具有一第一端及一第二端，以下將分別以一第一實施例及一第二實施例加以說明，本第一實施例的該第一交流單元AC1為三相交流電壓電源，因此，該第一交流單元AC1的該第一埠具有三個端(M=3)以輸出其三相交流電壓，且以下將以M等於3為例。
參閱圖2，本發明電源轉換裝置的該第一實施例包含一電壓轉換單元1、一第一切換單元2、一第二切換單元3，及一控制單元(圖未示)。
該電壓轉換單元1受控制以切換於四種電壓轉換模式間，該四種電壓轉換模式分別是一直流至交流轉換、一直流至直流轉換、一交流至直流轉換、一交流至交流轉換，該電壓轉換單元受控制將其第一埠所接收的一電壓進行轉換後，從其第二埠輸出該轉換後的電壓。
該電壓轉換單元1包括一第一埠、一第二埠、一第一電容C1、一第二電容C2、一第一轉換電路11，及一第二轉換電路12。
該第一埠具有M個第一端，及M個第二端，其中，M為正整數。
該第二埠具有M個第一端，及M個第二端。
該第一電容C1具有一第一端，及一第二端。
該第二電容C2具有一電連接該第一電容C1的第二端的第一端，及一第二端。
該第一轉換電路11電連接該第一電容C1與該第二電容C2的該等第一端與該等第二端，且電連接該電壓轉換單元1的該第一埠以接收該第一交流電壓及該第一直流電壓的其中一者，且受控制操作於交流至直流電壓轉換或直流至直流電壓轉換。
該第一轉換電路11包括M個第一電感L1、M個第二電感L2、M個第一開關S1，及M組電晶體單元13~15。
每一第一電感L1具有一第一端及一第二端，每一第一電感L1的該第一端電連接該電壓轉換單元1的該第一埠的該M個第一端的其中之所對應者。
每一第二電感L2具有一第一端及一第二端，每一第二電感L2的該第一端電連接該電壓轉換單元1的該第一埠的該M個第二端的其中之所對應者。
每一第一開關S1具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收一控制信號的第四端，每一第一開關S1的該第三端電連接該M個第一電感L1的所對應者之第二端，並根據該控制信號導通該第三端與該第二端或是該第三端與該第一端的二者之一。
每一組電晶體單元13/14/15包括一第一電晶體M1、一第二電晶體M2、一第三電晶體M3、一第四電晶體M4、一第一二極體D1，及一第二二極體D2。
該第一電晶體M1具有一電連接該第一電容C1的該第一端的第一端、一第二端及一接收該控制信號的第三端。
該第二電晶體M2具有一第一端、一第二端及一接收該控制信號的第三端，該第二電晶體M2的該第一端電連接該第一電晶體M1的該第二端。
該第三電晶體M3具有一第一端、一第二端，及一接收該控制信號的第三端，該第三電晶體M3的該第一端電連接該第二電晶體M2的第二端。
該第四電晶體M4具有一第一端、一電連接該第二電容C2的該第二端的第二端，及一接收該控制信號的第三端，該第四電晶體M4的該第一端電連接該第三電晶體M3的第二端與該M個第二電感L2的其中之一的第二端。
該第一二極體D1具有一陰極及一陽極，該第一二極體D1的該陰極電連接該第一電晶體M1的該第二端，該第一二極體D1的該陽極電連接該第一電容C1的該第二端。
該第二二極體D2具有一陰極及一陽極，該第二二極體D2的該陰極電連接該第一電容C1的該第二端，該第二二極體D2的該陽極電連接該第四電晶體M4的該第一端。
其中，第m組電晶體單元的該第一電晶體M1的該第二端還電連接第n個第一開關S1的第二端，第m組電晶體單元的該第二電晶體M2的該第二端電連接第m個第一開關S1的第一端，m＝1~M，n＝M~1，M、m、n為正整數。
以本實施例為例，本實施例共有三組電晶體單元13~15(M=3)，分別為第一組電晶體單元13、第二組電晶體單元14，及第三組電晶體單元15，該第一組電晶體單元13(m=1)的該第一電晶體M1的該第二端還電連接第三個第一開關S1(n=3)的第二端，第一組電晶體單元13(m=1)的該第二電晶體M2的該第二端電連接第一個第一開關S1(m=1)的第一端，而第二組電晶體單元14(m=2)的該第一電晶體M1的該第二端還電連接第二個第一開關S1(n=2)的第二端，該第二組電晶體單元14(m=2)的該第二電晶體M2的該第二端電連接第二個第一開關S1(m=2)的第一端，以此類推。
該第二轉換電路12電連接該第一電容C1與該第二電容C2的該等第一端與該等第二端，且電連接該電壓轉換單元1的該第二埠，且受控制操作於直流至交流電壓轉換或直流至直流電壓轉換。
該第二轉換電路12包括M個第一電感L1、M個第二電感L2、M個第一開關M1，及M組電晶體單元13~15。
每一第一電感L1具有一第一端及一第二端，每一第一電感L1的該第一端電連接該電壓轉換單元1的該第二埠的該M個第一端的其中之所對應者。
每一第二電感L2具有一第一端及一第二端，每一第二電感L2的該第一端電連接該電壓轉換單元1的該第二埠的該M個第二端的其中之所對應者。
每一第一開關S1具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收一控制信號的第四端，每一第一開關S1的該第三端電連接該M個第一電感L1的所對應者之第二端，並根據該控制信號導通該第三端與該第二端或是該第三端與該第一端的二者之一。
每一組電晶體單元13/14/15包括一第一電晶體M1、一第二電晶體M2、一第三電晶體M3、一第四電晶體M4、一第一二極體，D1及一第二二極體D2。
該第一電晶體M1具有一電連接該第一電容C1的該第一端的第一端、一第二端及一接收該控制信號的第三端。
該第二電晶體M2具有一第一端、一第二端及一接收該控制信號的第三端，該第二電晶體M2的該第一端電連接該第一電晶體M1的該第二端。
該第三電晶體M3具有一第一端、一第二端，及一接收該控制信號的第三端，該第三電晶體M3的該第一端電連接該第二電晶體M2的第二端。
該第四電晶體M4具有一第一端、一電連接該第二電容C2的該第二端的第二端，及一接收該控制信號的第三端，該第四電晶體M4的該第一端電連接該第三電晶體M3的第二端與該M個第二電感L2的其中之一的第二端。
該第一二極體D1具有一陰極及一陽極，該第一二極體D1的該陰極電連接該第一電晶體M1的該第二端，該第一二極體D1的該陽極電連接該第一電容C1的該第二端。
該第二二極體D2具有一陰極及一陽極，該第二二極體D2的該陰極電連接該第一電容C1的該第二端，該第二二極體D2的該陽極電連接該第四電晶體M4的該第一端。
其中，第m組電晶體單元的該第一電晶體M1的該第二端還電連接第m個第一開關S1的第二端，第m組電晶體單元的該第二電晶體M2的該第二端電連接第m個第一開關S1的第一端，m＝1~M，M、m為正整數。
以本實施例為例，本實施例共有三組電晶體單元13~15(M=3)，分別為第一組電晶體單元13、第二組電晶體單元14，及第三組電晶體單元15，該第一組電晶體單元13(m=1)的該第一電晶體M1的該第二端還電連接第一個第一開關S1(m=1)的第二端，該第一組電晶體單元13(m=1)的該第二電晶體M2的該第二端電連接第一個第一開關S1(m=1)的第一端，而第二組電晶體14單元(m=2)的該第一電晶體M1的該第二端還電連接第二個第一開關S1(m=2)的第二端，該第二組電晶體單元14(m=2)的該第二電晶體M2的該第二端電連接第二個第一開關S1(m=2)的第一端，以此類推。
