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TW201804719A - 基於變壓器的混合電力轉換器 - Google Patents

基於變壓器的混合電力轉換器 Download PDF

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TW201804719A
TW201804719A TW106118171A TW106118171A TW201804719A TW 201804719 A TW201804719 A TW 201804719A TW 106118171 A TW106118171 A TW 106118171A TW 106118171 A TW106118171 A TW 106118171A TW 201804719 A TW201804719 A TW 201804719A
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張勁東
黎堅
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線性科技股份有限公司
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Abstract

一種混合電力轉換電路，包含切換電容電力轉換器級，以及耦接至切換電容電力轉換器級的切換節點的脈衝寬度調變(PWM)或諧振輸出電路。詳言之，PWM或諧振輸出電路可包含具有一次繞組與二次繞組的變壓器，一次繞組與二次繞組彼此磁性耦接，且二次繞組耦接至電力轉換器的輸出節點。切換電容電力轉換器級耦接於電力轉換器輸入節點與變壓器一次繞組之間，且包含電容器與切換器，切換器經配置以在第一作業階段內將電容器連接至輸入節點，並在第二作業階段內將電容器連接至PWM或諧振輸出電路的變壓器的一次繞組。

Description

基於變壓器的混合電力轉換器
本申請案主張對於申請於2016年6月7日的美國臨時專利申請案第62/346,881號的優先權，在此併入此臨時申請案全文以作為參考。
本技術主題相關於用於電力轉換的技術與設備，此種技術與設備結合切換電容(switched capacitor)轉換器與以變壓器為基礎的電力轉換器的作法與電路。
使用電力轉換器以將具有一個電壓位準（例如12V）的電力，轉換為具有不同電壓位準（例如3V）的電力。電力轉換器亦可用於將具有一種類型的電力（例如交流(AC)電），轉換為具有不同類型的電力（例如直流(DC)電力）。由於效率高，切換模式電力轉換器被廣泛地使用。一般而言，切換模式轉換器為電感器與變壓器式，或電容器式（不具有磁性部件）。
在使用變壓器式架構的情況中，電力轉換器包含彼此感應耦合的兩個線圈，諸如共用由磁性材料形成的一共同核心的兩個線圈。將一次線圈耦合至變壓器的輸入電路系統，將二次線圈耦合至變壓器的輸出電路系統，且根據一次線圈與二次線圈的圈數比提供電力轉換。在使用電容器式轉換器架構的情況中，電力轉換器包含多個切換器（例如電晶體，諸如場效電晶體(FET)），這些切換器被由控制器控制，以選擇性將串聯或並聯的電容器充電，以提供所需的輸出電力位準。
變壓器式轉換器通常使用在輸入與輸出電壓軌之間需要隔離的應用中，或是需要大電壓轉換比的應用中。然而，由於較高的交流損耗與受限的切換頻率，變壓器式轉換器需要大尺寸的磁性部件。因此需要可執行於較高切換頻率並提供減少的磁性部件尺寸的變壓器架構。
再者，習知的變壓器式轉換器包含順向式、反馳式(flyback)、推挽式、半橋式與全橋式脈衝寬度調變(PWM)轉換器，以及各種諧振轉換器。典型的範例，係將48V輸入電壓轉換為12V輸出。對於此種轉換器，因為輸入側上的電壓應力較高，變壓器一次側上的功率金氧半導體場效電晶體(MOSFET)為高額定電壓的MOSFET，這種MOSFET不僅具有高切換損耗，亦由於高導通電阻Rds(on)而具有高傳導損耗。因此，由於較高的電力散逸與電力裝置熱應力，轉換器的最大切換頻率受到限制。因為切換頻率受到限制，習知的變壓器式解決方案通常需要大尺寸的電力變壓器與大尺寸的輸出電感器，且因此提供低轉換器電力密度。因此，需要可提供減少的高電力密度，同時經配置以處理高電壓位準的變壓器架構。
