TWI765774B - 電功率轉換器中的大容量電容器加熱電路 - Google Patents

電功率轉換器中的大容量電容器加熱電路 Download PDF

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Abstract

一種電功率轉換器，包括具有大容量電容器的電力電路；耦合至電力電路的用於加熱大容量電容器的輔助電路；及耦合至輔助電路的控制電路。輔助電路包括開關裝置。控制電路用以產生控制信號，用於控制開關裝置，以允許大容量電容器放電及充電，從而導致與大容量電容器相關聯的溫度升高，且與大容量電容器相關聯的等效串聯電阻的值減小。亦揭示了其他實例輔助電路及電功率轉換器。

Description

電功率轉換器中的大容量電容器加熱電路
本發明係關於電功率轉換器中的大容量電容器加熱電路。
這個部分提供與本發明相關的背景資訊，這些資訊不一定係先前技術。
電功率轉換器將輸入電壓及電流轉換成輸出電壓及電流。功率轉換器通常包括定位於轉換器輸入及/或輸出附近的一或多個大容量電容器。大容量電容器通常用於防止由例如負載瞬變、輸入功率瞬變等引起的重大電壓偏差。
這個部分提供了本發明的一般摘要，並非對其全部範疇或所有特徵的全面揭示內容。
根據本發明的一個態樣，電功率轉換器包括具有大容量電容器的電力電路、耦合至電力電路的用於加熱大容量電容器的輔助電路、及耦合至輔助電路的控制電路。輔助電路包括開關裝置。控制電路用以產生控制信號，用於控制開關裝置以允許大容量電容器放電及充電，從而導致與大容量電容器相關聯的溫度升高，且與大容量電容器相關聯的等效串聯電阻的值減小。
從本文提供的描述中，適用性的進一步態樣及領域將變得顯而易見。應理解，本發明的各個態樣可單獨實施，或可結合一或多個其他態樣來實施。亦應理解，本文中的描述及具體實例僅用於說明性目的，並不旨在限制本發明的範疇。
提供實例性實施例使得本發明將係徹底的，且將向熟習此項技術者充分傳達其範疇。闡述了許多具體細節，諸如特定組件、裝置、及方法的實例，以提供對本發明實施例的透徹理解。對熟習此項技術者顯而易見地，不需要採用特定細節，實例實施例可以許多不同形式體現，且均不應被解釋為限制本發明的範疇。在一些實例實施例中，未詳細描述公知製程、公知裝置結構、及公知技術。
本文中使用的術語僅用於描述特定實例實施例，並不旨在作為限制性的。如本文所使用的，單數形式「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」亦可旨在包括複數形式，除非上下文另有明確指示。術語「包含(comprises)」、「包含(comprising)」、「包括(including)」、及「具有(having)」係包容性的，且因此規定了所述特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其組的存在或添加。除非明確識別為執行次序，否則不應將本文所描述的方法步驟、製程、及操作解釋為必然要求它們以所討論或說明的特定次序執行。亦應理解，可採用額外或替代步驟。
儘管本文中的術語第一、第二、第三等可用於描述各種元件、組件、區域、層及/或部分，但這些元件、組件、區域、層及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於區分一個元件、組件、區域、層或部分與另一區域、層或部分。除非上下文明確指出，否則本文中使用的術語（諸如「第一」、「第二」及其他數位術語）並不意味著順序或次序。因此，下面討論的第一元件、組件、區域、層或部分可稱為第二元件、組件、區域、層或部分，而不脫離實例實施例的教導。
為了方便用於描述如諸圖中圖示的一個元件或特徵與另一(多個)元件或(多個)特徵的關係的描述，在本文中可使用空間相對術語，諸如「內部」、「外部」、「在……下面」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」及類似者。空間相對術語意欲涵蓋除了諸圖中所描繪的定向以外的裝置在使用或操作時的不同定向。舉例而言，若諸圖中的裝置被翻轉，則被描述為在其他元件或特徵「之下」或「下面」的元件將被定向為在其他元件或特徵「之上」。因此，實例術語「在……之下」可涵蓋之上及之下的定向。裝置可另外定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對描述符可類似地加以相應解釋。