其中，該第一轉換電路11和該第二轉換電路12的每一組電晶體單元13/14/15的該第一電晶體至該第四電晶體M1~M4的第一端、第二端和第三端分別為一N型金屬氧化物場效電晶體(Metal-Oxice-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)的汲極(Drain)、源極(Source)和閘極(Gate)。
該第一切換單元2電連接該第一交流單元AC1的第一埠、該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠間，且受控制使該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通與不導通間，使該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通與不導通間，當該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠處於導通時，則該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠處於不導通時，反之，當該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠處於不導通時，則該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠處於導通。
該第一切換單元2包括M個第二開關S2，及一個第三開關S3。
每一第二開關S2具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該M個第二開關S2的該等第一端分別電連接該第一交流單元AC1的該第一埠的該M個端，該M個第二開關S2的該等第二端電連接該第一直流單元DC1的該第一埠的該第一端，該M個第二開關S2的該等第三端分別電連接該電壓轉換單元1的該第一埠的該M個第一端。
該第三開關S3具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該第三開關S3的該第二端電連接該電壓轉換單元1的該第一埠的該M個第二端，該第三開關S3的該第三端電連接該第一直流單元DC1的該第一埠的該第二端。
該第二切換單元3電連接該第二交流單元AC2的第一埠、該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠間，且受控制使該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通與不導通間，使該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通與不導通間，當該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠處於導通時，則該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠處於不導通時，反之，當該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠處於不導通時，則該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠處於導通。
該第二切換單元3包括M個第二開關S2，及一個第三開關S3。
每一第二開關S2具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該M個第二開關S2的該等第一端分別電連接該第二交流單元AC2的該第一埠的該M個端，該M個第二開關S2的該等第二端電連接該第二直流單元DC2的該第一埠的該第一端，該M個第二開關S2的該等第三端分別電連接該電壓轉換單元1的該第二埠的該M個第一端。
該第三開關S3具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該第三開關S3的該第二端電連接該電壓轉換單元1的該第二埠的該M個第二端，該第三開關S3的該第三端電連接該第一直流單元DC1的該第一埠的該第二端。
該控制單元根據一使用者設定產生該控制信號以控制該電源轉換裝置切換於哪一種電壓轉換模式。
以下將本發明電源轉換裝置的該第一實施例分成四個轉換模式更清楚說明其作動。
＜該電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至直流轉換模式＞
參閱圖3，該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通，而該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第二切換單元3受控制使該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通。
此時，該第一切換單元2可接收來自該第一直流單元DC1的第一埠所提供的該第一直流電壓，並將該第一直流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一轉換電路11將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第二轉換電路12將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至直流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二切換單元3的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由該第二切換單元3的每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第二直流單元DC2，該第二直流單元DC2作為一接受直流的負載。
在此轉換模式下的該第一轉換電路11為交錯式升壓電路，而該第二轉換電路12為降壓電路。
同時參閱圖4和圖5，圖4以該第一轉換電路11的第一組電晶體單元13為範例性實施態樣，圖5為第一轉換電路11的每一電晶體單元之時序圖，其中，圖5上的Vgs(sf12)與Vgs(sf13)分別為該第一組電晶體單元13的該第二電晶體M2和第三電晶體M3的閘極與源極之間的跨壓，Vds(sf12)與Vds(sf13)分別為該第一組電晶體單元13的該第二電晶體M2和第三電晶體M3的汲極與源極之間的跨壓，Vgs(sf22)與Vgs(sf23)分別為該第二組電晶體單元14的該第二電晶體M2和第三電晶體M3的閘極與源極之間的跨壓，Vds(sf22)與Vds(sf23)分別為該第二組電晶體單元13的該第二電晶體M2和第三電晶體M3的汲極與源極之間的跨壓，Vgs(sf32)與Vgs(sf33)分別為該第三組電晶體單元15的該第二電晶體M2和第三電晶體M3的閘極與源極之間的跨壓，Vds(sf32)與Vds(sf33)分別為該第三組電晶體單元15的該第二電晶體M2和第三電晶體M3的汲極與源極之間的跨壓，I
L7、I
L8和I
L9分別為流經對應該第一個第一開關S1（上）的第一電感L1、對應該第二個第一開關S1（中）的第一電感L1、對應該第三個第一開關S1（下）的第一電感L1的電流。
