TWI908241B - 電力轉換電路及逆變器 - Google Patents

Abstract

一電力轉換電路耦接馬達及無線充電發送端，其包含逆變器及處理器。逆變器包含三個半橋電路。三個半橋電路分別耦接電池、馬達及無線充電發送端。三個半橋電路皆包含兩個開關。處理器耦接三個半橋電路之多個開關，於第一期間產生多個控制訊號，根據多個控制訊號中每一者之第一準位分別控制多個開關，使電池對馬達供電。處理器於第二期間調整多個控制訊號中每一者之第一準位至第二準位，關閉三個半橋電路其中一者，並輪流交替導通三個半橋電路其餘兩者之多個開關，調整無線充電發送端之供應電源，對電池充電至目標電量。

Description

電力轉換電路及逆變器

本案涉及一種充放電的電子裝置。詳細而言，本案涉及一種電力轉換電路及逆變器。

現有電力轉換電路的線圈需外接一個整流器，以將二次側線圈的交流電整流(Alternating。Current, AC)為直流電(Direct Current, DC)。接著，直流電需再藉由直流-直流轉換器(DC-DC converter)轉換為電池所規定的直流數值。因此，外接的整流器及直流-直流轉換器分別佔據裝置中一定比例的空間，並影響到散熱的效果。前述兩個電路不利於裝置微型化的設計。

因此，上述技術尚存諸多缺陷，而有待本領域從業人員研發出其餘適合的電力轉換電路及逆變器。

本案的一面向涉及一種電力轉換電路。電力轉換電路耦接於馬達及無線充電發送端之間。電力轉換電路包含逆變器及處理器。逆變器包含一第半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路。第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路分別耦接於電池、馬達及無線充電發送端。第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路中的每一者皆包含兩個開關。處理器耦接於第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路之多個開關，並用以於第一期間產生控制訊號，以根據多個控制訊號中每一者之第一準位分別控制多個開關，以使電池對馬達供電。處理器用以於第二期間調整多個控制訊號中每一者之第一準位至第二準位，以關閉第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路其中一者，並藉由多個控制訊號輪流交替導通第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路其餘兩者之多個開關，以調整無線充電發送端之供應電源，藉以對電池充電至目標電量。

本案的另一面向涉及一種逆變器。逆變器設置於電力轉換電路。電力轉換電路耦接於馬達及無線充電發送端之間。逆變器包含第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路。第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路分別耦接於電池、馬達及無線充電發送端。第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路中的每一者皆包含兩個開關。第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路之多個開關分別接收處理器之多個控制訊號，並用以於第一期間根據多個控制訊號中每一者之第一準位以控制多個開關，以使電池對馬達供電。處理器用以於第二期間調整多個控制訊號中每一者之第一準位至第二準位，以關閉第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路其中一者，並藉由多個控制訊號輪流交替導通第一半橋電路、第二半橋電路及第三半橋電路其餘兩者之多個開關，以調整無線充電發送端之供應電源，藉以對電池充電至目標電量。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本案提供一種電力轉換電路及逆變器之設計。藉由本案設計使電力轉換電路可實現微型化的設計。

以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本案之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本案之實施例後，當可由本案所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本案之精神與範圍。

現有電力轉換電路的線圈需外接一個整流器，以將二次側線圈的交流電整流(Alternating Current, AC)為直流電(Direct Current, DC)。接著，直流電需再藉由直流-直流轉換器(DC-DC converter)轉換為電池所規定的直流數值。此外，外接的整流器及直流-直流轉換器均僅用於對電池進行無線充電的充電模式下，換言之，當電池處於放電模式以對馬達放電時，外接的整流器及直流-直流轉換器等同於毫無作用。

因此，外接的整流器及直流-直流轉換器分別佔據裝置一定比例的空間，並影響到散熱的效果。本案設計一種共用電力轉換電路之逆變器之操作方法及電路結構，以達到輕巧並節省裝置內部空間成本及元件成本，進而實現裝置微型化的設計。