現在將參考附圖更全面地描述實例實施例。
根據本發明的一個實例實施例的電功率轉換器如第1圖中所示，且通常由參考號100表示。如第1圖中所示，電功率轉換器100包括電力電路102、輔助電路104、及控制電路106。電力電路102包括大容量電容器108。輔助電路104耦合至電力電路102，用於加熱大容量電容器108。如圖中所示，輔助電路104包括開關裝置110。控制電路106耦合至輔助電路104。控制電路106用以產生控制信號112，用於控制開關裝置110以允許大容量電容器108放電及充電，從而導致與電容器108相關聯的溫度升高，且與大容量電容器108相關聯的等效串聯電阻(equivalent series resistance，ESR)的值減小。
電解電容器（諸如大容量電容器108）通常包括幾個元件。舉例而言，第2圖示出了第1圖的大容量電容器108的等效電路。如圖所示，大容量電容器108包括電容C、與電容C並聯的電阻R、ESR 220、及等效串聯電感(equivalent series inductance，ESL) 222。電阻R表示大容量電容器的介電質的絕緣電阻。ESR 220及ESL 222與電容C及電阻R串聯，且分別表示大容量電容器108中的組合電阻及電感元件。
在一些實例中，本文揭示的大容量電容器108及/或其他大容量電容器中的任意一者可具有大電容（例如，第2圖的電容C）。電容器108的大小可幫助減小功率轉換器100中的電壓偏差。舉例而言，電壓偏差通常隨著電容的增大而減小。因此，本文揭示的大容量電容器108及/或其他大容量電容器中的任意一者可具有例如在100 μF至大於1 mF之間範圍內的電容。
與大容量電容器108相關聯的ESR（例如，第2圖的ESR 220）可與溫度有關。舉例而言，當大容量電容器108周圍的環境溫度降低（或升高）時，其ESR的值可增大（或減小）。例如，在低溫環境中（例如，-25攝氏度之下、-25攝氏度及20攝氏度之間、20攝氏度之上的溫度等），當功率轉換器100起動且大容量電容器108周圍的環境溫度升高時，電容器的ESR可隨時間顯著改變。在這種實例中，隨著大容量電容器108周圍的環境溫度升高，電容器的ESR可改變十倍。在一些實例中，大容量電容器108在-40攝氏度下的阻抗比可比在20攝氏度下高十倍以上。
當功率轉換器100在低溫環境中起動時，增大的ESR可對功率轉換器100的運行產生不利影響。舉例而言，當功率轉換器100在低溫環境中起動時，由於（至少部分地）增大的ESR，轉換器100可在大容量電容器108處經歷大漣波電壓。這可例如在大容量電容器108耦合在功率轉換器100的輸出（例如，輸出大容量電容器）處時發生。在一些情況下，大漣波電壓可導致輸出電壓調節精度惡化、過電壓保護電路系統觸發、控制迴路不穩定性等。在其他實例中，增大的ESR可在大容量電容器108上引起高頻雜訊，其可在例如大容量電容器108耦合在功率轉換器10的輸入（例如，輸入大容量電容器）處時降低濾波效率。
然而，可藉由迫使電容器108充電及放電來減小大容量電容器108的ESR值。舉例而言，電容器108的充電/放電可啟動大容量電容器108中的電解質，導致與電容器108相關聯的溫度隨時間升高。這個溫度改變可基於例如充電/放電的頻率。作為溫度升高的結果，電容器108的ESR值可減小至適合的位準。由於減小的ESR值，電容器108上的漣波電壓、雜訊等可最小化。
在第1圖的實例中，輔助電路的開關裝置110可耦合至大容量電容器108以迫使其充電及放電。在這種實例中，可基於開關裝置110的狀態對大容量電容器108進行充電及放電。因此，當開關裝置110打開及關閉時（由於產生的控制信號112），大容量電容器108可充電及放電（例如，作為電壓源）。舉例而言，大容量電容器108可在開關裝置110關時（例如，處於其打開狀態）充電，且在開關裝置110開時（例如，處於其關閉狀態）釋放其儲存的能量。因此，當開關裝置110關時，大容量電容器108可接收充電電流，且當開關裝置110開時，大容量電容器108可提供放電電流。在這種實例中，電容器108可在開關裝置110的每個開關週期中充電及放電一次。