可看出當在第一時間點t1時，該第一組電晶體單元13的第二電晶體M2和第三電晶體M3為導通而操作於模態一，而該第二組電晶體單元14和第三組電晶體單元15的第二電晶體M2和第三電晶體M3不導通而操作於圖4的模態四，使得該第二組電晶體單元14和第三組電晶體單元15將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，當在第二個時間點t2時，該第一組電晶體單元13的第二電晶體M2和第三電晶體M3分別為不導通及導通而操作於圖4的模態三，使得該第一組電晶體單元13將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1充電，該第二組電晶體單元14的第二電晶體M2和第三電晶體M3分別為導通及不導通而操作於圖4的模態二，使得該第二組電晶體單元14將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第二電容C2充電，而該第三組電晶體單元15的第二電晶體M2和第三電晶體M3皆為不導通而操作於圖4的模態四，使得該第三組電晶體單元15將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1和該第二電容C2充電，參閱圖4和圖5以此類推，因此該第一轉換電路11確實能將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電。
參閱圖6和圖7，圖6以該第二轉換電路12的第一組電晶體單元13為範例性實施態樣，圖7為第二轉換電路12的每一電晶體單元之時序圖，其中，圖7上的Vgs(Sb11)與Vgs(Sb14)分別為該第一組電晶體單元13的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的閘極與源極之間的跨壓，Vds(Sb11)與Vds(Sb14)分別為該第一組電晶體單元13的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的汲極與源極之間的跨壓，Vgs(Sb21)與Vgs(Sb24)分別為該第二組電晶體單元14的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的閘極與源極之間的跨壓，Vds(Sb21)與Vds(Sb24)分別為該第二組電晶體單元14的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的汲極與源極之間的跨壓，Vgs(Sb31)與Vgs(Sb34)分別為該第三組電晶體單元15的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的閘極與源極之間的跨壓，Vds(Sb31)與Vds(Sb34)分別為該第三組電晶體單元15的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的汲極與源極之間的跨壓，I
Sb11和I
Sb14分別為第一組電晶體單元13的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的電流，I
Sb21和I
Sb24分別為第二組電晶體單元14的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的電流，I
Sb31和I
Sb34分別為第三組電晶體單元15的該第一電晶體M1和第四電晶體M4的電流，I
L1、I
L2和I
L3分別為流經對應該第一個第一開關S1（上）的第一電感L1、對應該第二個第一開關S1（中）的第一電感L1、對應該第三個第一開關S1（下）的第一電感L1的電流。
＜該電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至交流轉換模式＞
參閱圖8，該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通，而該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第二切換單元3受控制使該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通。
此時，該第一切換單元2可接收來自該第一直流單元DC1的第一埠所提供的該第一直流電壓，並將該第一直流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一轉換電路11將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第二轉換電路12將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至交流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二切換單元3的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第二交流單元AC2，該第二交流單元AC2為一接受交流的負載。
在此作動下的該第一轉換電路11可做為交錯式升壓電路，該第二轉換電路12可做為變頻電路，以圖9和圖10為例，圖9和圖10分別以該第一轉換電路11和該第二轉換電路12的第一組電晶體單元13為範例性實施態樣，但是本發明不以此為限。另外，圖9的該第一轉換電路11的四個模態的先後順序，可依第一電容C1和第二電容C2所儲存的電壓值來決定每一組電晶體單元的該第一電晶體M1、該第二電晶體M2、該第三電晶體M3和該第四電晶體M4的切換時序，例如，當該第一電容C1所儲存的電壓值高於該第二電容C2所儲存的電壓值時，四個模態的先後順序如圖11所示，當該第一電容C1所儲存的電壓值低於該第二電容C2所儲存的電壓值時，四個模態的先後順序如圖12所示，當該第一電容C1所儲存的電壓值等於該第二電容C2所儲存的電壓值，且工作週期大於0.5時，四個模態的先後順序如圖13所示，當該第一電容C1所儲存的電壓值等於該第二電容C2所儲存的電壓值，且工作週期小於0.5時，四個模態的先後順序如圖14所示，其中，參數V
M2和V
M3分別為該第二電晶體M2和該第三電晶體M3的閘極(Gate)和源極(Source)二端之跨壓。
＜該電源轉換裝置的該第一實施例操作於交流至直流轉換模式＞
參閱圖15，該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通，而該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第二切換單元3受控制使該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通。