為使本案設計電路之簡易結構及操作易於理解，請參閱第1圖。第1圖為根據本案一些實施例繪示的電子裝置10及無線充電發送端900之電路方塊示意圖。在一些實施例中，電子裝置10可實作為電動自行車(E-bike)或工廠中無人載具等移動電子裝置。電子裝置10包含馬達M及電池B。由於現行需求，電子裝置10需轉換電池B之電力以驅動馬達M，且需要電子裝置10整流充電源之電力而對電池B充電。電子裝置10更包含電力轉換電路100。電池B可依據實際需求設置於電力轉換電路100內或電力轉換電路100外部。

電力轉換電路100耦接於無線充電發送端900與電池B之間。無線充電發送端900連接於直流電源(圖中未示)。無線充電發送端900包含半橋電路(圖中未示)。無線充電發送端900透過半橋電路輸出方波，並藉由無線充電發送端900的電感及電容轉換直流電源的直流電力為交流電力。此時，交流電力透過無線充電線圈CC的發送端產生磁場，以傳輸能量至無線充電線圈CC的接受端以轉換能量，進而對電池B進行充電。本案設計電路處於充電模式(或稱為充電期間)下的充電路徑開始於無線充電發送端900，依序經由無線充電線圈CC、電力轉換電路100至電池B。

電力轉換電路100耦接於電池B及馬達M之間。本案設計電路處於放電模式(或稱為放電期間)下的放電路徑開始於電池B，依序經由電力轉換電路100至馬達M。因此，本案之電力轉換電路100無論是充電模式(或稱為充電期間)還是放電模式下均處於操作狀態。本揭示將於後續段落描述實施手法以解決上述問題。

為使本案電力轉換電路100之詳細結構易於理解，請參閱第2圖。第2圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100、馬達M、電池B及無線充電發送端900之詳細電路示意圖。在一些實施例中，請參閱第2圖，電力轉換電路100包含逆變器110、處理器120、轉換器130、保護開關SW1及保護開關SW2。逆變器110耦接於馬達M、電容C1及轉換器130。逆變器110透過轉換器130耦接於電池B及電容C2。處理器120耦接於轉換器130、保護開關SW1及保護開關SW2。

在一些實施例中，請以圖式中元件上方及右方起算為第一端，逆變器110包含電晶體Q1至電晶體Q6。電晶體Q1至電晶體Q6皆包含第一端、第二端及控制端。電晶體Q1、電晶體Q3、電晶體Q5之第一端耦接於電容C1之第一端。電晶體Q2、電晶體Q4、電晶體Q6之第二端耦接於電容C1之第二端。電晶體Q1之第二端耦接於電晶體Q2之第一端及節點N1。電晶體Q1及電晶體Q2屬於同一半橋電路。電晶體Q3之第二端耦接於電晶體Q4之第一端及節點N2。電晶體Q3及電晶體Q4屬於同一半橋電路。電晶體Q5之第二端耦接於電晶體Q6之第一端及節點N3。電晶體Q5及電晶體Q6屬於同一半橋電路。須說明的是，電晶體Q1至電晶體Q6用以放大電路中的訊號。電晶體Q1至電晶體Q6於本案中作為開關使用。

在一些實施例中，電晶體Q1至電晶體Q6可依據實際需求分別實作為P型金屬氧化物半導體場效電晶體(P-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, PMOS)或N型金屬氧化物半導體場效電晶體(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, NMOS)。在一些實施例中，電晶體Q1至電晶體Q6分別包含對應的寄生二極體P1至寄生二極體P6。

在一些實施例中，請參閱第2圖，處理器120分別耦接於逆變器110之電晶體Q1至電晶體Q6。處理器120用以分別產生控制訊號S1至控制訊號S6到對應的電晶體Q1至電晶體Q6。在一些實施例中，處理器120可以由單純硬體所實現且不仰賴軟體實現其功能。舉例而言，處理器120可透過轉換器130之電壓/電流偵測電路，以監控電力轉換電路100之電路的電壓及電流，以分別產生控制訊號S1至控制訊號S6。在處理器120由單純硬體所實現的一些實施例中，處理器120可由特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)所實現。

在一些實施例中，轉換器130可實作為（DC-to-DC converter），為電能轉換的電路或是機電設備，可以將原先直流電源進一步轉換為不同電壓數值的直流電源。

