TWI780606B - 可減少阻隔電容之數量的隔離式多相dc/dc轉換器 - Google Patents

可減少阻隔電容之數量的隔離式多相dc/dc轉換器 Download PDF

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Abstract

本案提供一種隔離式多相DC/DC轉換器，包含：多相變壓器，包含初級側電路及磁耦合於初級側電路的次級側電路，其中初級側電路具有複數個第一端點，次級側電路具有複數個第二端點；複數個第一阻隔電容，其中每一第一阻隔電容均電連接於對應的第一端點；以及複數個第二阻隔電容，其中每一第二阻隔電容均電連接於對應的第二端點。該複數個第一阻隔電容的數量比該複數個第一端點的數量少一，該複數個第二阻隔電容的數量比該複數個第二端點的數量少一。

Description

可減少阻隔電容之數量的隔離式多相DC/DC轉換器
本案係關於一種多相DC/DC (直流/直流) 轉換器，尤指一種可減少阻隔電容之數量的隔離式多相DC/DC轉換器。
如今，電源供應產業需要具有高效率、高功率密度及低成本的轉換器，從而實現較低的能量損耗及高成本效益，同時占用較小的空間。此外，在許多新興應用中 (例如電動車及資料中心等等) 皆需以大功率運作。通過採用高功率轉換器，可顯著降低電動車的充電時間及資料中心裡的電源機櫃的尺寸。
多相轉換器技術被廣泛運用於提供運作電能。在多相轉換器中，每一相傳輸總功率中的一部分。由於每一相中的電流應力僅為總電流的一部份，故可易於限制傳導損耗及元件溫度。此外，多相轉換器中的每一相的運作可相互交錯，使得各相中的開關紋波可相互抵銷，從而有效減小濾波器的尺寸。再者，具多相變壓器的多相轉換器本身即可實現電流分攤，而無需對其施加任何額外的控制。鑒於上述種種原因，多相DC/DC轉換器在大功率應用中極具潛力。以下為針對多相DC/DC轉換器的相關研究：T. Jin and K. Smedley, “Multiphase LLC Series Resonant Converter for Microprocessor Voltage Regulation,”Conference Record of the 2006 Industry Applications Conference Forty-First IAS Annual Meeting , vol. 5, pp. 2136–2143, Oct. 2006; 及 J. Jacobs, A. Averberg and R. De. Doncker, “A Novel Three-Phase DC/DC Converter for High-Power Applications,”2004 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference , vol. 3, pp. 1861–1867, Jun. 2004。
即使隔離式多相DC/DC轉換器在大功率應用中具有許多優點，然仍需進一步提升其效率、功率密度及成本效益。
因此，如何發展一種可改善上述習知技術之隔離式多相DC/DC轉換器，實為目前迫切之需求。
本案之目的在於提供一種可減少阻隔電容之數量的隔離式多相DC/DC轉換器，其中阻隔電容係用以避免變壓器飽和。於隔離式多相DC/DC轉換器中，某一相中的電流等於其餘相中之電流的總和，且由於其餘相中的直流分量均可被其阻隔電容所消除，故於該相中無需設置阻隔電容。由於在多相變壓器中，可省去初級側的一個阻隔電容(組)及次級側的一個阻隔電容(組)，故本案的DC/DC轉換器可同時實現高成本效益及高功率密度。
