电能转换系统及耦合双级电感技术方案

一种电能转换系统及耦合双级电感。电能转换系统包括一第一电压转换单元、一第二电压转换单元及一共用开关。第一电压转换单元包括一第一电感及一第一电容。第一电感电性连接于第一电容。第二电压转换单元包括一第二电感及一第二电容。第二电感电性连接于第二电容。共用开关电性连接于第一电压转换单元及第二电压转换单元。该第一电压转换单元及该第二电压转换单元共用该共用开关。当该共用开关连通时，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。

Power conversion system and coupled two-stage inductor

【技术实现步骤摘要】
电能转换系统及耦合双级电感
本专利技术涉及一种电能转换系统及耦合双级电感。
技术介绍
随着电子技术的发展，各式电子设备不断推陈出新。各种电子设备所采用的电压规格不尽相同，故有电能转换系统的需求。在既有的电能转换系统中，我们可以发现具高降压比的单级电能转换系统将使得开关导通率下降。这样的电能转换系统的精准度较差，且稳定性不佳，容易受杂讯(噪声)干扰而降低电能转换效率，且需要成本较高的控制单元。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电能转换系统及耦合双级电感，其利用电路优化整合，使得单一共用开关能够让两个电压转换单元同时进行同相同时序的充放电过程，不仅提升降压比，亦使转换效率大幅提升，且具有较低成本与较小的体积。根据一实施例，提出一种电能转换系统。该电能转换系统包括一第一电压转换单元、一第二电压转换单元及一共用开关。第一电压转换单元包括一第一电感及一第一电容。第一电感电性连接于第一电容。第二电压转换单元包括一第二电感及一第二电容。第二电感电性连接于第二电容。共用开关电性连接于第一电压转换单元及第二电压转换单元。第一电压转换单元及第二电压转换单元共用此共用开关。当共用开关连通时，第一电压转换单元及第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。根据另一实施例，提出一种耦合双级电感。耦合双级电感包括一第一结构体、一第二结构体、一第一线圈及一第二线圈。第一结构体包括一第一柱体、一第二柱体及一第三柱体，且第三柱体设置在第一柱体与第二柱体之间。第二结构体包括一第四柱体、一第五柱体及一第六柱体，且第六柱体设置在第四柱体与第五柱体之间。第一结构体与第二结构体相向设置，使第一柱体与第四柱体间隔一第一间隙。第二柱体与该第五柱体间隔一第二间隙。第三柱体与第六柱体间隔一第三间隙。第一线圈缠绕于第一柱体及第四柱体。第二线圈缠绕于第二柱体及第五柱体。根据另一实施例，提出一种电能转换系统。电能转换系统包括一第一电压转换单元、一第二电压转换单元及一共用开关。第一电压转换单元包括一第一电感及一第一电容。第一电感电性连接于第一电容。第二电压转换单元包括一第二电感及一第二电容。第二电感电性连接于该第二电容。共用开关电性连接于第一电压转换单元及第二电压转换单元。第一电压转换单元及第二电压转换单元共用此共用开关。当共用开关连通时，第一电压转换单元及第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。第一电感及第二电感系整合为一耦合双级电感。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1绘示根据一实施例的电能转换系统的示意图；图2A～图2D绘示图1的电能转换系统的双级电能转换程序；图3A绘示根据一实施例的耦合双级电感的示意图；图3B绘示图3A的耦合双级电感的等效电路图；图4绘示根据图3A的耦合双级电感应用至图1的电能转换系统的示意图；图5绘示根据另一实施例的电能转换系统的示意图；图6A～图6D绘示图5的电能转换系统的双级电能转换程序；图7绘示根据另一实施例的电能转换系统的示意图；图8A～图8D绘示图7的电能转换系统的双级电能转换程序；图9绘示根据另一实施例的电能转换系统的示意图；图10A～图10D绘示图9的电能转换系统的双级电能转换程序；图11A绘示图1的电能转换系统的电流曲线图；图11B绘示图5的电能转换系统的电流曲线图。其中，附图标记100、500、700、900：电能转换系统A11、A12、A51、A52、A71、A91：充电控制二极管B11、B12、B51、B52、B71、B72、B91、B92：转能控制二极管C11、C51、C71、C91：第一电容C12、C52、C72、C92：第二电容CO1：第一线圈CO2：第二线圈CY1：第一柱体CY2：第二柱体CY3：第三柱体CY4：第四柱体CY5：第五柱体CY6：第六柱体G1：第一间隙G2：第二间隙G3：第三间隙IL11、IL12、IL51、IL52、IQ1(1)、IQ1(5)：电流曲线L11、L51、L71、L91：第一电感L12、L52、L72、L92：第二电感LB：耦合双级电感N1、N2：缠绕圈数PA11、PA51、PA71、PA91：第一充电回路PA12、PA52、PA72、PA92：第二充电回路PB11、PB51、PB71、PB91：第一转能回路PB12、PB52、PB72、PB92：第二转能回路Q1、Q5、Q7、Q9：共用开关R1：第一磁阻R2：第二磁阻R3：第三磁阻ST1：第一结构体ST2：第二结构体VT11、VT51、VT71、VT91：第一电压转换单元VT12、VT52、VT72、VT92：第二电压转换单元第一磁通量第二磁通量第三磁通量具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：请参照图1，其绘示根据一实施例的电能转换系统100的示意图。在图1的实施例中，电能转换系统100为一降压-降压电能转换系统(Buck-Buckpowerconvertersystem)。图1的电能转换系统100包括一第一电压转换单元VT11、一第二电压转换单元VT12、一共用开关Q1、二充电控制二极管A11、A12及二转能控制二极管B11、B12。第一电压转换单元VT11为一降压单元。第一电压转换单元VT11包括一第一电感L11及一第一电容C11。第一电感L11电性连接于第一电容C11。第一电感L11储能后，可对第一电容C11进行充电。第二电压转换单元VT12为一降压单元。第二电压转换单元VT12包括一第二电感L12及一第二电容C12。第二电感L12电性连接于第二电容C12，第二电感L12储能后，可对第二电容C12进行充电。共用开关Q1电性连接于第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12。第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12共同使用共用开关Q1。当共用开关Q1连通时，第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12同相同时序进行一双级电能转换程序。举例来说，请参照图2A～图2D，其绘示图1的电能转换系统100的双级电能转换程序。如图2A所示，充电控制二极管A11、A12分别电性连接于共用开关Q1的两端。当共用开关Q1连通时，充电控制二极管A11、A12自动连通，且转能控制二极管B11、B12自动断开，而形成一第一充电回路PA11及一第二充电回路PA12。第一充电回路PA11用以对第一电感L11进行充电以储能，第二充电回路PA12用以对第二电感L12进行充电以储能。如图2B所示，转能控制二极管B11、B12分别电性连接于第一电感L11的一输入端及第二电感L12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能转换系统，其特征在于，包括：/n一第一电压转换单元，包括一第一电感及一第一电容，该第一电感电性连接于该第一电容；/n一第二电压转换单元，包括一第二电感及一第二电容，该第二电感电性连接于该第二电容；以及/n一共用开关，电性连接于该第一电压转换单元及该第二电压转换单元，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元共用该共用开关，当该共用开关连通时，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。/n