在一些實施例中，馬達M可實作為三相馬達。三相馬達包含三個定子繞組(例如馬達電感L1、馬達電感L2及馬達電感L3)。各相之電壓/電流分別相隔120度，形成一個旋轉磁場驅使轉子轉動(例如相電源Vu、相電源Vv以及相電源Vw)。

在一些實施例中，保護開關SW1及保護開關SW2耦接於節點N2(即電晶體Q3及電晶體Q4所組成的半橋電路)。於充電模式(或稱為充電期間)下，保護開關SW1導通且保護開關SW2不導通，以確保充電模式的充電路徑不會影響到馬達M。於放電模式(或稱為放電期間)下，保護開關SW1不導通且保護開關SW2導通，以確保放電模式的放電路徑不會影響到無線充電線圈CC及無線充電發送端900。在一些實施例中，保護開關SW1及保護開關SW2分別根據處理器120所輸出的操作訊號導通及關閉。

須說明的是，保護開關SW1及保護開關SW2不一定會耦接於同一個節點。保護開關SW1及保護開關SW2之位置可依據實際需求設計，並不以本案圖式實施例為限。

請參閱第2圖，逆變器110用以於充電模式下將無線充電線圈CC的感應交流電力進行整流，以轉換為直流電力。接著，轉換器130於充電模式下再將直流電力轉換為不同電壓數值的直流電力，以儲存於電池B中。本案逆變器110的整流方式依據元件特性可實作為主動式整流及被動式整流。詳細整流操作將於後續段落描述。

為使本案電力轉換電路100之詳細整流操作易於理解，請一併參閱第3A圖至第4圖。第3A圖至第3B圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100、馬達M、電池B及無線充電發送端900之電路狀態示意圖。第4圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之電壓電流示意圖。第4圖之電壓電流示意圖分別呈現電力轉換電路100處於充電模式下的電壓電流情況。電壓及電流及下標符號分別對應電力轉換電路100中的各個元件。須說明的是，第3A圖及第3B圖主要於後續段落說明逆變器110之整流操作，故暫時省略轉換器130。

請參閱第3A圖、第3B圖及第4圖，當電力轉換電路100處於充電模式下，電力轉換電路100之處理器120輸出控制訊號S1至控制訊號S6，以控制逆變器110之三個半橋電路其中一者關閉(例如電晶體Q5及電晶體Q6所形成的半橋電路)，並輪流交替導通逆變器110之三個半橋電路其餘兩者(例如電晶體Q1至電晶體Q4所形成的兩半橋電路)。電晶體Q1至電晶體Q4所形成的兩半橋電路近似於全橋電路的運作。詳細而言，如第3A圖所示，先導通電晶體Q2及電晶體Q3，並斷開電晶體Q1及電晶體Q4。接著，再如第3B圖所示，導通電晶體Q1及電晶體Q4，並斷開電晶體Q2及電晶體Q3。如此一來，電晶體Q1至電晶體Q4之交替運作便可將交流電中負電壓轉換正電壓，以整流成直流電壓。電晶體Q1至電晶體Q4之交替運作為電力轉換電路100之充電模式(或稱為充電期間)的主動式整流。

請再參閱第2圖，電力轉換電路100之處理器120透過轉換器130之電壓/電流偵測，以決定電流(Constant Current, CC)定電壓(Constant Voltage, CV)充電模式。

若電池B之電壓低於定電壓(CV)充電模式的預設電壓值，處理器120執行定電流(CC)充電模式，並將依序控制逆變器110進行整流並利用轉換器130進行轉換。此時，電池B的狀態為電池B之電壓上升，電池B之電阻分量下降，以大電流進行充電。隨後，當電池B之電壓已達到定電壓(CV)充電模式的預設電壓值，處理器120會再執行定電壓(CV)充電模式，以預設的充電電壓值進行充電。此時，電池B的狀態為電池B之電壓已達到設定的充電電壓，但受內阻影響電池B內部的電壓偏低。同時，充電電流隨著電池B內部電壓的升高而減少。最後，當充電電流達到設定的終止充電電流值時，電池B會被繼續充電一段時間後完成充電。