根據一方面的構想，本案提供一種隔離式多相DC/DC轉換器，包含：多相變壓器，包含初級側電路及磁耦合於初級側電路的次級側電路，其中初級側電路具有複數個第一端點，次級側電路具有複數個第二端點；複數個第一阻隔電容，其中每一第一阻隔電容均電連接於對應的第一端點；以及複數個第二阻隔電容，其中每一第二阻隔電容均電連接於對應的第二端點。該複數個第一阻隔電容的數量比該複數個第一端點的數量少一，該複數個第二阻隔電容的數量比該複數個第二端點的數量少一。
於一些實施例中，轉換器還包含：電連接於多相變壓器的初級側電路的第一逆變器或第一整流器；以及電連接於多相變壓器的次級側電路的第二逆變器或一第二整流器。
於一些實施例中，轉換器還包含：初級側電壓源，電耦接於第一逆變器或第一整流器；以及次級側電壓源，電耦接於第二逆變器或第二整流器。
於一些實施例中，該複數個第一端點的數量至少為二，且該複數個第一阻隔電容的數量比該複數個第一端點的數量少一。
於一些實施例中，該複數個第二端點的數量至少為二，且該複數個第二阻隔電容的數量比該複數個第二端點的數量少一。
於一些實施例中，初級側電路包含複數個第一繞組，該複數個第一繞組的數量等於該複數個第一端點的數量，且該複數個第一繞組以Y型或Δ型接線方式相互連接。次級側電路包含複數個第二繞組，該複數個第二繞組的數量等於該複數個第二端點的數量，且該複數個第二繞組以Y型或Δ型接線方式相互連接。
於一些實施例中，初級側電路及次級側電路包含Y-Y型繞組對、 Y-Δ型繞組對、Δ-Y型繞組對及Δ-Δ型繞組對中的其中一種。
於一些實施例中，初級側電路的該複數個第一繞組與該次級側電路的該複數個第二繞組通過單一磁芯或複數個獨立磁芯而相互磁耦合。
根據另一方面的構想，本案提供一種用於轉換電能的電子電路，包含：初級側電路；以及次級側電路，與初級側電路磁耦合。初級側電路包含複數個第一端點，至多一個第一端點直接電耦接於初級側電路，其餘的每一第一端點均經由初級側阻隔電容而電耦接於初級側電路。
於一些實施例中，次級側電路包含複數個第二端點，至多一個第二端點直接電耦接於次級側電路，其餘的每一第二端點均經由次級側阻隔電容而電耦接於次級側電路。
於一些實施例中，初級側電路包含複數個繞組，該複數個繞組以Y型或Δ型接線方式相互連接。
於一些實施例中，次級側電路包含複數個繞組，該複數個繞組以Y型或Δ型接線方式相互連接。
於一些實施例中，初級側電路與次級側電路通過單一磁芯或複數個獨立磁芯而相互磁耦合。
於一些實施例中，初級側電路包含至少兩個第一端點，至多一個第一端點直接電耦接於初級側電路，而其餘的每一第一端點均經由初級側阻隔電容而電耦接於初級側電路。
於一些實施例中，次級側電路包含至少兩個第二端點，至多一個第二端點直接電耦接於次級側電路，其餘的每一第二端點均經由次級側阻隔電容而電耦接於次級側電路。
根據另一方面的構想，本案提供一種多相變壓器，包含：至少兩個初級側繞組，以Y型或Δ型接線方式相互連接；至少兩個初級側端點，分別電耦接於該至少兩個初級側繞組；以及至少一初級側阻隔電容，其中每一初級側阻隔電容均電耦接於對應的初級側端點與對應的初級側繞組之間。至多一個初級側端點不經由初級側阻隔電容而直接電耦接於對應的初級側繞組。
於一些實施例中，多相變壓器，還包含：至少兩個次級側繞組，以Y型或Δ型接線方式相互連接；至少兩個次級側端點，分別電耦接於該至少兩個次級側繞組；以及至少一次級側阻隔電容，其中每一次級側阻隔電容均電耦接於對應的次級側端點與對應的次級側繞組之間。至多一個次級側端點不經由次級側阻隔電容而直接電耦接於對應的次級側繞組。
