TWI686041B - 具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種具軟切換且能降低輸入電流漣波(sott-switching low input current-ripple)之逆變(inversion)電路。利用所揭露的電路，除仍保有習知電力轉換器之架構簡單及成本低廉之特性外，並兼具有低輸入電流漣波，零電壓切換，並能降低工作於輕載的交換損失，提升效率。該逆變電路之基本架構，包含兩組串聯電路，兩個嵌位二極體，一個變壓器，及一個耦合電容。
該第一組串聯電路，包括一第一開關，一第二開關，與一變壓器第一初級繞組依序串接，該第一開關之上端點與該第一初級繞組之打點端子分別與輸入直流電源之正端子與負端子連接；而第二組串聯電路，包括一變壓器第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接，該第二初級繞組之打點端子與第四開關之下端點分別與輸入直流電源之正端子與負端子連接。
一個耦合電容的兩端點，分別連接第一初級繞組之非打點端子與第二初級繞組之非打點端子，將兩組串聯電路耦合在一起。
該第一嵌位二極體之陽極與陰極，得與該第一初級繞組之打點端子與該第一開關及該第二開關之連接點分別連接；該第二嵌位二極體之陽極與陰極，得與該第三開關及該第四開關之連接點，與該第二初級繞組之打點端子分別連接。在開關截止時，經由該等嵌位二極 體，提供開關之電壓嵌位的機制。
一脈寬調變(PWM)的控制器，產生兩對相差180度的驅動控制信號，每一驅動信號對包括一具脈寬調變(D)及一接近50%工作週期之兩驅動信號。第一對驅動信號用來控制該第一開關及該第二開關，第二對驅動信號用來控制第三開關及該第四開關。
該第一初級繞組，第二初級繞組繞在同一變壓器。該變壓器的至少包括一次級繞組與變壓器的初級繞組，透過磁性耦合方式，產生一個交流電壓。
藉助變壓器激磁電感，漏感(或外加電感)與半導體開關元件之雜散電容，該逆變電路在工作之死區時間(dead time)以諧振的方式，進行能量交換，半導體開關得以實現零電壓切換，但若工作於輕載下，無法維持零電壓機制。
使用本發明電路，半導體開關在導通瞬間的跨壓，得以降至先前技藝電路的一半，即輸入電壓的一半。無論是操作於零電壓或失去零電壓的工作狀況，都能減少半導體開關導通的交換損失，提高電力轉換的效率(尤其是工作於輕載)。

Description

具軟切換且能降低輸入電流漣波之逆變電路
本發明係一種具軟切換且能降低輸入電流漣波(soft-switching low input current-ripple)之逆變(inversion)電路。利用所揭露的電路，除仍保有習知電力轉換器之架構簡單及成本低廉之特性外，並兼具有低輸入電流漣波，零電壓切換，並能降低工作於輕載的交換損失，提升效率。
按，現今許多電力裝置(electrical device)上廣泛使用之直流-直流的轉換電路中，均有一逆變電路(inversion circuit)，其中，該逆變電路係將一直流電壓逆變成一交流電壓，該交流電壓再經該整流電路及一濾波電路(filter circuit)，轉換成一直流電壓，以提供該電力裝置所需之不同直流位準。
一般言之，諸多習知之直流-直流轉換電路，包括半橋式(half-bridge)、推挽式(push-pull)及全橋式(full-bridge)等拓樸之電路，且該等習知轉換電路均具備前述逆變功能，其中，最被廣泛使用者乃全橋轉換電路(Full-Bridge Converter，以下簡稱FBC)，其為一種降壓型衍生轉換電路(Buck-derived)，其逆變電路之輸入電流具有脈動波形的缺點，常會因瞬間電流變化(di/dt)，產生相當高的雜訊，且會伴隨著因瞬間電壓變化(dv/dt) 所產生之另一種雜訊，進而發生電磁干擾(EMI)的問題。因此，在該等習知轉換電路中，必需加裝一防制電磁干擾濾波器(EMI filter)，才能符合電磁干擾規範之要求，不僅增加了該等習知轉換電路的成本，亦增加了該等習知轉換電路所需的空間。有鑒於此，為了降低電流漣波及瞬間電流變動率所產生之雜訊，已有業者廣泛地將兩組相同之逆變電路予以交錯(interleaved)分時工作，然而，採取此一工作架構者，除了會增加電路的複雜度與製作成本之外，因電流漣波是否降低或消除，完全需視該等逆變電路上各開關之工作週期而定，因此，若該各開關之工作週期小於50%，仍然無法有效減輕前述電磁干擾(EMI)的問題。
針對前述問題，本發明的發明人曾陸續提出數件相關之能減少電流漣波的逆變電路，且先後獲准專利在案，如：2009年4月7日獲准的美國第7,515,439號專利權、2011年6月7日獲准的美國第7,957,161號專利權、2012年9月4日獲准的美國第8,259,469號專利權、2014年3月4日公獲准的美國第8,665,616號專利權、2016年10月18日獲准的美國第9,473,045號專利權、其中，美國第7,515,439號專利權圖2(c)及圖3(c)所主張保護者，為一低輸入電流漣波的全橋逆變電路(以下簡稱FBC-CRR)，該全橋逆變電路因能有效降低輸入電流的漣波，故僅需使用一較小的防制電磁干擾濾波器，即能滿足規範的要求。
然而，因前述FBC-CRR係採用對稱式的脈波寬度調變機制，以調節輸出電壓，其雖能在不同的輸入電壓及工作負載之條件下，獲得穩定的輸出電壓，仍將產生不同的死區時間(dead time)，導致半導體開關因工作於硬切換(hard switching)狀態，而有較高之導通瞬間切換損耗(turn on switching losses)，此一損耗與工作頻率成正比增加。因此，採用全橋相移控制之軟切換技術，半導體開關元件達成零電壓(zero voltage switching)切換，能在不犧牲逆變電路的效率前提下，有效實現高功率密度性能。唯因導通損失與交換損失相互增減，電路只能設計於部分負載電流的操作範圍內，得以實現零電壓交換，達成高轉換效率的性能。若工作輕載的狀況，將無法維持零電壓的機制，造成輕載的轉換效率普遍下降。