若電池B之電壓高於定電流(CC)充電模式的預設電壓值，則會直接進行定電壓(CV)充電模式。詳細操作已於上述說明，於此不作贅述。

第5A圖至第5B圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100、馬達M、電池B及無線充電發送端900之電路狀態示意圖。在一些實施例中，請參閱第5A圖及第5B圖，電力轉換電路100之充電模式可實作為被動式整流。電力轉換電路100之處理器120輸出控制訊號S1至控制訊號S6，以控制三個半橋電路其中一者關閉(例如電晶體Q5及電晶體Q6所形成的半橋電路)，並使三個半橋電路其餘兩者(例如電晶體Q1至電晶體Q4所形成的兩半橋電路)操作於接近關閉的狀態(即些許部分導通的狀態)，以透過電晶體Q1至電晶體Q4之寄生二極體P1至寄生二極體P4將交流電中負電壓轉換正電壓，以整流成直流電壓。透過寄生二極體P1至寄生二極體P4之方式為電力轉換電路100之充電模式(或稱為充電期間)的被動式整流。

第6A圖至第6F圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100、馬達M、電池B及無線充電發送端900之電路狀態示意圖。第6A圖至第6F圖之實施例繪示電力轉換電路100、無線充電發送端900及馬達M之間設置不同數量及不同位置的開關。

請參閱到第6A圖，保護開關SW1及保護開關SW2耦接於節點N1，並耦接於馬達M之三相電源之第一者(例如下方的相電源Vw)。開關SW3耦接於節點N2，並耦接於馬達M之三相電源之第二者(例如中間的相電源Vv)。開關SW4耦接於節點N3，並耦接於馬達M之三相電源之第三者(例如上方的相電源Vu)。

請參閱到第6B圖，保護開關SW1及保護開關SW2耦接於節點N1，並耦接於馬達M之三相電源之第一者(例如下方的相電源Vw)。開關SW3耦接於節點N2，並耦接於馬達M之三相電源之第二者(例如中間的相電源Vv)。

請參閱到第6C圖，保護開關SW1及保護開關SW2耦接於節點N2，並耦接於馬達M之三相電源之第一者(例如中間的相電源Vv)。

請參閱到第6D圖，保護開關SW1耦接於節點N2，並耦接於馬達M之三相電源之第一者(例如中間的相電源Vv)。保護開關SW2耦接於節點N1，並耦接於馬達M之三相電源之第二者(例如下方的相電源Vw)。

請參閱到第6E圖，保護開關SW1及保護開關SW2耦接於節點N1，並耦接於馬達M之三相電源之第一者(例如下方的相電源Vw)。

請參閱到第6F圖，保護開關SW1耦接於節點N1，並耦接於馬達M之三相電源之第一者(例如下方的相電源Vw)。保護開關SW2耦接於節點N2，並耦接於馬達M之三相電源之第二者(例如中間的相電源Vv)。

前述不同數量及不同位置的開關設計之主要用意在於確保電力轉換電路100於充電模式的充電路徑不會影響到馬達M，以及確保電力轉換電路100於放電模式的放電路徑不會影響到無線充電發送端900。此外，此設計可確保電路結構之殘餘電荷或漏電流不會影響電力轉換電路100之元件或可於檢測時確認電力轉換電路100中多個開關及元件是否正常。

據此，電力轉換電路100之共用逆變器設計已解決外接整流器佔據裝置一定比例的空間的問題，使裝置實現微型化的設計。然而，本案更進一步提出額外的共用設計，使本案之電力轉換電路100之體積更進一步縮小。詳細的微型化設計將於後續段落描述。