【技术特征摘要】
20181026 TW 1071380971.一种电能转换系统，其特征在于，包括：
一第一电压转换单元，包括一第一电感及一第一电容，该第一电感电性连接于该第一电容；
一第二电压转换单元，包括一第二电感及一第二电容，该第二电感电性连接于该第二电容；以及
一共用开关，电性连接于该第一电压转换单元及该第二电压转换单元，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元共用该共用开关，当该共用开关连通时，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。


2.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，更包括：
至少一充电控制二极管，电性连接于该共用开关，当该共用开关连通时，该至少一充电控制二极管连通以形成一第一充电回路及一第二充电回路，该第一充电回路对该第一电感进行充电，该第二充电回路对该第二电感进行充电。


3.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一充电控制二极管的数量为二，该些充电控制二极管分别电性连接于该共同开关的两端。


4.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一升压单元，该至少一充电控制二极管的数量为二，该些充电控制二极管分别电性连接于该共同开关的两端。


5.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一升压单元，该第二电压转换单元为一升压单元，该至少一充电控制二极管的数量为一，该充电控制二极管电性连接于该共同开关的一端。


6.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一升压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一充电控制二极管的数量为一，该充电控制二极管电性连接于该共同开关的一端。


7.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，更包括：
至少一转能控制二极管，电性连接于该第一电压转换单元或该第二电压转换单元，当该共用开关断开时，该至少一转能控制二极管连通以形成一第一转能回路及一第二转能回路，该第一转能回路使该第一电感对该第一电容充电，该第二转能回路使该第二电感对该第二电容充电。


8.根据权利要求7所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一转能控制二极管的数量为二，该些转能控制二极管分别电性连接于该第一电感的一输入端及该第二电感的一输入端。

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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文田，陈妤甄，吉尔吉斯，裘斯·马克斯·阿隆索·阿法瑞斯，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71