在一些實例中，可啟動輔助電路104，以基於功率轉換器100的參數起動用於加熱（例如，預熱）電容器108的充電/放電過程。舉例而言，當功率轉換器100在低溫環境中通電時，控制電路106可回應於功率轉換器100接收到輸入功率而產生用於控制開關裝置110的控制信號112。例如，控制電路106可感測功率轉換器100的參數（例如，輸入電流、輸入電壓等），且回應於感測的參數開始產生控制信號112。在這種實例中，大容量電容器108可最初用輸入功率充電。
回應於大容量電容器108的參數超過界定臨限值，控制電路106可停止產生用於控制開關裝置110的控制信號112。在這種實例中，開關裝置110可被關閉，且輔助電路104可被停用以停止用於加熱電容器108的充電/放電過程。舉例而言，ESR與與電容器108相關聯的溫度之間的關係可係已知的。在這種實例中，控制電路106可感測與電容器108相關聯的溫度，且在溫度升高至界定值（例如，10攝氏度、20攝氏度、30攝氏度等）之上時停止產生控制信號112。在這種實例中，可基於與電容器108相關聯的期望ESR來判定所界定的溫度。在其他實例中，控制電路106可判定電容器的ESR值（例如，基於感測電流），且在ESR值降至（例如，超過）界定值（例如，0.1 ohms、0.09 ohms等）之下時停止產生控制信號112。在其他實例中，當大容量電容器108的充電及/或放電數目超過界定臨限值時，控制電路106可停止產生控制信號112。
大容量電容器108可在功率轉換器100進入起動期之前經加熱（例如，預熱）。因此，當功率轉換器100在低溫環境下通電時，可加熱電容器108以在功率轉換器100進入起動期（例如，轉換器的有效電容經充電以允許轉換器提供所需的調節輸出電壓的有效時間段）之前將電容器的ESR減小至所需值。在其他實例中，加熱過程可係起動過程的一部分（例如，起動過程的初始部分）。一旦電容器108被加熱至所需溫度（例如，其ESR減小至所需值），功率轉換器100可進入、繼續其起動過程等。
提供至開關裝置110的控制信號112可具有任何適合的頻率。頻率可係固定的或可變的。舉例而言，控制信號112可具有設定頻率或變化頻率。在控制信號112具有變化頻率的實例中，控制電路106可提供變頻調變(variable­frequency modulation，VFM)控制。頻率可具有適合的值（例如，範圍自10 kHz至1 MHz），以確保大容量電容器108的高頻充電/放電。因此，大容量電容器108可被充電/放電期望次數，以便與電容器108相關聯的溫度達到期望值。
此外，控制信號112可具有固定或可變的工作週期。舉例而言，開關裝置110的開時間（例如，電容器108的放電時間）及開關裝置110的關時間（例如，電容器108的充電時間）可係固定的。在這種實例中，基於開關裝置110的狀態提供至電容器108的充電電流及由電容器108提供的放電電流對於各個充電/放電週期可基本一致。在其他實例中，工作週期可變化。在這種實例中，控制信號可係脈寬調變(pulse width modulated，PWM)信號。
控制信號112（且因此開關裝置110）的開時間及關時間以及充電電流及放電電流可基於各種參數判定，以確保電容器108在輸出電壓建立之前充分加熱。舉例而言，參數可包括電容器108的充電容量、功率起動時間（例如，自接收到輸入電壓至建立輸出電壓的時間）等。
在一些實例中，第1圖的輔助電路104除了開關裝置110之外亦可包括一或多個組件。舉例而言，第3圖示出了功率轉換器300，功率轉換器300包括具有大容量電容器C1的電力電路302、及具有開關裝置、電感裝置、及二極體（例如，整流二極體）D7的輔助電路304。在一些實例中，電感裝置（例如，變壓器、耦合電感器等）可係實體小的裝置，只要其提供隔離。
