[发明专利]柔性切换式双向电源转换器及其操作方法

权利要求书

1.一种柔性切换式双向电源转换器，具有一输入侧与一输出侧，该双向电源转换器包含：

一双向开关模块，连接该输入侧，包含：

一双向开关；及

一谐振电感，串联连接该双向开关；

一主电感，并联连接该双向开关模块；

一第一开关模块，连接该双向开关模块与该主电感，包含一第一开关与一第一谐振电容；

一第二开关模块，连接该双向开关模块与该主电感，包含一第二开关与一第二谐振电容；

一控制单元，产生一双向开关控制信号、一第一开关控制信号以及一第二开关控制信号，并且该双向开关控制信号控制该双向开关、该第一开关控制信号控制该第一开关以及该第二开关控制信号控制该第二开关；

其中，对于由输入侧传递至输出侧的电源传递，该控制单元于该第二开关控制信号为低电平时，控制该双向开关控制信号导通该双向开关，然后，当该谐振电感与该第一谐振电容及该第二谐振电容产生谐振，使得该第一谐振电容的电压降为零时，该控制单元即控制该第一开关控制信号导通该第一开关，并且通过切换该第一开关，进而控制该双向电源转换器产生的电源由该输入侧传递至该输出侧；

其中，对于由输出侧传递至输入侧的电源传递，该控制单元于该第一开关控制信号为低电平时，控制该双向开关控制信号导通该双向开关，然后，当该谐振电感与该第一谐振电容及该第二谐振电容产生谐振，使得该第二谐振电容的电压降为零时，该控制单元即控制该第二开关控制信号导通该第二开关，并且通过切换该第二开关，进而控制该双向电源转换器产生的电源由该输出侧传递至该输入侧。

2.如权利要求1所述的柔性切换式双向电源转换器，其中当该双向开关控制信号导通该双向开关，且经过一第一延迟时间后，确保该第一谐振电容的电压降为零时，该第一开关控制信号导通该第一开关；其中当该双向开关控制信号导通该双向开关，且经过一第二延迟时间后，确保该第二谐振电容的电压降为零时，该第二开关控制信号导通该第二开关。

3.如权利要求2所述的柔性切换式双向电源转换器，其中当该谐振电感的电流为零时，该双向开关控制信号导通该双向开关，进而当该谐振电感与该第一谐振电容及该第二谐振电容产生谐振，使得该第一谐振电容的电压降为零时，该第一开关控制信号为高电平以导通该第一开关，并且通过切换该第一开关，进而控制该双向电源转换器产生的电源由该输入侧传递至该输出侧。

4.如权利要求2所述的柔性切换式双向电源转换器，其中当该谐振电感的电流为零时，该双向开关控制信号导通该双向开关，进而当该谐振电感与该第一谐振电容及该第二谐振电容产生谐振，使得该第二谐振电容的电压降为零时，该第二开关控制信号为高电平以导通该第二开关，并且通过切换该第二开关，进而控制该双向电源转换器产生的电源由该输出侧传递至该输入侧。

5.如权利要求1所述的柔性切换式双向电源转换器，其中该第一开关模块还包含一第一二极管，并联连接该第一开关与该第一谐振电容，其中该第一开关并联连接该第一谐振电容；该第二开关模块还包含一第二二极管，并联连接该第二开关与该第二谐振电容，其中该第二开关并联连接该第二谐振电容。

6.如权利要求1所述的柔性切换式双向电源转换器，其中该双向开关由两晶体管开关以串联连接或并联连接方式所电性连接组成，其中每一晶体管开关为一金属氧化物半导体场效晶体管开关、一绝缘栅双极晶体管开关、一氮化镓晶体管开关或一碳化硅晶体管开关。

7.如权利要求3所述的柔性切换式双向电源转换器，其中该第二开关控制信号与该第一开关控制信号为具有死区时间的互补信号，或该第二开关控制信号为低电平截止信号。

8.如权利要求4所述的柔性切换式双向电源转换器，其中该第一开关控制信号与该第二开关控制信号为具有死区时间的互补信号，或该第一开关控制信号为低电平截止信号。