相對地，本專利所揭露的逆變電路，除能保有低輸入電流漣波及半導體開關工作於零電壓的性能，發明入經過諸多理論分析及模擬驗證後，藉由巧妙地電路配置，得以降低半導體開關導通瞬間的電壓(成為一半輸入電壓)，交換損失因此減少為原有的四分之一，以提升(尤其是輕載)效率，成為本發明在此欲探討之主要課題。
有鑑於前述習知逆變電路之問題與缺點，發明人根據多年實務經驗，終於開發設計出本發明之一種逆變電路，除能具有軟切換及能降低輸入電流漣波，同時，在導通瞬間半導體開關的跨壓，得以降至先前技藝電路之一半電壓。有助於工作在輕載無法實現零電壓的狀況下，降低開關的交換損失，提升輕載的效率。據此，即成為本發明在此欲揭露的技術重點。
為便 貴審查委員能對本發明之目的、結構及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
C1‧‧‧耦合電容器1
C2‧‧‧耦合電容器2
T1‧‧‧第一個變壓器
T2‧‧‧第二個變壓器
P1‧‧‧變壓器初級繞組1
P2‧‧‧變壓器初級繞組2
P3‧‧‧變壓器初級繞組3
P4‧‧‧變壓器初級繞組4
S1‧‧‧變壓器次級繞組1
S2‧‧‧變壓器次級繞組2
Q1‧‧‧半導體開關1
Q2‧‧‧半導體開關2
Q3‧‧‧半導體開關3
Q4‧‧‧半導體開關4
D1‧‧‧嵌位二極體1
D2‧‧‧嵌位二極體2
第1(a)-1(b)圖係本發明第一個實施例之第一應用例及其驅 動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第1(c)圖係本發明第一個實施例之第二應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第2(a)-2(b)圖係本發明第一個實施例之第三應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第2(c)圖係本發明第一個實施例之第四應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第3(a)-3(b)圖係本發明第一個實施例之第五應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第3(c)圖係本發明第一個實施例之第六應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第4(a)-4(b)圖係本發明第一個實施例之第七應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第4(c)圖係本發明第一個實施例之第八應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第5(a)~5(f)圖係第1圖所示逆變電路在穩態操作下各階段的等效電路圖；第6圖與第7圖係第1圖所示逆變電路，藉助電腦軟體Simplis模擬，分別為重載操作實現零電壓，及輕載下失去零電壓之各主要關鍵波形圖；第8(a)-8(b)圖係本發明第二個實施例之第一應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路； 第8(c)圖係本發明第二個實施例之第二應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第9(a)-9(b)圖係本發明第二個實施例之第三應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第9(c)圖係本發明第二個實施例之第四應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第10(a)-10(b)圖係本發明第二個實施例之第五應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第10(c)圖係本發明第二個實施例之第六應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第11(a)-11(b)圖係本發明第二個實施例之第七應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器、軟切換、全橋之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第11(c)圖係本發明第二個實施例之第八應用例，具雙變壓器、軟切換、多開關之直流-交流(DC-AC)逆變電路；第12(a)~12(f)圖係第8圖所示逆變電路在穩態操作下各階段的等效電路圖；第13圖與第14圖係第8圖所示逆變電路，藉助電腦軟體Simplis模擬，分別為重載操作實現零電壓，及輕載下失去零電壓之各主要關鍵波形圖；
發明人在理論分析及硬體實作中發現，若欲在逆變電路達成 開關元件以零電壓切換，除了要有足夠大的電感對電容以諧振方式，進行能量轉移，還必須採用能產生所需要的固定死區時間的控制策略，如非對稱的脈衝寬度調變(Asymmetrical Pulse-Width Modulation，APWM)的控制方案，或使用相移調變(Phase-Shifted Pulse-Width Modulation，PS)的控制方案，或使用接近50%工作週期變頻(Variable Frequency，VF)，或等效於相移調變之本專利電路所引用之D,50%,D,50%組合之控制方案。
唯，採用零電壓技術，雖然可以降低開關的切換損失，但若要達成全範圍零電壓交換，必須加大電感或增加更多元件。前者，將導致輸出電壓下降，必須提高變壓器之圈數比，增加導通損耗，後者需要額外的空間。因此，在導通損失與交換損失相互增減下，電路設計將選定一適當零電壓的操作範圍(如40%-100%滿載電流)。若操作於此一設定的範圍外的負載(如10%輕載)，將無法維持零電壓的機制，轉換效率會大幅下降。
相對地，本專利所揭露的逆變電路，除能保有半導體開關工作於設定的負載電流範圍內，實現零電壓交換機制，更因電路的配置，得降低半導體開關在導通瞬間的跨壓，交換損失再減低，以提升(尤其是輕載)轉換效率，成為本發明在此欲探討之主要課題。