本文教示內容緩解了前述關於習知電力轉換器的一或更多個問題。
根據本揭示內容的一個態樣，一種電力轉換電路，包含切換電容電力轉換器級，以及耦接至切換電容電力轉換器級的切換節點的脈衝寬度調變(PWM)或諧振輸出電路。在一個範例中，切換電容電力轉換器級包含複數個切換器與複數個電容器，且PWM或諧振輸出電路包含變壓器，變壓器具有輸入繞組，輸入繞組經由複數個切換器的切換器選擇性耦接至複數個電容器的一或更多個電容器，且輸入繞組電感性耦接至變壓器的輸出繞組。
根據本揭示內容的另一態樣，一種電力轉換器具有輸入節點與輸出節點，輸入節點用於接收變壓器輸入電壓，輸出節點用於輸出變壓器輸出電壓。電力轉換器包含變壓器，變壓器具有一次繞組與至少一個二次繞組，一次繞組與至少一個二次繞組彼此磁性耦接，其中二次繞組耦接至電力轉換器的輸出節點。電力轉換器進一步包含切換電容電路，切換電容電路耦接於輸入節點與變壓器的一次繞組之間，切換電容電路包含複數個電容器與複數個切換器，複數個切換器經配置以在第一作業階段內將電容器連接至輸入節點，並在第二作業階段內將電容器連接至一次繞組。在一個範例中，切換電容電路的複數個電容器的第一與第二電容器，在第一作業階段內彼此串聯耦接且串聯耦接於輸入節點，且在第二作業階段內彼此並聯耦接且並聯耦接至一次繞組。
根據本揭示內容的進一步態樣，一種電力轉換器經配置以將輸入電壓轉換成輸出電壓。電力轉換器包含分壓構件，用於將跨於電路元件串聯連結上的輸入電壓分壓，以獲得分壓輸入電壓，分壓輸入電壓具有低於輸入電壓的電壓位準，以及變壓構件，用於將分壓輸入電壓透過至少兩個磁性耦接的線圈，變壓成輸出電壓。用於分壓輸入電壓的分壓構件包含：切換構件，切換構件經配置以將電路元件選擇性連接成串聯連結與並聯連結。電力轉換器可進一步包含感測構件，用於感測輸出電壓，並用於根據感測到的輸出電壓控制切換構件。
額外優點與新穎特徵的部分將揭示於下列說明，且部分將為在本發明所屬技術領域中具有通常知識者檢閱下文及附加圖式後即可顯然得知（或可由生產或操作所述範例而習得）。本教示內容的優點可以透過實踐或使用下面詳細論述的方法、工具和組合的各個態樣來實現和獲得。
在下列實施方式中，作為範例以說明多種特定細節，以提供對於相關教示內容的通透瞭解。然而，在本發明所屬技術領域中具有通常知識者將顯然而知，可無需此等細節即可實作本教示內容。在其他實例中，以由相對高的階層說明習知方法、處理程序、部件及（或）電路系統而未說明其細節，以避免不必要地遮蔽本教示內容的態樣。
本文所揭示的各種方法與電路相關於混合式電力轉換器。混合式轉換器結合相同電力級內的切換電容電路與變壓器式輸出電路（例如脈衝調變(PWM)電路或諧振頻率調變電路），以在高切換頻率下達成高電力密度與高效率。相較於習知的變壓器式轉換器，混合式電力轉換器已顯著減少了磁性部件的尺寸。此外，在需要時可使用回授迴路以提供輸出調節。對於高電力/電流應用而言，多個轉換器可與電流分享電路並聯。
現在詳細參照圖示說明於附加圖式並於下文論述的範例。
第1A圖為根據本揭示內容的說明性變壓器式混合電力轉換器的電路示意圖。如圖示，變壓器式混合電力轉換器100包含切換電容轉換器級101與變壓器式輸出電路103，切換電容轉換器級101與變壓器式輸出電路103串聯耦接於輸入節點VIN 與輸出節點VOUT 之間。變壓器式輸出電路103包含一次側103a與二次側103b，一次側103a與二次側103b各自連接至變壓器的一次線圈繞組與二次線圈繞組。
下文將連同第2A圖至第2G圖與第3圖更詳細說明切換電容轉換器級101的各種電路架構，以及變壓器式輸出電路103的一次側103a與二次側103b的各種電路架構。
