电源转换装置、供电系统及其控制方法与流程

本发明是关于一种供电系统，且特别是关于一种并联多功率模块的供电系统。

背景技术：

近来，随着容量需求不断提升，备援供电系统可通过并联多组功率模块增加系统容量，藉此提升系统所能传输的电力。

然而，由于受到控制信号延迟程度不一的影响，于稳态时各组彼此并联的功率模块之间容易产生回流电流，瞬时时也容易有剧烈的电流变化，严重时甚至可能导致系统内的元件毁损。因此，如何实现各组功率模块之间的均流，实为本领域当前重要的研究课题。

技术实现要素：

本发明内容的一种态样为一种电源转换装置。电源转换装置包含：一第一功率模块以及一第二功率模块，其中该第一功率模块以及该第二功率模块，以并联形式彼此电性耦接；一回流抑制电路，其中该回流抑制电路的一第一端与一第二端分别电性耦接于该第一功率模块与该第二功率模块，该回流抑制电路的一第三端与一第四端彼此电性耦接，该回流抑制电路包含：一耦合差模电感，包含一第一绕组与一第二绕组，其中该第一绕组电性耦接于该第一功率模块，该第二绕组电性耦接于该第二功率模块；一第一电感单元，电性耦接于该第一绕组；以及一第二电感单元，电性耦接于该第二绕组；以及一驱动电路，用以根据一电流检测信号输出一驱动信号至该第一功率模块以及该第二功率模块。

在本发明内容部分实施例中，该第一功率模块的一第一端以及该第二功率模块的一第一端电性耦接于一直流总线的正极端，该第一功率模块的一第二端以及该第二功率模块的一第二端电性耦接于该直流总线的负极端，该第一功率模块的一第三端以及该第二功率模块的一第三端分别电性耦接于该第一绕组以及该第二绕组，该第一功率模块以及该第二功率模块根据相同的该驱动信号进行驱动。

在本发明内容部分实施例中，该回流抑制电路的该第三端与该第四端电性耦接于一电网，该第一功率模块以及该第二功率模块分别用以根据该驱动信号，经由该回流抑制电路自该电网接收一第一电流以及一第二电流，以对该直流总线供电。

在本发明内容部分实施例中，电源转换装置更包含一电流检测单元，用以检测流经该第一绕组的该第一电流或流经该第二绕组的该第二电流，并相应输出该电流检测信号至该驱动电路，使得该驱动电路根据该电流检测信号驱动该第一功率模块以及该第二功率模块。

在本发明内容部分实施例中，电源转换装置更包含一电流检测单元，用以检测该电网的一输入电流，并相应输出该电流检测信号至该驱动电路，使得该驱动电路驱动该第一功率模块以及该第二功率模块，其中该输入电流为该第一电流与该第二电流的总和。

在本发明内容部分实施例中，该回流抑制电路的该第三端与该第四端电性耦接于一负载，该第一功率模块以及该第二功率模块分别用以根据该驱动信号，经由该回流抑制电路自该直流总线输出一第三电流以及一第四电流，以对该负载供电。

在本发明内容部分实施例中，电源转换装置更包含一电流检测单元，用以检测流经该第一绕组的该第三电流或流经该第二绕组的该第四电流，并相应输出该电流检测信号至该驱动电路，使得该驱动电路根据该电流检测信号驱动该第一功率模块以及该第二功率模块。

在本发明内容部分实施例中，电源转换装置更包含一电流检测单元，用以检测该电源转换装置输出至该负载的一输出电流，并相应输出该电流检测信号至该驱动电路，使得该驱动电路驱动该第一功率模块以及该第二功率模块，其中该输出电流为该第三电流与该第四电流的总和。

在本发明内容部分实施例中，该第一绕组电性耦接至该回流抑制电路的该第三端，并通过该第一电感单元电性耦接于该回流抑制电路的该第一端，该第二绕组电性耦接至该回流抑制电路的该第四端，并通过该第二电感单元电性耦接于该回流抑制电路的该第二端。