於一些實施例中，分別直接電耦接於對應的該初級側繞組及該次級側繞組的該初級側端點及該次級側端點位於同一相位。
於一些實施例中，分別直接電耦接於對應的該初級側繞組及該次級側繞組的該初級側端點及該次級側端點位於不同相位。
於一些實施例中，該至少兩個初級側繞組與該至少兩個次級側繞組通過單一磁芯或至少兩個獨立磁芯而相互磁耦合。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案之範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
第1A圖及第1B圖分別示出多相變壓器的Y型接線繞組110及Δ型接線繞組120。如第1A圖所示，在採用Y型接線方式的情況下，所有繞組110_1至110_N的右端均連接於同一節點111 (即中性點)，而所有繞組110_1至110_N的左端可作為電流輸入或輸出的端點。如第1B圖所示，在採用Δ型接線方式的情況下，每一繞組的一端均依序連接於次一繞組的另一端 (即節點121_1至121_N)。舉例而言，第一繞組120_1的右端連接於位在節點121_2的第二繞組120_2的左端，而位在節點121_1的第一繞組120_1的左端連接於第N繞組120_N (即最後一個繞組) 的右端。於此接線方式中，所有繞組120_1至120_N串聯電耦接而形成閉迴路，且節點121_1至121_N可作為電流輸入或輸出的端點。近乎所有的多相變壓器的初級側及次級側均採用前述兩種接線繞組結構的其中一種。
第2A圖及第2B圖分別示出可用於三相轉換器中的多磁芯三相變壓器210及單磁芯三相變壓器220。須注意的是，變壓器210及220的初級側及次級側 (即左右兩側) 均採用第1A圖所示的Y型接線方式。
如第2A圖所示，繞組211、214及217以Y型接線方式連接，且具有端點P1 、P2 及P3 ，從而形成變壓器210的初級側；繞組212、215及218以Y型接線方式連接，且具有端點S1 、S2 及S3 ，從而形成變壓器210的次級側。如第2A圖中的虛線所標示，三對繞組 (即包含繞組211及212的繞組對、包含繞組214及215的繞組對和包含繞組217及218的繞組對) 相互磁耦合而作為三相變壓器並用於隔離式三相轉換器中。如第2A圖所示，三相變壓器210可包含三個相獨立的磁芯213、216及219。如第2B圖所示，三相變壓器220實質上和第2A圖所示的三相變壓器210相似，其差別僅在於三相變壓器220包含單一磁芯230，其中磁芯230可整合所有繞組對的磁耦合。較佳地，單一磁芯230及三個相獨立的磁芯213、216及219可由任何具有高導磁性的適當磁性材料 (例如鐵、鈷及鎳) 所製成，以利於形成及導引磁場。
隔離式DC/DC轉換器可利用變壓器來提供電氣隔離。為確保DC/DC轉換器的穩定運行，避免因過大的磁通密度而使變壓器的磁芯飽和是非常重要的。 為了減小磁芯中的最大磁通密度，變壓器的勵磁電流的直流分量應為零。須注意的是，勵磁電流是在變壓器的初級側在特定電壓下被勵磁或通電時自初級側汲取的電流，且汲取時不在次級側施加負載。
為消除勵磁電流的直流分量，可將阻隔電容與變壓器串聯連接。 在滿足電容的電荷平衡時 (即電容的充電電流等於開關週期期間的放電電流時) 的穩態條件下，電容會阻隔勵磁電流的直流分量。 藉此，變壓器可在不具有過大磁通密度的條件下穩定運作。