如第1A圖圖示，變壓器式混合電力轉換器在一單一電力轉換器中整合切換電容轉換器101級與變壓器式輸出電路103。混合轉換器可為非經調節的、開迴路轉換器，在約50%工作週期(duty-cycle)下執行。或者，若需要輸出電壓調節，則回授控制器105可監測輸出電壓VOUT 的位準並調節切換電容轉換器101及（或）變壓器式輸出電路103的作業，以維持所需的輸出電壓位準，如第1B圖方塊圖所圖示。詳言之，回授控制器105可量測或感測一或多個輸出節點處的輸出電壓位準VOUT ，並可控制切換電容轉換器101及（或）變壓器式輸出電路103中的切換器作業，以將電壓位準VOUT 調節在所需的位準。例如，回授控制器105可控制切換電容轉換器101的切換器的切換工作週期或切換頻率，藉以調節電壓位準VOUT 。特別是，在其中變壓器式輸出電路103為同步式PWM轉換器（包含切換器）的情況下，回授控制器105可控制變壓器式輸出電路103的切換器的切換的脈衝寬度，以調節電壓位準VOUT 。在其中變壓器式輸出電路103為諧振轉換器的情況下，回授控制器105可控制輸出電路103的切換器的切換頻率，以調節電壓位準VOUT 。在這些情況中，可例如使用同步降壓(step-down)控制器作為回授控制器105，而以回授迴路控制輸出電路103與切換電容轉換器101的作業。
第1A圖圖示混合電力轉換器的一次側電路的一種實施例。一次側電路包含切換電容轉換器101以及變壓器式輸出電路103的一次側103a。如圖示，切換電容轉換器101為切換電容分壓轉換器。如第1A圖圖示說明，一次側上的切換電容分壓轉換器從IN節點至MID節點的比例可為2:1，但可更通常具有不同的升壓比或降壓比（例如3:1比例、4:1比例、3:2比例、4:3比例等等），與不同的切換電容拓樸(topology)，諸如（例如）第4A圖至第4D圖所圖示者。在第1A圖中，切換電容分壓轉換器的功率MOSFET僅暴露至VIN /2的電壓應力，因為輸入節點IN與地之間（透過切換器Q1與Q3）的電容器CF與CM的串聯交互連結將輸入電壓除以二。
在第1A圖中，前端切換電容轉換器101與變壓器式輸出電路103共享切換器Q3與Q4。MID節點的電壓（亦為跨於電容器CM上的電壓），作為變壓器式輸出電路103的輸入電壓。輸出電壓VOUT 可由切換器Q3的PWM工作週期控制。變壓器式輸出電路103的一次側103a亦包含變壓器一次側繞組NP，一次側繞組NP透過DC去耦(DC-decoupling)電容器C1連接至切換電容轉換器101的切換節點SW2。DC去耦電容器C1確保僅對變壓器一次側繞組NP在穩態中提供AC電壓。變壓器式輸出電路103的二次側103b包含同步整流切換器Q5與Q6以提升高效率，但在需要提供較低效率的簡化電路時可由功率二極體代替切換器Q5與Q6（例如見第2D圖）。
第1C圖圖示相關聯於第1A圖電路作業的模擬波形。詳言之，這些波形圖示混合轉換器100的數個作業循環中流動透過飛行電容器(flying capacitor)CF的電流iCF 、流動透過電容器C1與變壓器繞組NP的電流iC1 、流動透過切換器Q3的電流iQ3 、流動透過切換器Q4的電流iQ4 、切換節點SW2處的電壓VSW2 、節點MID處的電壓VMID 、輸入電壓VIN 與輸出電壓VOUT 。
如第1C圖圖示，在切換電容轉換器101中，飛行電容器電流iCF 在每一切換循環中開始並結束在接近0A。因此，MOSFET Q1至Q2執行在零電流切換條件下而具有最小的切換損耗，同時MOSFET Q3至Q4作為切換電容FET與整合式PWM轉換FET。MOSFET Q1至Q4具有減少的電壓應力（例如跨於Q1至Q4上的電壓維持在（或低於）VIN /2），且因此可使用較低額定電壓的FET作為MOSFET Q1至Q4。一般而言，具有較低額定電壓的FET（諸如作為MOSFET Q1-Q4的FET），具有的導通電阻值低於具有較高額定電壓的FET。再者，在FET傳導時間週期內iQ3 = iC1 - iCF ，因此Q3與Q4切換器的電流應力被減少，相較於習知的變壓器式電力轉換器。減少的混合轉換切換器的電壓與電流應力，允許轉換器更有效率。因此，轉換器100可執行在更高的切換頻率fsw 而不會遭受高電力損耗，而顯著減少變壓器與電力電感器尺寸，並產生高電力密度。