為達成前述的目標，發明人思及利用最少之元件，製作出本發明第一實施例之第一應用例，單變壓器之直流-交流(DC-AC)逆變電路之示意圖，如第1(a)-1(b)圖所示，為一具軟切換之低輸入電流漣波(soft-switching low input current ripple)之電力逆變電路及其驅動信號時序圖。為將兩對相差180度的驅動控制信號，D,50%,50%,D的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四 開關Q4之控制信號。
該逆變電路之基本架構，包含兩組串聯電路，兩個嵌位二極體及一個耦合電容。
該第一組串聯電路，包括一第一開關Q1，一第二開關Q2，與一變壓器第一初級繞組P1依序串接，該第一開關之上端點與該第一初級繞組P1之打點端子分別與輸入直流電源Vin之正端子與負端子連接；而第二組串聯電路，包括一變壓器第二初級繞組P2，一第三開關Q3，與一第四開關Q4依序串接，該第二初級繞組P2之打點端子與第四開關之下端點分別與輸入直流電源Vin之正端子與負端子連接。
一耦合電容C1，將兩組串聯電路耦合在一起，分別跨接第一初級繞組P1之非打點端子與第二初級繞組P2之非打點端子。 因為該第一初級繞組及第二初級繞組具有相同之繞圈數，且極性相反，電容C1之平均電壓等於直流電壓源Vin。
一脈寬調變(PWM)的控制器，產生兩對相差180度的驅動控制信號，每一驅動信號對包括一具脈寬調變(D)及一接近50%工作週期之兩驅動信號。第一對驅動信號用來控制該第一開關Q1及該第二開關Q2，第二對驅動信號用來控制第三開關Q3及該第四開關Q4。
該第一嵌位二極體D1之陽極與陰極，得與該第一初級繞組P1之打點端子與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點分別連接；該第二嵌位二極體D4之陽極與陰極，得與該第三開關Q3及該第 四開關Q4之中點，與該第二初級繞組P2之打點端子分別連接。在開關Q1或Q4截止時，因第一嵌位二極體D1或第二嵌位二極體D4導通，故分別被嵌位於輸入電壓。
至少包括一次級繞組S1，與該第一初級繞組P1與該第二初級繞組P2，透過磁耦合，提供交流電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
藉助變壓器激磁電感與漏感(或外加電感)與半導體開關元件之雜散電容，在該逆變電路工作於死區時間(dead time)，以諧振的方式進行能量交換，半導體開關得以實現零電壓交換，以降低交換損失。
進而，因再藉由巧妙地電路配置，半導體開關在導通瞬間的跨壓，得以降至先前技藝電路的一半，即輸入電壓的一半。若工作於零電壓交換範圍，僅需要較少的能量轉移，或工作於失去零電壓交換的輕載下，能減少開關導通瞬間的交換損失，提高(尤其是輕載)的效率。
請參閱第1(c)圖所示，係本發明第一個實施例之第二應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，將第1(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括該第二初級繞組P2與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括該第一初級繞組P1與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
請參閱第2(a)-2(b)圖所示，係本發明第一個實施例之第三應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變 電路示意圖，將兩對相差180度的驅動控制信號，50%,D,D,50%的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q4之控制信號。
同時，該第一嵌位二極體D2之陽極與陰極，得與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點與該第二初級繞組P2之非打點端子分別連接；該第二嵌位二極體D3之陽極與陰極，得與該第一初級繞組P1之非打點端子與該第三開關Q3及該第四開關Q4之中點分別連接。在開關Q2或Q3截止時，因第一嵌位二極體D2或第二嵌位二極體D3導通，故分別被嵌位於耦合電容C1之跨壓(即輸入電壓)。
請參閱第2(c)圖所示，係本發明第一個實施例之第四應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，為將第2(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括該第二初級繞組P2與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括該第一初級繞組P1與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
請參閱第3(a)-3(b)圖所示，係本發明第一個實施例之第五應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，將兩對相差180度的驅動控制信號，D,50%,D,50%的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q4之控制信號。
同時，該第一嵌位二極體D1之陽極與陰極，得與該第 一初級繞組P1之打點端子與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點分別連接；該第二嵌位二極體D3之陽極與陰極，得與該第一初級繞組P1之非打點端子與該第三開關Q3及該第四開關Q4之中點分別連接。在開關Q1或Q3截止時，因第一嵌位二極體D1或第二嵌位二極體D3導通，故分別被嵌位於輸入電壓或耦合電容C1之跨壓(即輸入電壓)。
請參閱第3(c)圖所示，係本發明第一個實施例之第六應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，為將第3(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括該第二初級繞組P2與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括該第一初級繞組P1與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