此時，該第一切換單元2可接收來自該第一交流單元AC1的第一埠所提供的該第一交流電壓，並將該第一交流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一轉換電路11將該第一交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第二轉換電路12將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至直流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二切換單元3的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第二直流單元DC2，該第二直流單元DC2為接受直流的該負載。
在此作動下的該第一轉換電路11可做為同步整流與功率因數校正電路，該第二轉換電路12可做為降壓電路，以圖16為例，圖16以該第二轉換電路12的第一組電晶體單元13為範例性實施態樣，但是本發明不以此為限。
＜該電源轉換裝置的該第一實施例操作於交流至交流轉換模式＞
參閱圖17，該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通，而該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第二切換單元3受控制使該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通。
此時，該第一切換單元2可接收來自該第一交流單元AC1的第一埠所提供的該第一交流電壓，並將該第一交流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一轉換電路11將該第一交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第二轉換電路12將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至交流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二切換單元3的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第二交流單元AC2，該第二交流單元AC2為接受交流的該負載。
在此作動下的該第一轉換電路11可做為同步整流與功率因數校正電路，該第二轉換電路12可做為變頻電路，以圖18為例，圖18以該第二轉換電路12的第一組電晶體單元13為範例性實施態樣，但是本發明不以此為限。
本發明電源轉換裝置的該第二實施例類似於該第一實施例，不同之處在於：該電源轉換裝置的該第二切換單元3接收該第二交流單元AC2所提供的一第二交流電壓或是該第二直流單元DC2所提供的一第二直流電壓二者之一，並受控制切換於直流至直流轉換模式、直流至交流轉換模式、交流至直流轉換模式，及交流至交流轉換模式，且本第二實施例的該第二交流單元AC2為三相交流電壓電源，因此，該第二交流單元AC2的該第一埠具有三個端(M=3)以輸出其三相交流電壓，且以下將以M等於3為例。。
以下將本發明電源轉換裝置的該第二實施例分成四個轉換模式更清楚說明其作動。
＜該電源轉換裝置的該第二實施例操作於直流至直流轉換模式＞
參閱圖19，該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通，而該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第二切換單元3受控制使該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通。
此時，該第二切換單元3可接收來自該第二直流單元DC2的第一埠所提供的該第二直流電壓，並將該第二直流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二轉換電路12將該第二直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第一轉換電路11將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至直流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一切換單元2的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由該第一切換單元2的每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第一直流單元DC1，該第一直流單元DC1為接受直流的該負載。
在此作動下的該第二轉換電路12可做為交錯式升壓電路，該第一轉換電路11可做為降壓電路。
＜該電源轉換裝置的該第二實施例操作於直流至交流轉換模式＞
參閱圖20，該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第二直流單元DC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通，而該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第一切換單元2受控制使該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通。
此時，該第二切換單元3可接收來自該第二直流單元DC2的第一埠所提供的該第二直流電壓，並將該第二直流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二轉換電路12將該第二直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第一轉換電路11將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至交流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一切換單元2的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由該第一切換單元2的每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第一交流單元AC1，該第一交流單元AC1為接受交流的該負載。
在此作動下的該第二轉換電路12可做為交錯式升壓電路，該第一轉換電路11可做為變頻電路。
＜該電源轉換裝置的該第二實施例操作於交流至直流轉換模式＞
參閱圖21，該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通，而該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第二端電連接於自身的第三端，以致該第一切換單元2受控制使該第一直流單元DC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通。