在切換電容轉換器級101的作業中，回授控制器105控制MOSFET切換器Q1至Q4的作業。一般而言，切換器Q1與Q3一齊操作，且切換器Q2與Q4一齊操作。再者，切換器Q1與Q3對切換器Q2與Q4互補操作，使得切換器Q1與Q3一般而言不與切換器Q2與Q4同時開路/傳導。
以此方式，在一個範例中，在第一作業階段內切換器Q1與Q3閉合，同時切換器Q2與Q4開路。相應的，在第二作業階段內切換器Q1與Q3開路，同時切換器Q2與Q4閉合。在範例中，電力轉換器可在第一與第二作業階段之間交替，而回授控制器105可改變第一與第二階段的相對長度（例如控制控制切換器Q1至Q4的訊號的脈衝寬度），以調節輸出電壓位準VOUT 為達到（並維持）特定電壓。在第一作業階段期間內，藉由閉合切換器Q1與Q3，以將電容器CF 與CM 串聯耦接於VIN 與地之間，所述電容器由電壓VIN 充電。在此作業階段中，電容器CF 與CM 共用的切換節點SW2，因此可被充電至約VIN /2的電壓。相應的，在第二作業階段內，電容器CF 與CM 被彼此並聯耦接，且切換節點SW2被由切換器Q4帶到地電壓。
總和來說，如第1C圖圖示，使用接近50%的工作週期，48V輸入訊號VIN 被轉換為接近12V的輸出電壓VOUT 。模擬亦顯示轉換器具有另一優點。詳言之，在每一切換循環中，切換電容轉換電流與整合的PWM轉換器電流以相反方向透過FET Q3與Q4。因此，FET Q3與Q4的總電流應力減少，而減少電力損耗，且產生潛在的高效率與電力密度。
如第1A圖範例圖示，變壓器式輸出電路103的一次側103a被耦接至切換電容轉換器101的切換節點SW2。或者，變壓器式輸出電路103的一次側103a可被耦接至切換電容轉換器101的切換節點SW1與節點MID。
第1A圖額外圖示了一單一電力轉換器中的變壓器式輸出電路103級的說明性二次側103b。第1A圖圖示的二次側103b電路系統，為可用於混合電力轉換器100中的二次側電路。第2A圖至第2D圖圖示了一些其他的變壓器二次側電路範例。
詳言之，第2A圖至第2D圖圖示耦接的變壓器二次側103b繞組整流電路的可能配置。第2A圖與第2D圖為具有同步整流器輸出的中央抽頭繞組結構的範例，其中變壓器的二次線圈繞組上的中央抽頭提供兩個二次側線圈繞組Ls1與Ls2，兩個二次側線圈繞組Ls1與Ls2皆磁性耦接至輸入線圈繞組NP，類似於第1A圖圖示的變壓器二次側103b。第2B圖為全橋整流器輸出，且第2C圖為電流倍增器同步整流器輸出。可為了高效率使用第2A圖與第2C圖的同步整流器，特別是對於具有較低VOUT 的應用而言。諸如第2B圖與第2D圖中圖示的非同步整流器輸出級，為較簡單但較不有效率的，且可用於具有較高VOUT 電壓的應用。
第1A圖圖示的一次側103a電路系統，為可使用於混合電力轉換器的一次側電路的一種說明性範例，且可作為替代使用各種其他的一次側電路。例如，第2E圖圖示整合的混合轉換器103可為諧振轉換器，諧振轉換器具有諧振電感器Lr與諧振電容器Cr，諧振電感器Lr與諧振電容器Cr串聯耦接於切換電容轉換器101的切換節點SW2與變壓器一次繞組NP之間。或者，諧振電感器Lr與諧振電容器Cr可串聯耦接於切換節點SW1與變壓器一次繞組NP之間，同時NP的另一端點連接至節點MID。在此兩種情況中，變壓器的（一或多個）二次繞組Ns可耦接至第2F圖與第2G圖圖示的二次側整流器電路的任意者。此外，第2F圖與第2G圖圖示整合的諧振LLC轉換器結構，此結構不需要輸出電感器在二次側整流器電路中。在第2F圖與第2G圖電路中，一次側103a相同於第2E圖圖示的一次側，同時二次側103b包含不包含任何電感器的經修改電路。
第3圖圖示切換電容轉換器級101與一次側103a電路的另一說明性實施例。在第3圖的說明性實施例中，電路整合切換電容轉換器101與隔離式半橋轉換器。可連同第1A圖與第2A圖至第2G圖圖示與說明的一次側103a及（或）二次側103b電路系統之任意者，來使用第3圖的切換電容轉換器級101。