在第3圖的特定實例中，開關裝置顯示為MOSFET Q4，且電感裝置顯示為變壓器TX1。在其他實例中，可採用其他適合的開關裝置及/或電感裝置。輔助電路304可與第1圖的電力電路102及/或具有大容量電容器的另一其他適合電力電路一起採用。
在第3圖的實例中，輔助電路304的MOSFET Q4、變壓器TX1及二極體D7配置在返馳變換器拓撲中。更具體而言，輔助電路304具有開迴路返馳轉換器拓撲。因此，在第3圖的實例中，輔助電路304的MOSFET Q4在沒有回饋的情況下被控制。
如圖中所示，變壓器TX1的一次繞組P1耦合在大容量電容器C1與MOSFET Q4之間。具體地，在第3圖的實例中，一次繞組P1耦合至MOSFET Q4的汲極端子。MOSFET Q4的源極端子耦合至參考電壓（例如，接地）。如圖中所示，二極體D7耦合在變壓器TX1的二次繞組S1與大容量電容器C1之間。具體地，二次繞組S1耦合至二極體D7的陽極，且大容量電容器C1耦合至二極體D7的陰極。
在第3圖的特定實例中，大容量電容器C1及輔助電路304的組件耦合以確保電容器C1充電及放電。舉例而言，如第3圖中所示，當MOSFET Q4打開時，大容量電容器C1經耦合以作為電壓源放電至變壓器的一次繞組P1。在此期間，來自大容量電容器C1的電流經由一次繞組P1及MOSFET Q4放電至參考電壓。因此，一次繞組電流增大，且變壓器TX1儲存能量。
此外，且如第3圖中所示，當MOSFET Q4關閉時，變壓器TX1的二次繞組S1經耦合以對大容量電容器C1充電。舉例而言，當MOSFET Q4關閉時，儲存在變壓器一級繞組P1中的能量被傳輸至二次繞組S1。在此期間，二次繞組S1中的能量經放電，使得電流自二次繞組S1穿過二極體D7且流動至電容器C1，以對大容量電容器C1充電。
大容量電容器C1的充電/放電過程如第4圖至第6圖中所示。舉例而言，第4圖至第6圖分別示出了電容器電流I_C1、流動穿過MOSFET Q4的電流I_Q4、及流動穿過二極體D7的電流I_D7的圖形400、500、600。如圖中所示，圖形400、500、600包括與大容量電容器C1的充電及放電週期相對應的連續時間段T1、T2、T3。具體地，時間段T1對應於電容器C1的放電週期，時間段T2對應於電容器C1的後續充電週期，且時間段T3對應於電容器C1的另一放電週期。
舉例而言，MOSFET Q4在時間段T1期間係開的。在此期間，電容器C1釋放其儲存的能量，導致電流I_C1自電容器流出，如第4圖中所示。電容器電流流動穿過MOSFET Q4（及如上所述的一次繞組P1），如第5圖中時間段T1期間增大的電流I_Q4所示。在時間段T1期間，沒有電流流動穿過二極體D7，如第6圖中所示。
在時間段T2期間，MOSFET Q4關閉。因此，沒有電流流動穿過MOSFET Q4，如第5圖中所示。在時間段T2期間，二極體電流I_D7及電容器電流I_C1驟增，且接著隨著時間推移而減小（見第6圖及第7圖），因為儲存在變壓器TX1中的能量被釋放回電容器C1，如上文所述。因此，電容器C1在此時間段自儲存在變壓器TX1中的能量充電。
在時間段T3期間，MOSFET Q4再次打開，且大容量電容器C1再次經由一次繞組P1及MOSFET Q4放電，如上所述。如有必要，可重複大容量電容器C1的這個充電/放電過程。
MOSFET Q4可以任何適合的控制電路進行控制。在第3圖的特定實例中，功率轉換器300包括由用於控制MOSFET Q4的信號源V4表示的控制電路。在這種實例中，信號源V4可透過電阻器R3提供控制信號至MOSFET Q4的閘極端子。在一些實例中，由信號源V4提供的控制信號可具有任何適合的頻率及/或如上所述的固定或可變工作週期。
在一些實例中，可基於功率轉換器300的一或多個參數啟動及/或停用輔助電路304以起動及/或停止大容量電容器C1的充電/放電過程。舉例而言，可控制信號源V4以回應於功率轉換器300接收到如上所述的輸入功率而產生其控制信號。在這種實例中，大容量電容器108可首先用輸入功率充電，且接著在MOSFET Q4打開時放電。此外，可控制信號源V4以回應於大容量電容器108的參數超過（例如，增至之上及/或降至之下）界定臨限值而停止產生其控制信號。與大容量電容器108相關聯的參數可係，例如，溫度、ESR值、充電及/或放電的數目等。當信號源V4停止產生其控制信號時，MOSFET Q4保持關（例如，打開）且輔助電路304被停用。