此時，該第二切換單元3可接收來自該第二交流單元AC2的第一埠所提供的該第二交流電壓，並將該第二交流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二轉換電路12將該第二交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第一轉換電路11將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至直流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一切換單元2的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第一直流單元DC1，該第一直流單元DC1為接受直流的該負載。
在此作動下的該第二轉換電路12可做為同步整流與功率因數校正電路，該第一轉換電路11可做為降壓電路。
＜該電源轉換裝置的該第二實施例操作於交流至交流轉換模式＞
參閱圖22，該第二切換單元3的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第二交流單元AC2的第一埠與該電壓轉換單元1的第二埠切換於導通，而該第一切換單元2的每一第二開關S2及該第三開關S3分別受該控制信號控制使該第一端電連接於自身的第三端，以致該第一切換單元2受控制使該第一交流單元AC1的第一埠與該電壓轉換單元1的第一埠切換於導通。
此時，該第二切換單元3可接收來自該第二交流單元AC2的第一埠所提供的該第二交流電壓，並將該第二交流電壓傳送至該電壓轉換單元1的該第二埠，該第二轉換電路12將該第二交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容C1及該第二電容C2充電，該第一轉換電路11將來自該第一電容C1及該第二電容C2上的電壓進行直流至交流轉換後輸出到該電壓轉換單元1的該第一埠，該第一切換單元2的每一個第二開關S2的該第三端與該第三開關S3的該第二端接收轉換後的電壓，並由每一個第二開關S2的該第二端與該第三開關S3的該第三端輸出至該第一交流單元AC1，該第一交流單元AC1為接受交流的該負載。
在此作動下的該第二轉換電路12可做為同步整流與功率因數校正電路，該第一轉換電路11可做為變頻電路。
需值得說明的是，本發明電源轉換裝置是應用中性點箝位架構(Neutral Point Clamped, NPC)，因此，可降低導通的每一電晶體所承受的電壓應力，而減少該等電晶體的切換損失，進而降低電路損失及成本。
綜上所述，本發明電源轉換裝置具有以下優點：
1.可切換於四種電壓轉換模式間並能雙向傳輸：藉由該第一切換單元2和該第二切換單元3的該等第二開關S2及該第三開關S3的切換，再配合該電壓轉換單元1的該M組電晶體單元之導通狀況，使得該電源轉換裝置能藉由同一電路裝置達到直流至直流轉換、直流至交流轉換、交流至直流轉換和交流至交流轉換的雙向八用的實施態樣。
2.降低導通之電晶體之電壓應力：本發明電源轉換裝置是應用中性點箝位架構，因此，導通的每一電晶體之電壓應力能大幅降低，進而減少電路損失。
故，本發明電源轉換裝置確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 1 </td><td> 電壓轉換單元 </td><td> AC2 </td><td> 第二交流單元 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 第一轉換電路 </td><td> DC1 </td><td> 第一直流單元 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 第二轉換電路 </td><td> DC2 </td><td> 第二直流單元 </td></tr><tr><td> 13~15 </td><td> 電晶體單元 </td><td> D1 </td><td> 第一二極體 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 第一切換單元 </td><td> D2 </td><td> 第二二極體 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 第二切換單元 </td><td> Vgs(sf12) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> M1 </td><td> 第一電晶體 </td><td> Vgs(sf13) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> M2 </td><td> 第二電晶體 </td><td> Vgs(sf22) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> M3 </td><td> 第三電晶體 </td><td> Vgs(sf23) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> M4 </td><td> 第四電晶體 </td><td> Vgs(sf32) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> S1 </td><td> 第一開關 </td><td> Vgs(sf33) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> S2 </td><td> 第二開關 </td><td> Vds(sf12) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> S3 </td><td> 第三開關 </td><td> Vds(sf13) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> L1 </td><td> 第一電感 </td><td> Vds(sf22) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> L2 </td><td> 第二電感 </td><td> Vds(sf23) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> C1 </td><td> 第一電容 </td><td> Vds(sf32) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> C2 </td><td> 第二電容 </td><td> Vds(sf33) </td><td> 跨壓 </td></tr><tr><td> AC1 </td><td> 第一交流單元 </td><td> I<sub>L7~</sub>I<sub>L9</sub></td><td> 電流 </td></tr></TBODY></TABLE>