請參閱第4(a)-4(b)圖所示，係本發明第一個實施例之第七應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，將兩對相差180度的驅動控制信號，50%,D,50%,D的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q4之控制信號。
同時，該第一嵌位二極體D2之陽極與陰極，得與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點與該第二初級繞組P2之非打點端子分別連接；該第二嵌位二極體D4之陽極與陰極，得與該第三開關Q3及該第四開關Q4之中點與該二初級繞組P2之打點端子分別連 接。在開關Q2或Q4截止時，因第一嵌位二極體D2或第二嵌位二極體D4導通，故分別被嵌位於耦合電容C1之跨壓(即輸入電壓)或輸入電壓。
請參閱第4(c)圖所示，係本發明第一個實施例之第八應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，為將第4(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括該第二初級繞組P2與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括該第一初級繞組P1與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
雖然，第1圖-第4圖所揭露者係為分別操作於不同的控制信號，不同的嵌位機制和不同的輸出功率，使用單變壓器或雙變壓器之八個應用例之電路，但應具有相同的工作原理。據此，茲僅以該第1(a)圖之應用例說明其工作原理。
請參閱第5(a)-5(f)圖所示，分別為實現第1(a)圖的逆變電路在穩態工作不同時區間的等效電路。本發明第一實施例逆變電路在一工作週期有六個工作階段。
請參閱第5(a)圖所示，控制器所產生的驅動信號同時導通Q1和Q2。因此，電壓源Vin提供變壓器的第一初級繞組P1的電壓。同時，耦合電容C1上的電壓提供變壓器的第二初級繞組P2的電壓。此一時區間，耦合電容C1處於放電狀態。
請參閱第5(b)圖所示，此一時區間，控制器所產生的脈寬調 變信號，將Q1關斷，但維持Q2導通，耦合電容C1將被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。Q1跨壓將上升，當電壓位準高於輸入電壓，第一嵌位二極體D1因獲得順向偏壓而導通。因此，變壓器的第一初級繞組P1被短路。該第一初級繞組及第二初級繞組具有相同之繞圈數。由於變壓器的第一初級繞組的電壓與第二初級繞組的電壓極性相反，互相抵消。因此耦合電容C1上的平均電壓等於輸入電壓。檢視Vin(+)-Q1-Q2-C1-Q3-Q4-Vin(-)的回路，因VQ1=VC1=Vin，且VQ2=0，VQ3+VQ4=Vin，導致Q3與Q4的跨壓，在此一時區間將同時下降為Vin/2。
請參閱第5(c)圖所示，此一時區間即為死時區間。耦合電容C1保持被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。控制器所提供的50%脈寬信號結束，造成Q2關斷。Q2跨壓將上升，導致Q3與Q4將下降，若有適當的死時區間及足夠的能量轉移，Q3與Q4將實現零電壓交換。
請參閱第5(d)圖所示，控制器所產生的驅動信號同時導通Q3和Q4。因此，電壓源Vin提供變壓器的第二初級繞組P2的電壓。同時，耦合電容C1上的電壓提供變壓器的第一初級繞組P1的電壓。此一時區間，耦合電容C1處於放電狀態。
請參閱第5(e)圖所示，此一時區間，控制器所產生的脈寬調變信號，將Q4關斷，但維持Q3導通，耦合電容C1將被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。Q4跨壓將上升，當電壓位準高於輸入電壓，第二嵌位二極體D4因獲得順向偏壓而導通。因此，變壓器的第二初級繞組P2被短路。該第一初級繞組，第二初級繞組，第三初級繞組及第四初級繞組具有相同之繞圈數，由於變壓器的第一初級繞組的電壓與第二初級繞組的電壓 極性相反，互相抵消。因此耦合電容C1上的平均電壓等於輸入電壓。檢視Vin(+)-Q1-Q2-C1-Q3-Q4-Vin(-)的回路，因VQ4=VC1=Vin，且VQ3=0，VQ1+VQ2=Vin，導致Q1-Q2的跨壓，在此一時區間將同時下降為Vin/2。
請參閱第5(f)圖所示，此一時區間即為死時區間，耦合電容C1保持被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。控制器所提供的50%脈寬信號結束，造成Q3關斷。Q3跨壓將上升，導致Q1與Q2將下降，若有適當的死時區間及足夠的能量轉移，Q1和Q2將實現零電壓交換。
請參閱第6圖及第7圖所示，為本發明第一實施例逆變電路藉助電腦軟體Simplis模擬，分別為重載操作實現零電壓，及輕載下失去零電壓之主要電路關鍵波形。如圖所示，在輕載工作下，雖然無法實現零電壓交換，但各開關在導通瞬間的跨壓均下降為輸入電壓的一半，交換損失因而減少，可因此改善輕載的效率。
第8(a)-8(b)圖係本發明第二個實施例之第一應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖。將兩對相差180度的驅動控制信號，D,50%,50%,D的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q4之控制信號。
該逆變電路之基本架構，包含兩組串聯電路，兩個嵌位二極體及兩個耦合電容。