此外，第3圖的功率轉換器300可包括用於將輸入電壓及電流轉換成輸出電壓及電流的一或多個組件。舉例而言，如第3圖中所示，電力電路302包括具有四個二極體D6、D8、D9、D10的可選整流電路314。在第3圖的實例中，二極體D6、D8、D9、D10以全橋組態配置，用於將來自AC電源V3的AC功率轉換成DC功率。在其他實例中，可採用另一適合的整流電路。儘管在第3圖中未示出，但電力電路302可另外包括一或多個電源切換裝置、電感器、電容器等。
在一些實例中，如上文所述，第3圖的輔助電路304可包括另一適合的電感裝置。舉例而言，第7圖示出了包括第3圖的電力電路302及控制電路（例如，信號源V4）的功率轉換器700、及包括第3圖的MOSFET Q4及二極體D7的輔助電路704、以及耦合電感器CI。輔助電路704的功能與第3圖的輔助電路304類似，用於加熱電力電路302中的大容量電容器C1。舉例而言，當MOSFET Q4開時，大容量電容器C1可作為電壓源放電至耦合電感器的繞組W1，且當MOSFET Q4關時，自耦合電感器的繞組W2（且穿過二極體D7）流出的電流充電。
在其他實例中，本文揭示的輔助電路的任意一者可包括用於抑制電壓突波的緩衝電路。舉例而言，第8圖示出了輔助電路804，輔助電路804可與本文揭示的電力電路、及/或另一適合的電力電路中的任意一者一起採用。第8圖的輔助電路804基本上類似於第3圖的輔助電路304，但包括耦合在變壓器TX1的一次繞組P1上的緩衝電路840。如圖中所示，緩衝電路840包括電容器C2、電阻器R2、及二極體D2。電容器C2及電阻器R2並聯耦合，且二極體D2在電容器C2及電阻器R2的並聯組合與一次繞組P1之間耦合。在第8圖的實例中，電容器C2可吸收例如由MOSFET Q4改變狀態引起的電壓突波產生的能量。
此外，本文揭示的輔助電路中的任意一者可用於具有至少一個大容量電容器的任何適合的電功率轉換器（例如，切換式電源轉換器）。舉例而言，輔助電路可與具有不同轉換器拓撲（諸如降壓、升壓、降升等）的電力電路一起使用，用於提供AC/DC、DC/AC及/或DC/DC功率轉換。在一些實例中，電力電路的升壓拓撲可包括PFC電路系統。舉例而言，第9圖至第11圖示出了電功率轉換器900、1000、1100，包括具有不同升壓PFC拓撲的電力電路902、1002、1102；第3圖的輔助電路304及第3圖的控制電路（例如，信號源V4），用於控制輔助電路304的MOSFET Q4。具體而言，第9圖的電力電路902具有AC/DC升壓功率因數校正(power factor correction，PFC)拓撲，第10圖的電力電路1002具有AC/DC無橋升壓PFC拓撲，且第11圖的電力電路1102具有圖騰柱無橋升壓PFC拓撲。在第10圖的電力電路1002中，若需要，可用MOSFET（例如，SiC MOSFET）替換二極體D6、D7、D8、D9中的一些或全部。另外，在第11圖的電力電路1102中，若需要，可用二極體替換MOSFET Q1、Q5中的一些或全部。
另外，本文揭示的控制電路可包括用於產生控制信號以控制輔助電路中的開關裝置的任何適合電路。舉例而言，控制電路可包括類比控制電路、數位控制電路、或混合控制電路（例如，數位控制電路及類比電路）。數位控制電路可用一或多種類型的數位控制電路來實施。舉例而言，數位控制電路各可包括數位控制器，諸如數位信號控制器(digital signal controller，DSC)、數位信號處理(digital signal processing，DSP)、微控制器、現場可程式化邏輯閘陣列(field-programmable gate array，FPGA)、應用特定IC (application­specific IC，ASIC)等。