第3圖示出了具有阻隔電容CP 及CS 的單相變壓器300。 阻隔電容CP 及CS 分別與初級側繞組310及次級側繞組320串聯連接。於一些實施例中，阻隔電容CP 及CS 可為電容組305，其中電容組305包含多個串聯和並聯連接的電容。舉例而言，如第3圖所示，電容組305共包含六個電容，其中該六個電容兩兩並聯而形成三個電容對，而該三個電容對相互串聯連接。須注意的是，第3圖所示的變壓器300包含匝數比為NP ：NS = n：1的理想變壓器，且一勵磁電感LM 與初級側繞組310並聯連接。以下以等式 (1) 表示滿足阻隔電容的電荷平衡時的穩態條件，此時勵磁電流iLM 的直流分量為零。
Figure 02_image001
(1) 其中TS 、iP 、iS 及 ＜iLM ＞TS 分別代表轉換器的開關週期、流經電容CP 的電流、流經電容CS 的電流及勵磁電流iLM 的直流分量，其中勵磁電流iLM 的直流分量等於開關週期TS 期間的平均勵磁電流。於一些實施例中，開關週期TS 可介於相串接的電感LM 及電容CP 的諧振頻率𝜈的倒數的0.5至10倍之間，其中該諧振頻率𝜈等於
Figure 02_image003
。開關週期TS 可例如為數百kHz分之一。
此方法可用於防止變壓器300飽和，且無需任何額外控制。 然而，在大功率以及高電壓應用中，由於產業中所使用的電容具有有限的電壓及電流額定值，故需將多個電容進行串聯及並聯連接以符合所要求的電壓及電流應力。
第4圖示出了三相變壓器400，其中三相變壓器400在其初級側及次級側的繞組均採用第2B圖所示的Y型接線方式。 每個繞組均串聯連接於一電容或一電容組，以消除三相變壓器400中的勵磁電流的直流分量。於此示例中，六個電容組412、414、416、422、424及426被用以防止變壓器400飽和，然而所採用的六個電容組將大幅提升額外成本並降低DC/DC轉換器的功率密度。
第5圖示出了包含三相變壓器510及多個阻隔電容520的雙向隔離式三相DC/DC轉換器500。轉換器500可在兩電壓源V1 及V2 之間以任意方向傳輸能量。於轉換器500中，初級側的三相耦接於初級側電壓源V1 ，次級側的三相耦接於次級側電壓源V2 。
轉換器500的每一相均包含耦接於變壓器510的初級側的兩個開關及耦接於變壓器510的對應次級側的兩個開關。具體而言， 如第5圖所示，開關Q1 及Q2 經由外加電感LPA 連接於變壓器510的初級側的相位A，開關Q3 及Q4 經由外加電感LPB 連接於變壓器510的初級側的相位B，開關Q5 及Q6 經由外加電感LPC 連接於變壓器510的初級側的相位C。類似地，如第5圖所示，開關QA 及QB 連接於變壓器510的次級側的相位A，開關QC 及QD 連接於變壓器510的次級側的相位B，開關QE 及QF 連接於變壓器510的次級側的相位C。
外部電感LPA 、LPB 及LPC 分別經由對應的電容520而串聯連接於三相變壓器510的對應繞組，藉此控制流經變壓器510的電流的斜率。若變壓器510的任一繞組的漏電感大至足以控制電流的斜率，則可需求選擇是否設置該繞組對應的外部電感LPA 、LPB 或LPC 。
若第5圖中的轉換器500的工作開關頻率遠大於 (至少超出一個量級) 相串接的電感及電容的諧振頻率，則轉換器500可稱作隔離式三相雙主動橋式轉換器。另一方面，若轉換器500的工作開關頻率被設計為接近諧振頻率，則轉換器500亦可稱作為隔離式三相諧振轉換器。假使隔離式DC/DC轉換器的相數大於二，則該轉換器通常被稱作隔離式多相DC/DC轉換器。再者，需設置阻隔電容520，以阻隔變壓器510的勵磁電流中的直流分量。