該第一組串聯電路，包括一變壓器之第一初級繞組P1，一第一開關Q1，一第二開關Q2，與一變壓器之第二初級繞組P2依序串接，第一初級繞組P1之非打點端子與該第二初級繞組P2之打 點端子分別與輸入直流電源Vin之正端子與負端子連接；而第二組串聯電路，包括一變壓器之第三初級繞組P3，一第三開關Q3，一第四開關Q4與一變壓器之第四初級繞組P4依序串接，該第三初級繞組P3之打點端子與第四初級繞組P4之非打點端子分別與輸入直流電源Vin之正端子與負端子連接。
該第一耦合電容C1，將兩組串聯電路耦合在一起，分別跨接第一初級繞組P1之打點端子與第四初級繞組P4之打點端子；該第二耦合電容C2，將兩組串聯電路耦合在一起，分別跨接第三初級繞組P3之非打點端子與第二初級繞組P2之非打點端子。該第一初級繞組，第二初級繞組，第三初級繞組及第四初級繞組具有相同之繞圈數，P1與P4及P2與P3之極性相反，電容C1與C2之平均跨壓等於直流電壓源Vin。
該第一嵌位二極體D1之陽極與陰極，得與該第一耦合電容C1之右端子與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點分別連接；該第二嵌位二極體D3之陽極與陰極，得與該第三開關Q3及該第四開關Q3之中點，與該耦合電容C1之左端子分別連接。在開關Q1或Q4截止時，因第一嵌位二極體D1或第二嵌位二極體D3導通，故分別被嵌位於第一耦合電容C1之跨壓(即輸入電壓)。
至少包括一次級繞組S1，與該第一初級繞組P1，第二初級繞組P2，繞在同一變壓器T1，透過磁性耦合方式，產生一個交流電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
藉助變壓器激磁電感與漏感(或外加電感)與半導體開關元 件之雜散電容，在該逆變電路工作於死區時間(dead time)，以諧振的方式進行能量交換，半導體開關得以實現零電壓交換，以降低交換損失。
進而，因再藉由巧妙地電路配置，半導體開關在導通瞬間的跨壓，得以降至先前技藝電路的一半，即輸入電壓的一半。若工作於零電壓交換範圍，僅需要較少的能量轉移，或工作於失去零電壓交換的輕載下，能減少開關導通瞬間的交換損失，提高(尤其是輕載)的效率。
請參閱第8(c)圖所示，係本發明第二個實施例之第二應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，將第8(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括第二初級繞組P2，第三初級繞組P3與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括第一初級繞組P1，第四初級繞組P4與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
請參閱第9(a)-9(b)圖所示，係本發明第二個實施例之第三應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，兩對相差180度的驅動控制信號，50%,D,D,50%的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q3之控制信號。
同時，該第一嵌位二極體D4之陽極與陰極，得與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點與該第二耦合電容C2之右端子分別連接；該第二嵌位二極體D2之陽極與陰極，得與該第二耦合電容 C2之左端子與該第三開關Q3及該第四開關Q3之中點分別連接。在開關Q2或Q3截止時，因第一嵌位二極體D4或第二嵌位二極體D2導通，故分別被嵌位於第二耦合電容C2之跨壓(即輸入電壓)。
請參閱第9(c)圖所示，係本發明第二個實施例之第四應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，為將第9(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括第二初級繞組P2，第三初級繞組P3與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括第一初級繞組P1，第四初級繞組P4與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
請參閱第10(a)-10(b)圖所示，係本發明第二個實施例之第五應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，兩對相差180度的驅動控制信號，D,50%,D,50%的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q4之控制信號。
該第一嵌位二極體D1之陽極與陰極，得與第一耦合電容C1右端子與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點分別連接；該第二嵌位二極體D2之陽極與陰極，得與該第二耦合電容C2左端子與該第三開關Q3及該第四開關Q3之中點分別連接。在開關Q1或Q3截止時，因第一嵌位二極體D1或第二嵌位二極體D2導通，故分別被嵌位於電容C1或電容C2之跨壓(即輸入電壓)。
請參閱第10(c)圖所示，係本發明第二個實施例之第六應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，為將第10(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率，其中，變壓器T1包括第二初級繞組P2，第三初級繞組P3與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括第一初級繞組P1，第四初級繞組P4與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
請參閱11(a)-11(b)圖所示，係本發明第二個實施例之第七應用例及其驅動信號時序圖，具單變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，兩對相差180度的驅動控制信號，50%,D,50%,D的驅動信號分別提供該第一開關Q1，該第二開關Q2，該第三開關Q3，該第四開關Q3之控制信號。