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一示意圖，說明本發明電源轉換裝置的一第一實施例和一第二實施例； 圖2是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例和該第二實施例； 圖3是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至直流轉換模式； 圖4是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至直流轉換模式時的該第一轉換電路； 圖5是一波形圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至直流轉換模式時的第一轉換電路的每一電晶體單元之時序圖； 圖6是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至直流轉換模式時的該第二轉換電路； 圖7是一波形圖，說明該第二轉換電路的每一電晶體單元之時序圖； 圖8是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至交流轉換模式； 圖9是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至交流轉換模式時的該第一轉換電路； 圖10是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於直流至交流轉換模式時的該第二轉換電路； 圖11是一時序圖，補充說明當第一電容所儲存的電壓值高於第二電容所儲存的電壓值時，圖7的該第一轉換電路的四個模態的先後順序； 圖12是一時序圖，補充說明當第一電容所儲存的電壓值低於第二電容所儲存的電壓值時，圖7的該第一轉換電路的四個模態的先後順序； 圖13是一時序圖，補充說明當該第一電容所儲存的電壓值等於該第二電容所儲存的電壓值，且工作週期大於0.5時，圖7的該第一轉換電路的四個模態的先後順序； 圖14是一時序圖，補充說明當該第一電容所儲存的電壓值等於該第二電容所儲存的電壓值，且工作週期小於0.5時，圖7的該第一轉換電路的四個模態的先後順序； 圖15是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於交流至直流轉換模式； 圖16是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於交流至直流轉換模式時的該第二轉換電路； 圖17是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於交流至交流轉換模式； 圖18是一電路圖，說明本發明電源轉換裝置的該第一實施例操作於交流至交流轉換模式時的該第二轉換電路； 圖19是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的一第二實施例操作於直流至直流轉換模式； 圖20是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的一第二實施例操作於直流至交流轉換模式； 圖21是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的一第二實施例操作於交流至直流轉換模式；及 圖22是一電路方塊圖，說明本發明電源轉換裝置的一第二實施例操作於交流至交流轉換模式。
Claims (10)
- 一種電源轉換裝置，電連接於一第一交流單元及一第一直流單元，該第一交流單元具有一第一埠，該第一直流單元具有一第一埠，該電源轉換裝置可操作於一直流至直流轉換模式，一直流至交流轉換模式、一交流至直流轉換模式，及一交流至交流轉換模式，並包含：一電壓轉換單元，包括一第一埠及一第二埠，且受控制以切換於四種電壓轉換模式間，該四種電壓轉換模式分別是一直流至交流轉換、一直流至直流轉換、一交流至直流轉換、一交流至交流轉換；及一第一切換單元，電連接該第一交流單元的第一埠、該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠間，且受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通與不導通間，使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通與不導通間，當該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於導通時，則該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於不導通時，反之，當該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於不導通時，則該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠處於導通；其中，當該電源轉換裝置操作於直流至交流轉換模式時，該第一切換單元受控制使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該電壓轉換單元接 收來自該第一直流單元的一第一直流電壓，並將該第一直流電壓進行直流至交流轉換後，產生並自其第二埠輸出一交流轉換電壓；當該電源轉換裝置操作於直流至直流轉換模式時，該第一切換單元受控制使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該電壓轉換單元接收來自該第一直流單元的該第一直流電壓，並將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後，產生並自其第二埠輸出一直流轉換電壓；當該電源轉換裝置操作於交流至直流轉換模式時，該第一切換單元受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該電壓轉換單元接收來自該第一交流單元的一第一交流電壓，並將該第一交流電壓進行交流至直流轉換後，產生並自其第二埠輸出該直流轉換電壓；當該電源轉換裝置操作於交流至交流轉換模式時，該第一切換單元受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，該電壓轉換單元將該第一交流電壓進行交流至交流轉換後，產生並自其第二埠輸出該交流轉換電壓。
- 如請求項1所述的電源轉換裝置，還電連接於一第二交流單元，及一第二直流單元間，該第二交流單元具有一第一埠，該第二直流單元具有一第一埠，該電源轉換裝置還包含 一第二切換單元，電連接該電壓轉換單元的第二埠以接收該交流轉換電壓及該直流轉換電壓被輸出的一者，且受控制使該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通與不導通間，使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通與不導通間，當該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於導通時，則該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於不導通時，反之，當該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於不導通時，則該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠處於導通，當該電源轉換裝置操作於直流至交流轉換模式及該交流至交流轉換模式的每一個時，該第二切換單元受控制使該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，該交流轉換電壓經由該第二切換單元輸出至該第二交流單元，當該電源轉換裝置操作於交流至直流轉換模式及該直流至直流轉換模式的每一個時，該第二切換單元受控制使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，該直流轉換電壓經由該第二切換單元輸出至該第二直流單元。