第6A圖為不包含阻隔電容的多相變壓器600的示意圖。多相變壓器600的初級側繞組610及次級側繞組620可以Y型或Δ型接線方式進行配置。變壓器600的磁芯630可包括單一磁芯或多個磁芯。初級側具有N個相位，且初級側繞組610的每一端點分別以P1 、P2 、...、PN-K 、...及PN 標示，其中0≤ K ＜N-1。次級側具有M個相位，且次級側繞組620的每一端點分別以S1 、S2 、…、SM-I 、…及SM 標示，其中0≤ I ＜M-1。第6B圖為包含阻隔電容640及650的多相變壓器600的示意圖。為阻隔變壓器600的勵磁電流中直流分量，初級側繞組610的每一端均與阻隔電容640串聯連接，次級側繞組620的每一端均與阻隔電容650串聯連接。
第7圖為本案較佳實施例的具有較少之阻隔電容740的多相變壓器700的示意圖。如第7圖所示，多相變壓器700實質上和第6B圖中的多相變壓器600類似，其差別僅在於在第7圖的多相變壓器700中，其移除了第6B圖中耦接於多相變壓器600的兩端點PN-K 及SM-I 的兩個阻隔電容。多相變壓器700的初級側繞組710及次級側繞組720可採用Y型或Δ型接線方式。應理解的是，初級側繞組710和次級側繞組720無需採用相同的接線方式。舉例而言，在初級側繞組710採用Y型接線方式時，次級側繞組720也可採用Δ型接線方式，反之亦然。初級側繞組710的其中一個繞組及次級側繞組720的其中一個繞組可通過磁芯730而形成一繞組對。據此，無論是否通過磁芯730，初級側繞組710及次級側繞組720可形成Y-Y型繞組對、 Y-Δ型繞組對、Δ-Y型繞組對及Δ-Δ型繞組對中的任意一種。
如第7圖所示，即便移除了兩個阻隔電容，但由於流經端點PN-K 對應的繞組的平均電流等於流經變壓器700之初級側的所有其餘繞組的平均電流的總和，且流經端點SM-I 對應的繞組的平均電流等於流經變壓器700之次級側的所有其餘繞組的平均電流的總和，因此仍可阻隔變壓器700的勵磁電流的所有直流分量。須注意的是，除了端點PN-K 及SM-I 對應的繞組以外，其餘所有繞組均串聯耦接於阻隔電容740或750，以消除電流中的直流分量。因此，可減少DC/DC轉換器中所需的電子元件數量，從而使DC/DC轉換器具有更低的製造成本及尺寸。於此示例中，無論在初級側及次級側的各相位中，均僅有一個阻隔電容被移除，但應理解的是，在特定條件下亦可自初級側和次級側中移除一個以上的阻隔電容。
第8圖為本案較佳實施例中包含多相變壓器810的隔離式多相DC/DC轉換器800的示意圖。如第8圖所示，轉換器800可在其初級側中設置一或多個逆變器或整流器820，並在其次級側中設置一或多個逆變器或整流器830，以作為隔離式多相DC/DC轉換器運作。 應理解的是，前述有關減少阻隔電容數量的概念亦可應用於任一適當的多相多埠轉換器中的任一適當的多相多埠變壓器。舉例而言，第9圖示出了一種N相三埠變壓器，其中在變壓器的初級側、次級側及三級側中的每一側均移除了一個阻隔電容。
第10A圖示出了採用Y-Y型接線方式的三相變壓器1010的初級側，其中三相變壓器1010的初級側的三個端點PA、PB及PC分別連接於阻隔電容器1012、1014及1016，此與第4圖所示相似。須注意的是，由於阻隔電容1012、1014及1016之間的電荷平衡，故每一相繞組的電流中的直流分量均為零。相較於此，第10B圖示出了本案較佳實施例中採用Y-Y型接線方式的三相變壓器1020的初級側，在三相變壓器1020的初級側中，僅有兩個端點PA及PB分別連接於阻隔電容1022及1024。可注意到的是，原先存在於第10A圖之變壓器1010中的阻隔電容1016在第10B圖之變壓器1020中被移除。
根據克西荷夫電流定律 (Kirchhoff’s current law) 分析第10B圖中Y型接線繞組的中性點1021上的電流，可得出等式 (2)。