該第一嵌位二極體D4之陽極與陰極，得與該第一開關Q1及該第二開關Q2之中點與該電容C2之右端子分別連接；該第二嵌位二極體D3之陽極與陰極，得與該第三開關Q3及該第四開關Q3之中點與該電容C1之左端子分別連接。在開關Q2或Q4截止時，因第一嵌位二極體D4或第二嵌位二極體D3導通，故分別被嵌位於電容C2或電容C1之跨壓(即輸入電壓)。
請參閱第11(c)圖所示，係本發明第二個實施例之第八應用例，具雙變壓器之軟切換直流-交流(DC-AC)逆變電路示意圖，為將第4(a)圖逆變電路之單一變壓器，使用兩個變壓器T1和T2取代，以提高輸出功率， 其中，變壓器T1包括第二初級繞組P2，第三初級繞組P3與至少一第一次級繞組S1，變壓器T2包括第一初級繞組P1，第四初級繞組P4與至少一第二次級繞組S2，該第一次級繞組S1及該第二次級繞組S2，得以併聯或串聯，產生所需的交流輸出電壓。若需要一個直流輸出電壓，必須在次級側額外加設整流和濾波電路(圖中未示)。
雖然，第8圖-第11圖所揭露者係為分別操作於不同的控制信號，不同的嵌位機制和不同的輸出功率，使用單變壓器或雙變壓器之八個應用例之電路，但應具有相同的工作原理。據此，茲僅以該第8(a)圖之應用例說明其工作原理。
請參閱第12(a)-12(f)圖所示，分別為實現第8(a)圖的逆變電路在穩態工作不同時區間的等效電路。本發明第一實施例逆變電路在一工作週期有六個工作階段。
請參閱第12(a)圖所示，控制器所產生的驅動信號同時導通Q1和Q2。電壓源Vin提供變壓器的第一初級繞組P1與第二初級繞組P2的電壓。同時，耦合電容C1上的電壓提供變壓器的第二初級繞組P2與第四初級繞組P4的電壓。耦合電容C2上的電壓提供變壓器的第三初級繞組P3與第一初級繞組P1的電壓。此一時區間，電容C1與電容C2處於放電狀態。
請參閱第12(b)圖所示，此一時區間，控制器所產生的脈寬調變信號，將Q1關斷，但維持Q2導通，電容C1與電容C2將被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。Q1跨壓將上升，當電壓位準高於輸入電壓，第一嵌位二極體D1因獲得順向偏壓而導通。變壓器一次側繞組P1與P4及P2與P3之極性相反，電容C1與C2之平均跨壓等於直流電壓源Vin。 VC1(+)-Q1-Q2-VC2-Q3-Q4-VC1(-)的回路，因VQ1=Vin=VC1，且VQ2=0，VQ3+VQ4=Vin，導致Q3與Q4的跨壓，在此一時區間將同時下降為Vin/2。
請參閱第12(c)圖所示，此一時區間即為死時區間。電容C1與電容C2保持被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。控制器所提供的50%脈寬信號結束，造成Q2關斷。Q2跨壓將上升，導致Q3與Q4將下降，若有適當的死時區間及足夠的能量轉移，Q3與Q4可實現零電壓交換。
請參閱第12(d)圖所示，控制器所產生的驅動信號同時導通Q3和Q4。電壓源Vin提供變壓器的第三初級繞組P3與第四初級繞組P4的電壓。同時，耦合電容C1上的電壓提供變壓器的第一初級繞組P1與第三初級繞組P3的電壓。耦合電容C2上的電壓提供變壓器的第四初級繞組P4與第二初級繞組P2的電壓。此一時區間，電容C1與電容C2處於放電狀態。
請參閱第12(e)圖所示，此一時區間，控制器所產生的脈寬調變信號，將Q4關斷，但維持Q3導通，電容C1與電容C2將被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。Q4跨壓將上升，當電壓位準高於輸入電壓，第二嵌位二極體D3因獲得順向偏壓而導通。變壓器一次側繞組P1與P4及P2與P3之極性相反，電容C1與C2之平均跨壓等於直流電壓源Vin。 VC1(+)-Q1-Q2-VC2-Q3-Q4-VC1(-)的回路，因VQ4=Vin=VC1，且VQ3=0，VQ1+VQ2=Vin，導致Q1與Q2的跨壓，在此一時區間將同時下降為Vin/2。
請參閱第12(f)圖所示，此一時區間即為死時區間，電容C1與電容C2保持被電壓源Vin及儲存於漏感的能量進行充電。控制器所提供的 50%脈寬信號結束，造成Q3關斷。Q3跨壓將上升，導致Q1與Q2將下降，若有適當的死時區間及足夠的能量轉移，Q1和Q2可實現零電壓交換。
請參閱第13圖及第14圖所示，為本發明第二實施例逆變電路藉助電腦軟體Simplis模擬，分別為重載操作實現零電壓，及輕載下失去零電壓之主要電路關鍵波形。如圖所示，在輕載工作下，雖然無法實現零電壓交換，但各開關在導通瞬間的跨壓均下降為輸入電壓的一半，交換損失因而減少，可因此改善輕載的效率。
以上所述，僅係本發明之若干實施例，以Mosfet圖示代表半導體開關元件。惟，在實施本發明時，並不侷限於此。故任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之前述等效變化或修飾，亦可依據實際需要，以其它新開發或等效功能元件或等效之驅動信號控制方式，實現本專利電路揭露之功能，皆應被涵蓋在以下本案之申請專利範圍中。
C1‧‧‧耦合電容器1
C2‧‧‧耦合電容器2
T1‧‧‧第一個變壓器
T2‧‧‧第二個變壓器
P1‧‧‧變壓器初級繞組1
P2‧‧‧變壓器初級繞組2
P3‧‧‧變壓器初級繞組3
P4‧‧‧變壓器初級繞組4
S1‧‧‧變壓器次級繞組1
S2‧‧‧變壓器次級繞組2
S3‧‧‧變壓器次級繞組3
S4‧‧‧變壓器次級繞組4
Q1‧‧‧半導體開關1
Q2‧‧‧半導體開關2
Q3‧‧‧半導體開關3
Q4‧‧‧半導體開關4
D1‧‧‧嵌位二極體1
D2‧‧‧嵌位二極體2
Co‧‧‧輸出濾波電容器

Claims (16)