在本发明内容部分实施例中，该第一绕组电性耦接至该回流抑制电路的该第一端，该第二绕组电性耦接至该回流抑制电路的该第二端，该第一电感单元电性耦接至该回流抑制电路的该第三端，该第二电感单元电性耦接至该回流抑制电路的该第四端。

在本发明内容部分实施例中，该第一功率模块以及该第二功率模块分别包含：一第一开关，该第一开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第一端，该第一开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端；以及一第二开关，该第二开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端，该第二开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第二端。

在本发明内容部分实施例中，该第一功率模块以及该第二功率模块分别包含：一第一开关，该第一开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第一端；一第二开关，该第二开关的一第一端电性耦接于该第一开关的一第二端，该第二开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端；一第三开关，该第三开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端；一第四开关，该第四开关的一第一端电性耦接于该第三开关的一第二端，该第四开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第二端；以及一第一二极管，该第一二极管的一第一端电性耦接于该第一开关的该第二端，该第一二极管的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的一第四端；一第二二极管，该第二二极管的一第一端电性耦接于该第一二极管的该第二端，该第二二极管的一第二端电性耦接于该第三开关的该第二端；其中该第一功率模块及该第二功率模块的该第四端电性耦接于该直流总线的一中性点。

在本发明内容部分实施例中，该第一功率模块以及该第二功率模块分别包含：一第一开关，该第一开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第一端，该第一开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端；一第二开关，该第二开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端，该第二开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第二端；一第三开关，该第三开关的一第一端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的该第三端；以及一第四开关，该第四开关的一第一端电性耦接于该第三开关的一第二端，该第四开关的一第二端电性耦接于该第一功率模块或该第二功率模块的一第四端；其中该第一功率模块及该第二功率模块的该第四端电性耦接于该直流总线的一中性点。

在本发明内容部分实施例中，电源转换装置，更包含：一第三功率模块，以并联形式彼此电性耦接于该第一功率模块；其中该回流抑制电路的一第五端电性耦接于该第三功率模块，该回流抑制电路的一第六端与该回流抑制电路的该第三端彼此电性耦接，该回流抑制电路更包含：一第二耦合差模电感，包含一第三绕组与一第四绕组，其中该第三绕组电性耦接于该第二功率模块，该第四绕组电性耦接于该第三功率模块；以及一第三电感单元，电性耦接于该第四绕组；其中该驱动电路更用以根据该电流检测信号输出该驱动信号至该第三功率模块。

本发明内容的另一态样为一种供电系统。供电系统包含：一电网侧转换装置，用以自一电网接收一输入电流，以对一直流总线供电；以及一负载侧转换装置，用以自该直流总线输出一输出电流以对一负载供电；其中该电网侧转换装置包含：一第一电网侧功率模块以及一第二电网侧功率模块，其中该第一电网侧功率模块以及该第二电网侧功率模块以并联形式彼此电性耦接于该直流总线，分别用以自该电网接收一第一输入电流以及一第二输入电流至该直流总线；一电网侧回流抑制电路，其中该电网侧回流抑制电路的一第一端与一第二端分别电性耦接于该第一电网侧功率模块与该第二电网侧功率模块，该电网侧回流抑制电路的一第三端与一第四端彼此电性耦接，该电网侧回流抑制电路包含：一耦合差模电感，包含一第一绕组与一第二绕组，其中该第一绕组电性耦接于该第一电网侧功率模块，该第二绕组电性耦接于该第二电网侧功率模块；一第一电感单元，电性耦接于该第一绕组；以及一第二电感单元，电性耦接于该第二绕组；以及一电网侧驱动电路，用以根据一电网侧电流检测信号输出一电网侧驱动信号至该第一电网侧功率模块以及该第二电网侧功率模块，以控制该第一输入电流以及该第二输入电流的大小。