- 如請求項1所述的電源轉換裝置，其中，該電壓轉換單元包括一第一電容，具有一第一端及一第二端， 一第二電容，具有一電連接該第一電容的第二端的第一端，及一第二端，一第一轉換電路，電連接該第一電容與該第二電容的該等第一端與該等第二端，且電連接該電壓轉換單元的該第一埠以接收該第一交流電壓及該第一直流電壓的其中一者，且受控制操作於交流至直流電壓轉換或直流至直流電壓轉換，及一第二轉換電路，電連接該第一電容與該第二電容的該等第一端與該等第二端，且電連接該電壓轉換單元的該第二埠，且受控制操作於直流至交流電壓轉換或直流至直流電壓轉換，當該電源轉換裝置操作於直流至直流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第一埠接收該第一直流電壓，該第一轉換電路將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第二轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至直流轉換後產生該直流轉換電壓，並將該直流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第二埠；當該電源轉換裝置操作於直流至交流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第一埠接收該第一直流電壓，該第一轉換電路將該第一直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第二轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至交流轉換後產生 該交流轉換電壓，並將該交流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第二埠，當該電源轉換裝置操作於交流至直流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第一埠接收該第一交流電壓，該第一轉換電路將該第一交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第二轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至直流轉換後產生該直流轉換電壓，並將該直流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第二埠，當該電源轉換裝置操作於交流至交流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第一埠接收該第一交流電壓，該第一轉換電路將該第一交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第二轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至交流轉換後產生該交流轉換電壓，並將該交流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第二埠。
- 如請求項3所述的電源轉換裝置，其中，該電壓轉換單元的該第一埠具有M個第一端及M個第二端，該第一轉換電路包括M個第一電感，每一第一電感具有一第一端及一第二端，每一第一電感的該第一端電連接該電壓轉換單元的該第一埠的該M個第一端的其中之所對應者，其中，M為正整數， M個第二電感，每一第二電感具有一第一端及一第二端，每一第二電感的該第一端電連接該電壓轉換單元的該第一埠的該M個第二端的其中之所對應者，M個第一開關，每一第一開關具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收一控制信號的第四端，每一第一開關的該第三端電連接該M個第一電感的所對應者之第二端，並根據該控制信號導通該第三端與該第二端或是該第三端與該第一端的二者之一，及M組電晶體單元，每一組電晶體單元包括一第一電晶體，具有一電連接該第一電容的該第一端的第一端、一第二端及一受控制的第三端，一第二電晶體，具有一第一端、一第二端及一受控制的第三端，該第二電晶體的該第一端電連接該第一電晶體的該第二端，一第三電晶體，具有一第一端、一第二端，及一受控制的第三端，該第三電晶體的該第一端電連接該第二電晶體的第二端，一第四電晶體，具有一第一端、一電連接該第二電容的該第二端的第二端，及一受控制的第三端，該第四電晶體的該第一端電連接該第三電晶體的第二端與該M個第二電感的其中之一的第二端，一第一二極體，具有一陰極及一陽極，該第一二極體的該陰極電連接該第一電晶體的該第二端，該第一二極體的該陽極電連接該第一電容的該第二端，及 一第二二極體，具有一陰極及一陽極，該第二二極體的該陰極電連接該第一電容的該第二端，該第二二極體的該陽極電連接該第四電晶體的該第一端，其中，第m組電晶體單元的該第一電晶體的該第二端還電連接第n個第一開關的第二端，第m組電晶體單元的該第二電晶體的該第二端電連接第m個第一開關的第一端，m=1~M，n=M~1，M、m、n為正整數。
- 如請求項4所述的電源轉換裝置，其中，該第一交流單元的該第一埠具有M個端，該第一直流單元的該第一埠具有一第一端及一第二端，該第一切換單元包括M個第二開關，每一第二開關具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該M個第二開關的該等第一端分別電連接該第一交流單元的該第一埠的該M個端，該M個第二開關的該等第二端電連接該第一直流單元的該第一埠的該第一端，該M個第二開關的該等第三端分別電連接該電壓轉換單元的該第一埠的該M個第一端，及一個第三開關，具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該第三開關的該第二端電連接該電壓轉換單元的該第一埠的該M個第二端，該第三開關的該第三端電連接該第一直流單元的該第一埠的該第二端。