  1. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至輸入電源的負端點與該第一串聯電路之第三端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第四端點與該輸入電源的正端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組與該第二初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  2. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的 接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至輸入電源的負端點與該第一串聯電路之第三端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第四端點與該輸入電源的正端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組與至少一次級繞組繞在一第一變壓器，該第一初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  3. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之該第二端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之該第一端點與第二串聯電路之第四端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組與該第二初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  4. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開 關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之該第二端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之該第一端點與第二串聯電路之第四端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組與至少一次級繞組繞在一第一變壓器，該第一初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  5. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至輸入電源的負端點與該第一串聯電路之第三端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二 極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之該第一端點與第二串聯電路之第四端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組與該第二初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  6. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至輸入電源的負端點與該第一串聯電路之第三端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之該第一端點與第二串聯電路之第四端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組與至少一次級繞組繞在一第一變壓器，該第一初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  7. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接； 至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之該第二端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第四端點與該輸入電源的正端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組與該第二初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  8. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一開關，一第二開關，與一第一初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第二初級繞組，一第三開關，與一第四開關依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第二開關與該第一初級繞組的接點，該第二端點為該第二初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之該第二端點，該第三端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第四端點與該輸入電源的正端點，該第四端點為該第三開關與該第四開關的接點； 該第二初級繞組與至少一次級繞組繞在一第一變壓器，該第一初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  9. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之該第二端點與該第一串聯電路之第五端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第六端點與該第一串聯電路之該第一端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組、該第二初級繞組、該第三初級繞組、該第四初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  10. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接； 至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之該第二端點與該第一串聯電路之第五端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第六端點與該第一串聯電路之該第一端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組、該第三初級繞組與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器，該第一初級繞組、該第四初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  11. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的 接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之第五端點與該第二串聯電路之該第四端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之該第三端點與該第二串聯電路之第六端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組、該第二初級繞組、該第三初級繞組、該第四初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  12. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之第五端點與該第二串聯電路之該第四端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之該第三端點與該第二串聯電路之第六端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組、該第三初級繞組與至少一次級繞組，繞在一第一變壓 器，該第一初級繞組、該第四初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  13. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之該第二端點與該第一串聯電路之第五端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之該第三端點與該第二串聯電路之第六端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組、該第二初級繞組、該第三初級繞組、該第四初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  14. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接； 至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之該第二端點與該第一串聯電路之第五端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之該第三端點與該第二串聯電路之第六端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組、該第三初級繞組與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器，該第一初級繞組、該第四初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
  15. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的 接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之第五端點與該第二串聯電路之該第四端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第六端點與該第一串聯電路之該第一端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第一初級繞組、該第二初級繞組、該第三初級繞組、該第四初級繞組，與至少一次級繞組，繞在一第一變壓器。
  16. 一具軟切換且能降低輸入電流漣波的電力逆變電路，該電路係並聯至一輸入端，用以將該輸入端提供之一直流電源轉換成一交流電壓，且包括：一第一串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第一初級繞組，一第一開關，一第二開關，與一第二初級繞組依序串接；一第二串聯電路與輸入直流電源並聯，包括一第三初級繞組，一第三開關，一第四開關，與一第四初級繞組依序串接；至少一第一次級繞組，其中該些初級繞組與該些次級繞組，透過磁耦合，提供所述之交流電壓；一第一電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第一端點與第二串聯電路之第二端點，該第一端點為該第一初級繞組與該第一開關的接點，該第二端點為該第四開關與該第四初級繞組的接點；一第二電容的兩端點分別連接在第一串聯電路之第三端點與第二串聯電路之第四端點，該第三端點為該第二開關與該第二初級繞組的接點，該第四端點為該第三初級繞組與該第三開關的接點；一第一嵌位二極體及一第二嵌位二極體，該第一嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第一串聯電路之第五端點與該第二串聯電路之該第四端點，該第五端點為該第一開關與該第二開關的接點，該第二嵌位二極體的陽極與陰極分別連接至該第二串聯電路之第六端點與該第一串聯電路之該第一端點，該第六端點為該第三開關與該第四開關的接點；該第二初級繞組、該第三初級繞組與至少一次級繞組，繞在一第一變壓 器，該第一初級繞組、該第四初級繞組與至少另一次級繞組，繞在一第二變壓器。
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