Figure 02_image005
(2) 其中，iPA 、iPB 及iPC 分別表示流經端點PA、PB及PC的電流。取等式 (2) 中的電流iPA 、iPB 及iPC 在一開關週期TS 中的平均值，可得等式 (3) 及 (4)。
Figure 02_image007
(3)
Figure 02_image009
(4) 其中，＜iPA ＞、 ＜iPB ＞ 及 ＜iPC ＞ 分別表示電流iPA 、iPB 及iPC 在一開關週期TS 中的平均值。基於電容CPA 及CPB 之間的電荷平衡，電流iPA 及iPB 的平均值均為零，故可得等式 (5) 及 (6)。
Figure 02_image011
(5)
Figure 02_image013
(6) 將等式 (5) 及 (6) 代入等式 (4) 可得出電流iPC 的平均值為零，如等式 (7)。
Figure 02_image015
(7)
因此，無論在端點PC處是否存在阻隔電容，均不會對變壓器1020造成影響，尤其是在滿足電容之間的電荷平衡時。即便本案中僅示例在採用Y型接線方式的變壓器1010中移除電容CPC ，但可理解的是，實際上可將電容CPA 、CPB 及CPC 中的任意一個自變壓器1010中移除，並實現相同的技術效果。同理，對於採用∆型接線方式的變壓器，亦可移除電容CPA 、CPB 及CPC 中的任意一個。
第11A圖及第11B圖分別示出本案較佳實施例中包含較少之阻隔電容的多相變壓器1100的不同變化例。如第11A圖所示，初級側的端點PA及PB和次級側的端點SA及SB中的每一端點均串聯連接於於一阻隔電容，而初級側的端點PC和次級側的端點SC (皆為相位C) 均未連接於阻隔電容。此情況適用於雙主動橋式DC/DC轉換器，在雙主動橋式DC/DC轉換器中，由於其諧振頻率遠小於開關頻率，故必須在初級側及次級側的同一相位中移除阻隔電容。而於另一些實施例中，亦可同時移除初級側及次級側的相位A或B的阻隔電容。
若阻隔電容的電容值與開關頻率同步 (即諧振頻率與開關頻率相對應)，則在初級及次級側中所移除的阻隔電容必須位於不同相位。舉例而言，如第11B圖所示，其係移除初級側的端點PC (相位C) 處的阻隔電容，並移除次級側的端點SB (相位B，而非相位C) 處的阻隔電容。可理解的是，於另一些實施例中，若移除了初級側的相位A中的阻隔電容，則可移除次級側的相位B或C中的阻隔電容。
對於第11A圖及第11B圖所示的三相變壓器1100而言，其相較於現有的三相變壓器可節省用於阻隔電容的總材料成本的三分之一。而以五相變壓器為例，則可節省用於阻隔電容的總材料成本的五分之一。
為便於說明及定義本案技術內容，使用了例如 “實質上”、 “大約”、 “略為” 等等用語來表示固有程度的不確定性，此不確定性可能由量化的比較、數值、感測等等因素造成。該些用語一般意指與一給定值或範圍的偏差在10%、5%、1%或0.5%內，且該偏差並不會影響對應技術特徵的基本功能。除非有另行特別說明，否則本揭露中所陳述的數值參數為可視為特定數值或其誤差範圍內之數值。
須注意，上述僅是為說明本案而提出之較佳實施例，本案不限於所述之實施例，本案之範圍由如附申請專利範圍決定。且本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