第4A圖至第4D圖圖示切換電容轉換器級101電路的各種替代性實施例，可結合前述的變壓器式輸出電路103（包含一次側103a與二次側103b電路系統）之任意者來使用這些實施例。在第4A圖至第4D圖中，切換電容轉換器級101之每一者包含耦接於輸入節點VIN 與節點VSW2 之間的電容器與切換器的組合，每一轉換器級101耦接至變壓器式輸出電路103的一次側103a。詳言之，第4A圖圖示說明性電容器梯電路，包含六個切換器S1至S6與三個電容器C1至C3；第4B圖圖示說明性迪克森電路(Dickson circuit)，包含八個切換器S1至S8與三個電容器C1至C3；第4C圖圖示說明性費伯那西電路(Fibonacci circuit)，包含十個切換器S1至S10與三個電容器C1至C3；且第4D圖圖示說明性串聯並聯電路(Series-Parallel Circuit)，包含十個切換器S1至S10與三個電容器C1至C3。
在作業中，在第4A圖電路中，回授控制器105控制MOSFET切換器S1至S4的作業。一般而言，切換器S2、S4與S6一齊操作，且切換器S1、S3與S5一齊操作。再者，切換器S2、S4、S6與切換器S1、S3、S5互補操作（或具有180度的相位移），使得切換器S2、S4、S6一般而言不與切換器S1、S3、S5同時開路/導通。
在第4B圖電路中，回授控制器105控制MOSFET切換器S1至S8的作業。一般而言，切換器S2、S4、S6、S8一齊操作，且切換器S1、S3、S5、S7一齊操作。再者，切換器S2、S4、S6、S8與切換器S1、S3、S5、S7互補操作（或具有180度的相位移），使得切換器S2、S4、S6、S8一般而言不與切換器S1、S3、S5、S7同時開路/導通。
在第4C圖電路中，回授控制器105控制MOSFET切換器S1至S10的作業。一般而言，切換器S2、S4、S6、S8、S10一齊操作，且切換器S1、S3、S5、S7、S9一齊操作。再者，切換器S2、S4、S6、S8、S10與切換器S1、S3、S5、S7、S9互補操作（或具有180度的相位移），使得切換器S2、S4、S6、S8、S10一般而言不與切換器S1、S3、S5、S7、S9同時開路/導通。
在第4D圖電路中，回授控制器105控制MOSFET切換器S1至S10的作業。一般而言，切換器S1至S6一齊操作，且切換器S7至S10一齊操作。再者，切換器S1至S6與切換器S7至S10互補操作（或具有180度的相位移），使得切換器S1至S6一般而言不與切換器S7至S10同時開路/導通。
本文所說明的轉換器可為雙向轉換器。此外，切換電容轉換器101不限於2:1降壓分壓器。更一般而言，使用在混合轉換器100中的切換電容轉換器101，可為n:1切換電容轉換器。
所提出的變壓器式混合電力轉換器，對變壓器式輸出電路級整合的FET提供了減少的電壓應力與減少的電力損耗，相較於習知PWM或諧振轉換器的FET。因此，混合轉換器較佳地允許較低的電力損耗與較高的切換頻率、較小的磁性部件尺寸、以及較高的電力密度。
除非另外說明，否則本說明書（包含以下申請專利範圍）所揭示的所有量測、值、額定、位置、量值、尺寸以及其他規格，為大略的而非準確無誤的。他們意欲具有與他們相關的功能以及他們所屬領域中的慣例相一致的合理範圍。
保護範圍僅單獨受限於以下申請專利範圍。此範圍意欲（並應被解釋為）與根據本說明書和隨後的申請歷史進行解釋並涵蓋所有結構和功能均等範圍的申請專利範圍中使用的語言的普通含義一致的廣泛。儘管如此，請求項皆未意圖涵蓋不符合專利法第20、21、22條要求的主題，亦不應以這種方式予以解釋。特此對任何無意的包含這種技術主題做出免責聲明。
除上述之外，沒有任何陳述或說明的意圖（或應被解釋為）導致任何組成部分、步驟、特徵、對象、利益、優點或等同於公眾的奉獻，無論是否記載於申請專利範圍中。