為使本案微型化設計之電路結構及操作易於理解，本案需先介紹轉換器130之操作，請參閱第7圖。第7圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100、馬達M、電池B及無線充電發送端900之電路方塊示意圖。在一些實施例中，電力轉換電路100包含逆變器110、處理器120及轉換器130A。轉換器130A可實作為降壓轉換器(Buck converter)。轉換器130A包含轉換器開關Q7、轉換器開關Q8、轉換器電感L4及電容C3。轉換器開關Q7及轉換器開關Q8皆包含第一端、第二端及控制端。轉換器開關Q7之第一端耦接於逆變器110。轉換器開關Q7之第二端耦接於轉換器電感L4之第二端。轉換器開關Q7之控制端用以接收第一控制訊號S7。轉換器電感L4之第一端耦接於電容C3之第一端。轉換器開關Q8之第一端耦接於電晶體Q7之第二端。轉換器開關Q8之第二端耦接於逆變器110及電容C3之第二端。轉換器開關Q8之控制端用以接收第二控制訊號S8。第7圖之電力轉換電路100及馬達M之詳細電路結構相似於第2圖之詳細電路結構，於此不作贅述。在一些實施例中，轉換器開關Q7及轉換器開關Q8可依據實際需求分別實作為P型金屬氧化物半導體場效電晶體(P-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, PMOS)或N型金屬氧化物半導體場效電晶體(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, NMOS)。

第8圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之充電模式之電路狀態示意圖。第9圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之充電模式之電路狀態示意圖。第8圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q2及電晶體Q3之操作基本上相似於第3A圖及第5A圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q2及電晶體Q3之操作，於此不作贅述。第9圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q1及電晶體Q4之操作基本上相似於第3B圖及第5B圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q1及電晶體Q4之操作，於此不作贅述。為簡潔起見，以下僅說明差異之處。

第8圖之實施例及第9圖之實施例繪示出轉換器130A之轉換器開關Q7及轉換器開關Q8的運作狀態。請參閱第8圖及第9圖，於充電模式(或稱為充電期間)下，逆變器110之電晶體Q1至電晶體Q4輪流交替導通。同時，轉換器130A之轉換器開關Q7及轉換器開關Q8均為導通，以使逆變器110所整流的直流電力轉換為電池B所儲存的電力。

第10圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之放電模式之電路狀態示意圖。請參閱第10圖，於放電模式(或稱為放電期間)下，逆變器110之電晶體Q1至電晶體Q6輪流交替導通。同時，轉換器130A之轉換器開關Q7導通及轉換器開關Q8關閉，以使電池B於充電模式(或稱為充電期間)時所儲存的直流電力轉換為馬達M的三相交流電力，藉以進行由電池B對馬達M放電的流程。須說明的是，放電路徑如第10圖所示依序經過轉換器130A之轉換器開關Q7、逆變器110三個半橋電路之其中一橋臂(例如電晶體Q1)以及馬達M之三相電源其中一者(例如相電源Vw)。

在理解轉換器130A之操作後，為使本案微型化設計之電路結構及操作易於理解，請參閱第11圖。第11圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100、馬達M、電池B及無線充電發送端900之電路狀態示意圖。在一些實施例中，電力轉換電路100包含逆變器110、處理器120及轉換器130B。轉換器130B可實作為降壓轉換器(Buck converter)。轉換器130B包含切換開關SW5、轉換器電感L5、電容C4、二極體D1及逆變器110之電晶體Q5及電晶體Q6。切換開關SW5、轉換器電感L5、電容C4、二極體D1均包含第一端及第二端。開關SW5之第一端耦接於節點N3、逆變器110及馬達M之三相電源其中一者。切換開關SW5之第二端耦接於轉換器電感L5之第一端。轉換器電感L5之第二端耦接於電容C4之第一端及二極體D1之第二端(即陽極端)。第11圖之電力轉換電路100及馬達M之詳細電路結構相似於第2圖及第7圖之詳細電路結構，於此不作贅述。

第12圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之充電模式之電路狀態示意圖。第13圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之充電模式之電路狀態示意圖。第12圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q2及電晶體Q3之操作基本上相似於第3A圖及第5A圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q2及電晶體Q3之操作，於此不作贅述。第13圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q1及電晶體Q4之操作基本上相似於第3B圖及第5B圖之電力轉換電路100之逆變器110之電晶體Q1及電晶體Q4之操作，於此不作贅述。為簡潔起見，以下僅說明差異之處。

第12圖之實施例及第13圖之實施例繪示出轉換器130B及逆變器110之電晶體Q1至電晶體Q6的運作狀態。請參閱第12圖及第13圖，於充電模式(或稱為充電期間)下，逆變器110之電晶體Q1至電晶體Q4輪流交替導通，以進行整流。同時，逆變器110之電晶體Q5及電晶體Q6均為導通，以使逆變器110所整流的直流電力配合轉換器130B之轉換器電感L5及電容C4轉換為電池B所儲存的電力。