- 如請求項3所述的電源轉換裝置，其中，該電壓轉換單元的該第二埠具有M個第一端及M個第二端，該第二轉換電路包括M個第一電感，每一第一電感具有一第一端及一第二端，每一第一電感的該第一端電連接該電壓轉換單元的該第二埠的該M個第一端的其中之所對應者，其中，M為正整數，M個第二電感，每一第二電感具有一第一端及一第二端，每一第二電感的該第一端電連接該電壓轉換單元的該第二埠的該M個第二端的其中之所對應者，M個第一開關，每一第一開關具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收一控制信號的第四端，每一第一開關的該第三端電連接該M個第一電感的所對應者之第二端，並根據該控制信號導通該第三端與該第二端或是該第三端與該第一端的二者之一，M組電晶體單元，每一組電晶體單元包括一第一電晶體，具有一電連接該第一電容的該第一端的第一端、一第二端及一受控制的第三端，一第二電晶體，具有一第一端、一第二端及一受控制的第三端，該第二電晶體的該第一端電連接該第一電晶體的該第二端，一第三電晶體，具有一第一端、一第二端，及一受控制的第三端，該第三電晶體的該第一端電連接該第二電晶體的第二端， 一第四電晶體，具有一第一端、一電連接該第二電容的該第二端的第二端，及一受控制的第三端，該第四電晶體的該第一端電連接該第三電晶體的第二端與該M個第二電感的其中之一的第二端，一第一二極體，具有一陰極及一陽極，該第一二極體的該陰極電連接該第一電晶體的該第二端，該第一二極體的該陽極電連接該第一電容的該第二端，及一第二二極體，具有一陰極及一陽極，該第二二極體的該陰極電連接該第一電容的該第二端，該第二二極體的該陽極電連接該第四電晶體的該第一端，其中，第m組電晶體單元的該第一電晶體的該第二端還電連接第m個第一開關的第二端，第m組電晶體單元的該第二電晶體的該第二端電連接第m個第一開關的第一端，m=1~M，M、m為正整數。
- 如請求項2所述的電源轉換裝置，其中，該第二交流單元的該第一埠具有M個端，該第二直流單元的該第一埠具有一第一端及一第二端，該電壓轉換單元的該第二埠具有M個第一端及M個第二端，該第二切換單元包括M個第二開關，每一第二開關具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收一控制信號的第四端，該M個第二開關的該等第一端分別電連接該第二交流單元的該第一埠的該M個端，該M個第二開關的該等第二端電連接該第二直流單元的該第一埠的該第一端，該M個第二開關的 該等第三端分別電連接該電壓轉換單元的該第二埠的該M個第一端，及一個第三開關，具有一第一端、一第二端、一第三端，及一接收該控制信號的第四端，該第三開關的該第二端電連接該電壓轉換單元的該第二埠的該M個第二端，該第三開關的該第三端電連接該第一直流單元的該第一埠的該第二端。
- 如請求項2所述的電源轉換裝置，其中，當該電源轉換裝置操作於直流至交流轉換模式時，該第二切換單元受控制使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，該第一切換單元受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，則該電壓轉換單元將一第二直流電壓進行直流至交流轉換後，產生並自其第一埠輸出該交流轉換電壓至該第一交流單元，當該電源轉換裝置操作於直流至直流轉換模式時，該第二切換單元受控制使該第二直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，該第一切換單元受控制使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，則該電壓轉換單元將該第二直流電壓進行直流至直流轉換後，產生並自其第一埠輸出該直流轉換電壓至該第一直流單元，當該電源轉換裝置操作於交流至直流轉換模式時，該第二切換單元受控制使該第二交流單元的第一埠與該電 壓轉換單元的第二埠切換於導通，該第一切換單元受控制使該第一直流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，則該電壓轉換單元將一第二交流電壓進行交流至直流轉換後，產生並自其第一埠輸出該直流轉換電壓至該第一直流單元，及當該電源轉換裝置操作於交流至交流轉換模式時，該第二切換單元受控制使該第二交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第二埠切換於導通，該第一切換單元受控制使該第一交流單元的第一埠與該電壓轉換單元的第一埠切換於導通，則該電壓轉換單元將該第二交流電壓進行交流至交流轉換後，產生並自其第一埠輸出該交流轉換電壓至該第一交流單元。
- 如請求項8所述的電源轉換裝置，其中，該電壓轉換單元包括一第一電容，具有一第一端及一第二端，一第二電容，具有一電連接該第一電容的第二端的第一端及一第二端，一第一轉換電路，電連接該第一電容與該第二電容的該等第一端與該等第二端，且電連接該電壓轉換單元的該第一埠，且受控制操作於直流至交流電壓轉換或直流至直流電壓轉換，及一第二轉換電路，電連接該第一電容與該第二電容的該等第一端與該等第二端，且電連接該電壓轉換單元的該第二埠以接收該第二交流電壓及該第二直流電壓的其中 一者，且受控制操作於交流至直流電壓轉換或直流至直流電壓轉換，當該電源轉換裝置操作於直流至直流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第二埠接收該第二直流電壓，該第二轉換電路將該第二直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第一轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至直流轉換後產生該直流轉換電壓，並將該直流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第一埠；當該電源轉換裝置操作於直流至交流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第二埠接收該第二直流電壓，該第二轉換電路將該第二直流電壓進行直流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第一轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至交流轉換後產生該交流轉換電壓，並將該交流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第一埠，當該電源轉換裝置操作於交流至直流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第二埠接收該第二交流電壓，該第二轉換電路將該第二交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第一轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至直流轉換後產生該直流轉換電壓，並將該直流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第一埠， 當該電源轉換裝置操作於交流至交流轉換模式時，該電壓轉換單元的該第二埠接收該第二交流電壓，該第二轉換電路將該第二交流電壓進行交流至直流轉換後對該第一電容及該第二電容充電，該第一轉換電路將來自該第一電容及該第二電容上的電壓進行直流至交流轉換後產生該交流轉換電壓，並將該交流轉換電壓輸出到該電壓轉換單元的該第一埠。
- 如請求項1所述的電源轉換裝置，其中，當該第一交流單元為三相交流電壓電源時，該第一交流單元提供該第一交流電壓。
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