110:Y型接線繞組 120:Δ型接線繞組 111:節點 110_1、110_2、110_N:繞組 121_1、121_2、121_N:節點 120_1、120_2、120_N:繞組 210、220:變壓器 211、212、214、215、217、218:繞組 P1 、P2 、P3 、S1 、S2 、S3 :端點 213、216、219:磁芯 221、222、224、225、227、228:繞組 230:磁芯 CP 、CS :阻隔電容 300:變壓器 310:初級側繞組 320:次級側繞組 305:電容組 NP 、NS :匝數 LM :勵磁電感 iLM :勵磁電流 iP 、iS :電流 TS :開關週期 400:變壓器 412、414、416、422、424、426:電容組 CPA 、CPB 、CPC 、CSA 、CSB 、CSC :電容組 500:轉換器 510:變壓器 520:阻隔電容 V1 、V2 :電壓源 Q1 、Q2 、Q3 、Q4 、Q5 、Q6 、QA 、QB 、QC 、QD 、QE 、QF :開關 LPA 、LPB 、LPC :外加電感 600:變壓器 610:初級側繞組 620:次級側繞組 P1 、P2 、PN-K 、PN 、S1 、S2 、SM-I 、SM :端點 630:磁芯 640、650:阻隔電容 700:變壓器 710:初級側繞組 720:次級側繞組 730:磁芯 740、750:阻隔電容 800:轉換器 810:變壓器 820、830:逆變器或整流器 T1 、T2 、TL-J 、TL :端點 1010、1020:變壓器 1012、1014、1016、1022、1024:阻隔電容 1021:節點 TR1 、TR2 、TR3 :繞組 iPA 、iPB 、iPC :電流 1100:變壓器 PA、PB、PC、SA、SB、SC:端點
第1A圖及第1B圖分別示出多相變壓器的Y型接線繞組及Δ型接線繞組。
第2A圖及第2B圖分別示出可用於三相轉換器中的多磁芯三相變壓器及單磁芯三相變壓器。
第3圖示出單相變壓器及其阻隔電容。
第4圖示出採用六個電容組的三相變壓器。
第5圖示出包含三相變壓器及阻隔電容的雙向隔離式三相DC/DC轉換器。
第6A圖及第6B圖分別為多相變壓器在不包含阻隔電容及包含阻隔電容時的示意圖。
第7圖為本案較佳實施例中包含較少之阻隔電容的多相變壓器的示意圖。
第8圖為本案較佳實施例中包含多相變壓器的隔離式多相DC/DC轉換器的示意圖。
第9圖為本案較佳實施例的N相三埠變壓器的示意圖。
第10A圖示出採用Y-Y接線方式的三相變壓器的初級側，其中三相變壓器的初級側中的每一端均連接於一阻隔電容。
第10B圖示出本案較佳實施例中採用Y-Y接線方式的三相變壓器的初級側，其中在三相變壓器的初級側的三個端中，僅有兩個端連接於阻隔電容。
第11A圖及第11B圖分別示出本案較佳實施例中包含較少之阻隔電容的多相變壓器的不同變化例。
P1 、P2 、PN-K 、PN 、S1 、S2 、SM-I 、SM :端點
700:變壓器
710:初級側繞組
720:次級側繞組
730:磁芯
740、750:阻隔電容

Claims (19)

  1. 一種隔離式多相DC/DC轉換器，包含：一多相變壓器，包含一初級側電路及磁耦合於該初級側電路的一次級側電路，其中該初級側電路具有複數個第一端點，該次級側電路具有複數個第二端點；複數個第一阻隔電容，其中每一該第一阻隔電容均電連接於對應的該第一端點；以及複數個第二阻隔電容，其中每一該第二阻隔電容均電連接於對應的該第二端點，其中該複數個第一阻隔電容的數量比該複數個第一端點的數量少一，該複數個第二阻隔電容的數量比該複數個第二端點的數量少一。
  2. 如請求項1所述之轉換器，還包含：電連接於該多相變壓器的該初級側電路的一第一逆變器或一第一整流器；以及電連接於該多相變壓器的該次級側電路的一第二逆變器或一第二整流器。