在本发明内容部分实施例中，该负载侧转换装置包含：一第一负载侧功率模块以及一第二负载侧功率模块，其中该第一负载侧功率模块以及该第二负载侧功率模块以并联形式彼此电性耦接于该直流总线，分别用以自该直流总线输出一第一输出电流以及一第二输出电流至该负载；一负载侧回流抑制电路，其中该负载侧回流抑制电路的一第一端与一第二端分别电性耦接于该第一负载侧功率模块与该第二负载侧功率模块，该负载侧回流抑制电路的一第三端与一第四端彼此电性耦接，该负载侧回流抑制电路包含：一第二耦合差模电感，包含一第三绕组与一第四绕组，其中该第三绕组电性耦接于该第一负载侧功率模块，该第四绕组电性耦接于该第二负载侧功率模块；一第三电感单元，电性耦接于该第三绕组；以及一第四电感单元，电性耦接于该第四绕组；以及一负载侧驱动电路，用以根据一负载侧电流检测信号输出一负载侧驱动信号至该第一负载侧功率模块以及该第二负载侧功率模块，以控制该第一输出电流以及该第二输出电流的大小。

在本发明内容部分实施例中，该第一电网侧功率模块的一第一端以及该第二电网侧功率模块的一第一端电性耦接于该直流总线的正极端，该第一电网侧功率模块的一第二端以及该电网侧第二功率模块的一第二端电性耦接于该直流总线的负极端，该第一电网侧功率模块的一第三端以及该第二电网侧功率模块的一第三端分别电性耦接于该第一绕组以及该第二绕组，该第一电网侧功率模块以及该第二电网侧功率模块根据相同的该电网侧驱动信号进行驱动。

本发明内容的另一态样为一种控制方法。控制方法包含：由一驱动电路根据一电流检测信号输出一驱动信号至一第一功率模块以及一第二功率模块，其中该第一功率模块以及该第二功率模块，以并联形式彼此电性耦接；由该第一功率模块根据该驱动信号控制一第一支路上的一第一电流；由该第二功率模块根据该驱动信号控制一第二支路上的一第二电流；以及通过一回流抑制电路平衡该第一电流与该第二电流，其中该回流抑制电路中一第一电感单元与一耦合差模电感的一第一绕组设置于该第一支路上，一第二电感单元与该耦合差模电感的一第二绕组设置于该第二支路上。

在本发明内容部分实施例中，控制方法更包含：由一电流检测单元根据该第一电流、该第二电流或该第一电流与该第二电流之和输出该电流检测信号至该驱动电路；由该第一功率模块根据该驱动信号通过该第一支路自一电网接收该第一电流，以对一直流总线供电；以及由该第二功率模块根据该驱动信号通过该第二支路自该电网接收该第二电流，以对该直流总线供电。

在本发明内容部分实施例中，控制方法更包含：由一电流检测单元根据该第一电流、该第二电流或该第一电流与该第二电流之和输出该电流检测信号至该驱动电路；由该第一功率模块根据该驱动信号通过该第一支路自一直流总线接收该第一电流，以对一负载供电；以及由该第二功率模块根据该驱动信号通过该第二支路自该直流总线接收该第二电流，以对该负载供电。