須說明的是，本案微型化的設計則是將逆變器110於充電模式下所關閉的三個半橋電路其中一者作為降壓轉換器之一部分。相較於第8圖及第9圖之實施例，第12圖及第13圖之實施例於充電模式下再次導通所關閉的三個半橋電路其中一者，以進行整流之後的轉換。如此一來，原先三個半橋電路其餘兩者維持輪流交替導通，以進行整流。本案設計更進一步縮減電力轉換電路100中的元件數量，以達到裝置微型化。

第14圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路100之放電模式之電路狀態示意圖。請參閱第14圖，於放電模式(或稱為放電期間)下，逆變器110之電晶體Q1至電晶體Q6輪流交替導通。同時，轉換器130B之切換開關SW5關閉，以使電池B於充電模式(或稱為充電期間)時所儲存的直流電力轉換為馬達M的三相交流電力，藉以進行由電池B對馬達M放電的流程。須說明的是，放電路徑如第14圖所示依序經過轉換器130B之二極體D1、逆變器110三個半橋電路之其中一橋臂(例如電晶體Q1)以及馬達M之三相電源其中一者(例如相電源Vw)。

依據前述實施例，本案提供一種電力轉換電路及逆變器之設計。藉由本案設計已解決外接整流器佔據電力轉換電路一定比例的空間的問題，使電力轉換電路實現微型化的設計。此外，本案更進一步調整電力轉換電路之逆變器及轉換器之操作，進而使電力轉換電路之尺寸更為縮小。

雖然本案以詳細之實施例揭露如上，然而本案並不排除其他可行之實施態樣。因此，本案之保護範圍當視所附之申請專利範圍所界定者為準，而非受於前述實施例之限制。

對本領域技術人員而言，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對本案作各種之更動與潤飾。基於前述實施例，所有對本案所作的更動與潤飾，亦涵蓋於本案之保護範圍內。

10:電子裝置100:電力轉換電路900:無線充電發送端B:電池CC:無線充電線圈M:馬達SW1~SW2:保護開關SW3~SW4:開關SW5:切換開關110:逆變器120:處理器130, 130A, 130B:轉換器C1~C4:電容Q1~Q6:電晶體Q7~Q8:轉換器開關P1~P6:寄生二極體S1~S8:控制訊號Vu, Vv, Vw:相電源L1~L3:馬達電感L4~L5:轉換器電感N1~N3:節點VG_Q1~VG_Q4, V_SW1~V_SW2:電壓I_Q1~I_Q4:電流V_B:電池電壓D1:二極體

參照後續段落中的實施方式以及下列圖式，當可更佳地理解本案的內容：第1圖為根據本案一些實施例繪示的電子裝置及無線充電發送端之電路方塊示意圖；第2圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路、馬達、電池及無線充電發送端之詳細電路示意圖；第3A圖及第3B圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路、馬達、電池及無線充電發送端之電路狀態示意圖；第4圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之電壓電流示意圖；第5A圖及第5B圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路、馬達、電池及無線充電發送端之電路狀態示意圖；第6A圖至第6F圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路、馬達、電池及無線充電發送端之電路狀態示意圖；第7圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路、馬達、電池及無線充電發送端之電路方塊示意圖；第8圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之充電模式之電路狀態示意圖；第9圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之充電模式之電路狀態示意圖；第10圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之放電模式之電路狀態示意圖；第11圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路、馬達、電池及無線充電發送端之電路狀態示意圖；第12圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之充電模式之電路狀態示意圖；第13圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之充電模式之電路狀態示意圖；以及第14圖為根據本案一些實施例繪示的電力轉換電路之放電模式之電路狀態示意圖。

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10:電子裝置

100:電力轉換電路

900:無線充電發送端

B:電池

CC:無線充電線圈

M:馬達

Claims (6)