應當理解，本文所用的術語和表達具有對於相應的各個研究和研究領域對這些術語和表達所給予的通常含義，除非在此另外闡述了具體含義。諸如第一和第二等等的相對性術語可僅用於將一個實體或動作與另一個實體或動作區分開，而不必要求或暗示這些實體或動作之間的任何實際的這種關係或順序。術語「包含」、「包括」或其任何其他變異術語，意欲涵蓋非排他性的包含，使得包括元素列表的程序、方法、物品或裝置不僅包括這些元素， 而是可包括未明確列出的或這些程序、方法、物品或裝置固有的其他元素。由「一(a)」或「一(an)」前綴的元素不會在沒有進一步約束的情況下，排除在包含此元素的程序、方法、物品或裝置中存在額外的相同元素。此外，被描述為「連接到」或「耦合到」另一元件的任何元件，可以直接「連接到」或「耦合到」另一個元件，或者一個或多個其他元件可以在其間連接或耦合。相反的，當元件被稱為「直接連接到」或「直接耦合到」另一個元件時，他們之間可能沒有中間元件。
提供了本揭示內容的摘要，以便讀者快速確定技術揭示內容的性質。此摘要將不會用於解釋或限制申請專利範圍的範圍或含義。另外，在前面的實施方式中，可以看出，為了簡化本揭示內容，在各種實施例中將各種特徵分組在一起。這種揭示方法不應被解釋為反映所要求保護的實施例，要求比每個請求項中明確敘述的更多特徵的意圖。相反的，如以下申請專利範圍所反映的那樣，本發明的技術主題在於少於所公開的單一具體實施例的所有特徵。因此，以下申請專利範圍在此被併入實施方式中，每個請求項獨立地作為單獨要求保護的技術主題。
儘管前面已經描述了所認定的最佳模式及/或其他範例，但是應當理解，可在其中進行各種修改，並且本文公開的技術主題可以由各種形式和示例來實現，且教示內容可以應用於許多應用中，本文僅描述了其中的一些。以下申請專利範圍意欲主張落入本教示內容真實範圍內的任何和所有應用、修改和變異。
100‧‧‧變壓器式混合電力轉換器
101‧‧‧切換電容轉換器級
103‧‧‧變壓器式輸出電路
103a‧‧‧一次側
103b‧‧‧二次側
105‧‧‧回授控制器
圖式根據本教示內容繪製一或更多個實施例，此係作為範例而不為限制。在圖式中，類似的元件符號代表相同或類似的元件。
第1A圖為根據本揭示內容的說明性變壓器式混合轉換器的電路示意圖。
第1B圖為圖示根據本揭示內容的變壓器式混合轉換器的架構的高階方塊圖。
第1C圖圖示一系列圖表，這些圖表圖示相關聯於第1A圖說明性變壓器式混合轉換器的模擬結果。
第2A圖至第2G圖、第3圖以及第4A圖至第4D圖為圖示說明性電路的電路示意圖，這些電路可作為根據本揭示內容的變壓器式混合轉換器的部件。
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100‧‧‧變壓器式混合電力轉換器
101‧‧‧切換電容轉換器級
103‧‧‧變壓器式輸出電路
103a‧‧‧一次側
103b‧‧‧二次側

Claims (19)

  1. 一種電力轉換器，包含： 一切換電容電力轉換器級；以及 一脈衝寬度調變(PWM)或諧振輸出電路，該脈衝寬度調變(PWM)或諧振輸出電路耦接至該切換電容電力轉換器級的一切換節點。
  2. 如請求項1所述之電力轉換器，其中該PWM或諧振輸出電路包含一電力變壓器。
  3. 如請求項1所述之電力轉換器，其中： 該切換電容電力轉換器級包含複數個切換器與複數個電容器；以及 該PWM或諧振輸出電路包含一變壓器，該變壓器具有一輸入繞組，該輸入繞組經由該複數個切換器的切換器選擇性耦接至該複數個電容器的一或更多個電容器，且該輸入繞組電感性耦接至該變壓器的一輸出繞組。
  4. 如請求項3所述之電力轉換器，其中該切換電容電力轉換器的切換器，係根據該PWM輸出電路的作業的一脈衝寬度來操作，或根據該諧振輸出電路的一頻率調變作業來操作。
  5. 如請求項3所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含： 一回授控制器，該回授控制器基於該PWM或諧振輸出電路的一輸出處的一電壓位準，控制該切換電容電力轉換器的該等切換器的該切換。