在一些實例中，控制電路可提供如上所述的PWM控制或VFM控制。舉例而言，第12圖示出了採用PWM控制的控制電路1206，且第13圖示出了採用VFM控制的控制電路1306。在一些實例中，如第12圖中所示，控制電路1206可包括提供用於驅動電晶體Q10、Q11的信號的邏輯組件U3。同樣，控制電路1306可包括提供用於驅動電晶體Q8、Q9的時鐘信號CLK（例如，具有50%工作週期）的壓控振盪器(voltage-controlled oscillator，VCO) 1350，如第13圖中所示。
控制電路1206、1306中的任意一者可用於控制本文所揭示的輔助電路中的任意一者中的開關裝置。舉例而言，第12圖的電晶體Q10、Q11由邏輯組件U3控制，以產生用於控制第3圖的輔助電路304中的MOSFET Q4的PWM控制信號。此外，第13圖的電晶體Q8、Q9由VCO 1350控制，以產生用於控制第3圖的輔助電路304中的MOSFET Q4的VFM控制信號。
此外，控制電路1206、1306可停用其相關輔助電路。在這種實例中，控制電路1206、1306可接收、產生等用於停用輔助電路的賦能信號。舉例而言，第12圖的邏輯組件U3及第13圖的VCO 1350可用賦能信號啟動。當未提供賦能信號時，可停用邏輯組件U3及VCO 1350。結果，不提供信號來驅動第12圖及第13圖的電晶體Q8、Q9、Q10、Q11，且電晶體Q8、Q9、Q10、Q11不產生用於控制MOSFET Q4的控制信號。在這種實例中，MOSFET Q4保持關，且輔助電路304可停用以停止充電/放電過程。
藉由採用本文揭示的輔助電路，功率轉換器中的大容量電容器可在短時間內有效加熱。至少部分由於加熱，與大容量電容器（例如，電解電容器）相關聯的ESR值可減小。因此，由高ESR值（例如，在低溫環境中）引起的功率轉換器中的漣波電壓、雜訊等可最小化。因此，輔助電路可防止過電壓保護觸發、降低超出規格的輸出漣波、提高控制迴路穩定性等。
為了說明及描述的目的，提供了上述實施例的描述。其目的並非詳盡無遺或限制本發明。特定實施例的單獨元件或特徵通常不限於該特定實施例，但在適用的情況下可互換，且可在所選實施例中使用，即使沒有具體示出或描述。同樣的情況亦可在許多方面有所不同。此類變更不應被視為偏離本發明，且所有此類修改均應包含在本發明的範疇內。
100:功率轉換器 102:電力電路 104:輔助電路 106:控制電路 108:大容量電容器 110:開關裝置 112:控制信號 220:ESR 222:ESL 300:功率轉換器 302:電力電路 304:輔助電路 314:整流電路 400:圖形 500:圖形 600:圖形 700:功率轉換器 704:輔助電路 804:輔助電路 840:緩衝電路 900:電功率轉換器 902:電力電路 1000:電功率轉換器 1002:電力電路 1100:電功率轉換器 1102:電力電路 1206:控制電路 1306:控制電路 1350:VCO
本文描述的附圖僅用於所選實施例的說明性目的，而非所有可能的實施，且並不旨在限制本發明的範疇。
第1圖係根據本發明的一個實例實施例的電功率轉換器的方塊圖，電功率轉換器包括具有大容量電容器的電力電路及耦合至電力電路的用於加熱大容量電容器的輔助電路。
第2圖係第1圖的大容量電容器的等效電路的電路簡圖。
第3圖係根據另一實例實施例的電功率轉換器的電路簡圖，電功率轉換器包括具有大容量電容器的電力電路及具有變壓器、二極體、及可控制以使大容量電容器充放電的開關裝置的輔助電路。
第4圖係根據又另一實例實施例的與第3圖的大容量電容器相關聯的電流的圖。
第5圖係根據另一實例實施例的流動穿過第3圖的開關裝置的電流的圖。
第6圖係根據又另一實例實施例的流動穿過第3圖的二極體的電流的圖。
第7圖係根據另一實例實施例的電功率轉換器的電路簡圖，電功率轉換器包括輔助電路，輔助電路具有耦合電感器、二極體、及可控制以使大容量電容器充放電的的開關裝置。
第8圖係根據又另一實例實施例的用於加熱電力電路的大容量電容器且包括緩衝電路的輔助電路的電路簡圖。
第9圖係根據另一實例實施例的電功率轉換器的電路簡圖，電功率轉換器包括具有AC/DC升壓功率因數校正(power factor correction，PFC)拓撲的電力電路及第3圖的輔助電路。