1. 一種電力轉換電路，耦接於一馬達及一無線充電發送端之間，包含：一逆變器，包含一第一半橋電路、一第二半橋電路及一第三半橋電路，其中該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路分別耦接於一電池、該馬達及該無線充電發送端，其中該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路中的每一者皆包含兩個開關；一處理器，耦接於該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路之該些開關，並用以於一第一期間產生多個控制訊號，以根據該些控制訊號中每一者之一第一準位分別控制該些開關，以使該電池對該馬達供電，其中該處理器用以於一第二期間調整該些控制訊號中每一者之該第一準位至一第二準位，以關閉該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中一者，並藉由該些控制訊號輪流交替導通該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其餘兩者之該些開關，以調整該無線充電發送端之一供應電源，藉以對該電池充電至一目標電量；以及一轉換器，耦接於該逆變器及該電池之間，並用以轉換經該逆變器整流的該供應電源，且用以偵測該電池之一電壓及一電流，以決定多種充電模式，其中該轉換器包含：一轉換器電感；一電容，耦接於該轉換器電感；一二極體，耦接於該轉換器電感、該電容、該逆變器及該電池；以及一切換開關，耦接於該轉換器電感，並用以於該第一期間根據一控制訊號導通，其中該處理器用以於該第二期間分別導通該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中兩者，以對該供應電源之一電力進行整流，並導通該轉換器之該切換開關及該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其餘一者，以對整流後的該電力進行轉換，進而使該供應電源對該電池充電至該目標電量。
2. 如請求項1所述之電力轉換電路，更包含：一第一保護開關，耦接於該逆變器及該無線充電發送端之間，並耦接於該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中一者；以及一第二保護開關，耦接於該逆變器及該馬達之間，並耦接於該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中一者，其中該第一保護開關用以於該第二期間根據一第一操作訊號導通，其中該第二保護開關用以於該第二期間根據一第二操作訊號關閉。
3. 如請求項1所述之電力轉換電路，其中該處理器用以於該第一期間控制該逆變器之該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路，以使該電池經過該轉換器之該二極體對該馬達供電。
4. 一種逆變器，設置於一電力轉換電路，其中該電力轉換電路耦接於一馬達及一無線充電發送端之間，其中該逆變器包含：一第一半橋電路，耦接於一電池、該馬達及該無線充電發送端；一第二半橋電路，耦接於該電池、該馬達及該無線充電發送端；一第三半橋電路，耦接於該電池、該馬達及該無線充電發送端，其中該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路中的每一者皆包含兩個開關；其中該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路之該些開關分別接收一處理器之多個控制訊號，並用以於一第一期間根據該些控制訊號中每一者之一第一準位以控制該些開關，以使該電池對該馬達供電，其中該處理器用以於一第二期間調整該些控制訊號中每一者之該第一準位至一第二準位，以關閉該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中一者，並藉由該些控制訊號輪流交替導通該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其餘兩者之該些開關，以調整該無線充電發送端之一供應電源，藉以對該電池充電至一目標電量，其中該電力轉換電路更包含：一轉換器，耦接於該逆變器及該電池之間，並用以轉換經該逆變器整流的該供應電源，且用以偵測該電池之一電壓及一電流，以決定多種充電模式，其中該轉換器包含：一轉換器電感；一電容，耦接於該轉換器電感；一二極體，耦接於該轉換器電感、該電容、該逆變器及該電池；以及一切換開關，耦接於該轉換器電感，並用以於該第一期間根據一控制訊號導通，其中該處理器用以於該第二期間分別導通該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中兩者，以對該供應電源之一電力進行整流，並導通該轉換器之該切換開關及該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其餘一者，以對整流後的該電力進行轉換，進而使該供應電源對該電池充電至該目標電量。
5. 如請求項4所述之逆變器，其中該電力轉換電路更包含：一第一保護開關，耦接於該逆變器及該無線充電發送端之間，並耦接於該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中一者；以及一第二保護開關，耦接於該逆變器及該馬達之間，並耦接於該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路其中一者，其中該第一保護開關用以於該第二期間根據一第一操作訊號導通，其中該第二保護開關用以於該第二期間根據一第二操作訊號關閉。
6. 如請求項4所述之逆變器，其中該處理器用以於該第一期間控制該逆變器之該第一半橋電路、該第二半橋電路及該第三半橋電路，以使該電池經過該轉換器之該二極體對該馬達供電。