  3. 如請求項2所述之轉換器，還包含：一初級側電壓源，電耦接於該第一逆變器或該第一整流器；以及一次級側電壓源，電耦接於該第二逆變器或該第二整流器。
  4. 如請求項1所述之轉換器，其中該複數個第一端點的數量至少為二，且該複數個第一阻隔電容的數量比該複數個第一端點的數量少一。
  5. 如請求項1所述之轉換器，其中該複數個第二端點的數量至少為二，且該複數個第二阻隔電容的數量比該複數個第二端點的數量少一。
  6. 如請求項1所述之轉換器，其中該初級側電路包含複數個第一繞組，該複數個第一繞組的數量等於該複數個第一端點的數量，且該複數個第一繞組以Y型或△型接線方式相互連接；該次級側電路包含複數個第二繞組，該複數個第二繞組的數量等於該複數個第二端點的數量，且該複數個第二繞組以Y型或△型接線方式相互連接。
  7. 如請求項6所述之轉換器，其中該初級側電路及該次級側電路包含Y-Y型繞組對、Y-△型繞組對、△-Y型繞組對及△-△型繞組對中的其中一種。
  8. 如請求項6所述之轉換器，其中該初級側電路的該複數個第一繞組與該次級側電路的該複數個第二繞組通過單一磁芯或複數個獨立磁芯而相互磁耦合。
  9. 一種用於轉換電能的電子電路，包含：一初級側電路；以及一次級側電路，與該初級側電路磁耦合，其中該初級側電路包含至少三個第一端點，至多一個該第一端點直接電耦接於該初級側電路，其餘的每一該第一端點均經由一初級側阻隔電容而電耦接於該初級側電路。
  10. 如請求項9所述之電子電路，其中該次級側電路包含複數個第二端點，至多一個該第二端點直接電耦接於該次級側電路，其餘的 每一該第二端點均經由一次級側阻隔電容而電耦接於該次級側電路。
  11. 如請求項9所述之電子電路，其中該初級側電路包含複數個繞組，該複數個繞組以Y型或△型接線方式相互連接。
  12. 如請求項9所述之電子電路，其中該次級側電路包含複數個繞組，該複數個繞組以Y型或△型接線方式相互連接。
  13. 如請求項9所述之電子電路，其中該初級側電路與該次級側電路通過單一磁芯或複數個獨立磁芯而相互磁耦合。
  14. 如請求項9所述之電子電路，其中該次級側電路包含至少兩個第二端點，至多一個該第二端點直接電耦接於該次級側電路，其餘的每一該第二端點均經由一次級側阻隔電容而電耦接於該次級側電路。
  15. 一種多相變壓器，包含：至少兩個初級側繞組，以Y型或△型接線方式相互連接；至少兩個初級側端點，分別電耦接於該至少兩個初級側繞組；以及至少一初級側阻隔電容，其中每一該初級側阻隔電容均電耦接於對應的該初級側端點與對應的該初級側繞組之間；其中至多一個該初級側端點不經由該初級側阻隔電容而直接電耦接於對應的該初級側繞組。
  16. 如請求項15所述之多相變壓器，還包含：至少兩個次級側繞組，以Y型或△型接線方式相互連接；至少兩個次級側端點，分別電耦接於該至少兩個次級側繞組；以及 至少一次級側阻隔電容，其中每一該次級側阻隔電容均電耦接於對應的該次級側端點與對應的該次級側繞組之間；其中至多一個該次級側端點不經由該次級側阻隔電容而直接電耦接於對應的該次級側繞組。
  17. 如請求項16所述之多相變壓器，其中分別直接電耦接於對應的該初級側繞組及該次級側繞組的該初級側端點及該次級側端點位於同一相位。
  18. 如請求項16所述之多相變壓器，其中分別直接電耦接於對應的該初級側繞組及該次級側繞組的該初級側端點及該次級側端點位於不同相位。
  19. 如請求項16所述之多相變壓器，其中該至少兩個初級側繞組與該至少兩個次級側繞組通過單一磁芯或至少兩個獨立磁芯而相互磁耦合。
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