第10圖係根據又另一實例實施例的電功率轉換器的電路簡圖，電功率轉換器包括具有AC/DC無橋式升壓PFC拓撲的電力電路及第3圖的輔助電路。
第11圖係根據另一實例實施例的電功率轉換器的電路簡圖，電功率轉換器包括具有圖騰柱無橋式升壓PFC拓撲的電力電路及第3圖的輔助電路。
第12圖係根據又另一實例實施例的用於產生脈寬調變(pulse width modulated，PWM)控制信號的控制電路的電路簡圖。
第13圖係根據另一實例實施例的用於產生變頻調變(variable-frequency modulation，VFM)控制信號的控制電路的電路簡圖。
相應的參考數位指示整個附圖的幾個視圖中的相應（但不一定相同）的部件及/或特徵。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:功率轉換器 102:電力電路 104:輔助電路 106:控制電路 108:大容量電容器 110:開關裝置 112:控制信號

Claims (16)

  1. 一種電功率轉換器，其包含： 包括一大容量電容器的一電力電路； 耦合至該電力電路的一輔助電路，用於加熱該大容量電容器，該輔助電路包括一開關裝置；及 耦合至該輔助電路的一控制電路，該控制電路用以產生一控制信號，用於控制該開關裝置以允許該大容量電容器放電及充電，從而導致與該大容量電容器相關聯的一溫度升高，且與該大容量電容器相關聯的一等效串聯電阻的一值減小。
  2. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該輔助電路包括具有一第一繞組及一第二繞組的一電感裝置，且其中該第一繞組耦合在該電力電路的該大容量電容器與該輔助電路的該開關裝置之間。
  3. 如請求項2所述之電功率轉換器，其中當該開關裝置打開時，該大容量電容器經耦合以放電至該第一繞組。
  4. 如請求項2所述之電功率轉換器，其中該輔助電路包括耦合在該電感裝置的該第二繞組與該電力電路的該大容量電容器之間的一二極體。
  5. 如請求項3所述之電功率轉換器，其中當該開關裝置關閉時，該第二繞組經耦合以透過該二極體充電該大容量電容器。
  6. 如請求項2所述之電功率轉換器，其中該電感裝置包括一變壓器，且其中該第一繞組係該變壓器的一一次繞組，且該第二繞組係該變壓器的一二次繞組。
  7. 如請求項2所述之電功率轉換器，其中該電感裝置包括一耦合電感器。
  8. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該控制電路用以產生具有一固定工作週期的該控制信號。
  9. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該輔助電路包括一開迴路返馳轉換器拓撲。
  10. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該控制電路用以回應於該功率轉換器接收到功率而產生用於控制該開關裝置的該控制信號。
  11. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該控制電路用以回應於該大容量電容器的一參數超過一界定臨限值而停止產生該控制信號。
  12. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該控制信號係一PWM控制信號。
  13. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該控制信號具有一可變頻率。
  14. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該電力電路包括一橋式整流電路。
  15. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該電力電路包括一功率因數校正電路。
  16. 如請求項1所述之電功率轉換器，其中該控制電路包括一類比電路及/或一數位電路。
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