  6. 如請求項5所述之電力轉換器，其中該PWM或諧振輸出電路包含複數個切換器，且該回授控制器設定該PWM輸出電路的該等切換器的該脈衝寬度作業，或設定該諧振輸出電路的該頻率調變。
  7. 如請求項5所述之電力轉換器，其中該回授控制器在該PWM輸出電路的作業的一脈衝寬度下，或在該諧振輸出電路的一頻率調變作業下，操作該切換電容電力轉換器的該等切換器。
  8. 一種電力轉換器，該電力轉換器具有一輸入節點與一輸出節點，該輸入節點用於接收一變壓器輸入電壓，該輸出節點用於輸出一變壓器輸出電壓，該電力轉換器包含： 一變壓器，該變壓器具有一一次繞組與至少一個二次繞組，該一次繞組與該至少一個二次繞組彼此磁性耦接，其中該二次繞組耦接至該電力轉換器的該輸出節點；以及 一切換電容電路，該切換電容電路耦接於該輸入節點與該變壓器的該一次繞組之間，該切換電容電路包含複數個電容器與複數個切換器，該複數個切換器經配置以在一第一作業階段內將該等電容器連接至該輸入節點，並在一第二作業階段內將該等電容器連接至該一次繞組。
  9. 如請求項8所述之電力轉換器，其中該切換電容電路的該複數個電容器的第一與第二電容器，在該第一作業階段內彼此串聯耦接且串聯耦接於該輸入節點，且該第一與第二電容器在該第二作業階段內彼此並聯耦接且並聯耦接至該一次繞組。
  10. 如請求項8所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含一電感器，該電感器具有一第一節點與一第二節點，該第一節點耦接至該至少一個二次繞組，該第二節點耦接至該電力轉換器的該輸出節點。
  11. 如請求項8所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含至少一個二極體，該至少一個二極體具有一第一節點與一第二節點，該第一節點耦接至該至少一個二次繞組，該第二節點耦接至該電力轉換器的該輸出節點。
  12. 如請求項11所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含至少一個切換器，該至少一個切換器在該等第一與第二節點之間與該至少一個二極體並聯耦接。
  13. 如請求項8所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含耦接至該變壓器的該二次繞組的一全橋二極體整流器電路。
  14. 如請求項8所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含一電感器，該電感器耦接於該切換電容電路與該變壓器的該一次繞組之間。
  15. 如請求項8所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含一回授控制器，該回授控制器經配置以感測該輸出節點處的該變壓器輸出電壓，並根據該感測到的變壓器輸出電壓控制該切換電容電路的作業。
  16. 如請求項15所述之電力轉換器，其中該回授控制器經配置以根據該感測到的變壓器輸出電壓，調整該切換電容電路的該等第一與第二作業階段的相對長度。
  17. 一種電力轉換器，經配置以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，該電力轉換器包含： 分壓構件，用於將跨於一電路元件串聯連結上的該輸入電壓分壓，以獲得一分壓輸入電壓，該分壓輸入電壓具有低於該輸入電壓的一電壓位準；以及 變壓構件，用於將該分壓輸入電壓透過至少兩個磁性耦接的線圈，變壓成該輸出電壓。
  18. 如請求項17所述之電力轉換器，其中用於分壓該輸入電壓的該分壓構件包含：切換構件，該切換構件經配置以將該等電路元件選擇性連接成一串聯連結與一並聯連結。
  19. 如請求項18所述之電力轉換器，該電力轉換器進一步包含： 感測構件，用於感測該輸出電壓，並用於根據該感測到的輸出電壓控制該切換構件。
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