附图说明

图1为根据本发明部分实施例所绘示的备援供电系统的示意图。

图2为根据本发明部分实施例所绘示的备援供电系统的示意图。

图3a与图3b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置与负载侧转换装置的示意图。

图4a与图4b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置与负载侧转换装置的示意图。

图5a与图5b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置与负载侧转换装置的示意图。

图6a与图6b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置与负载侧转换装置的示意图。

图7为根据本发明内容部分实施例所绘示的控制方法的流程图。

其中，附图标记：

100备援供电系统

120电网侧转换装置

122回流抑制电路

124a、124b、124c功率模块

126驱动电路

128电流检测单元

140负载侧转换装置

142回流抑制电路

144a、144b、144c功率模块

146驱动电路

148电流检测单元

200电网

300负载

800控制方法

bus+正极端

bus-负极端

c1、c11、c12、c21、c22电容单元

cf1滤波电容

co输出电容

d11、d12、d21、d22、d31、d32、d41、d42二极管

l1a、l1b、l1c、l2a、l2b、l2c电感单元

ldm1、ldm1a、ldm1b、ldm2、ldm2a、ldm2b耦合差模电感

lf1滤波电感

lk1a、lk1b、lk2a、lk2b漏感

s11～s14、s21～s24、s31～s34、s41～s44开关

cs1、cs2驱动信号

iin、iout、i1、i2、i3、i4电流

ss1、ss2电流检测信号

s810～s850步骤

具体实施方式

下文举实施例配合所附图式作详细说明，以更好地理解本发明的态样，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，图式仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。

此外，在本文中所使用的用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指“包含但不限于”。此外，本文中所使用的“及/或”，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参考图1。图1为根据本发明部分实施例所绘示的备援供电系统100的示意图。如图1所示，在部分实施例中，备援供电系统100包含电网侧转换装置120以及负载侧转换装置140。备援供电系统100用以自电网200接收输入电流iin，并相应输出一输出电流iout对负载300供电。具体来说，电网侧转换装置120与负载侧转换装置140彼此通过直流总线的正极端bus+以及直流总线的负极端bus-电性耦接。如此一来，电网侧转换装置120便可自电网200接收输入电流iin对直流总线供电，负载侧转换装置140便可自直流总线输出一输出电流iout以对负载300供电，并通过备援供电系统100中跨接于直流总线的正极端bus+与负极端bus-之间的电容单元c11、c12与电容单元c21、c22等储能元件进行储能。此外，在部分实施例中，负载侧转换装置140亦可自直流总线输出一输出电流iout至电网。当负载侧转换装置140电性耦接至电网并对电网供电时，备援供电系统100亦可作为具备主动滤波能力(activepowerfilter，apf)的备援供电系统。

如图1所示，在部分实施例中，电网侧转换装置120以及负载侧转换装置140可分别包含多个彼此以并联形式电性耦接的功率模块(如：电网侧功率模块124a、124b以及负载侧功率模块144a、144b)，以满足备援供电系统100的容量需求。此外，电网侧转换装置120以及负载侧转换装置140可分别包含电网侧回流抑制电路122以及负载侧回流抑制电路142，以实现并联功率模块之间的电流平衡与自主均流(autobalance)，避免并联功率模块之间产生回流对电路元件造成损害。以下段落将搭配图示分别针对电网侧转换装置120与负载侧转换装置140中电网侧回流抑制电路122、负载侧回流抑制电路142抑制回流的详细操作进行说明。

如图所示，在部分实施例中，电网侧转换装置120包含滤波电感lf1、滤波电容cf1、电网侧回流抑制电路122、电网侧功率模块124a、124b、电网侧驱动电路126以及电流检测单元128。

滤波电感lf1与滤波电容cf1电性耦接于电网侧转换装置120的输入端。在结构上，滤波电感lf1与滤波电容cf1彼此电性耦接以形成滤波电路，用以接收输入电流iin并对输入电流iin进行滤波。

电网侧回流抑制电路122电性耦接于滤波电感lf1以及滤波电容cf1。具体来说，电网侧回流抑制电路122的第一端与第二端分别电性耦接于电网侧功率模块124a与电网侧功率模块124b。电网侧回流抑制电路122的第三端与第四端彼此电性耦接，并用以接收经滤波后的输入电流iin。

如图1所示，电网侧回流抑制电路122包含耦合差模电感ldm1、电感单元l1a以及电感单元l1b。耦合差模电感ldm1包含彼此耦合的第一绕组与第二绕组。耦合差模电感ldm1的第一绕组与电感单元l1a彼此电性耦接，设置于第一支路上，并用以将分流后的电流i1传送至电网侧功率模块124a。耦合差模电感ldm1的第二绕组与电感单元l1b彼此电性耦接，设置于第二支路上，并用以将分流后的电流i2传送至电网侧功率模块124b。如此一来，输入电流iout便可分流为电流i1、i2并分别传输至电网侧功率模块124a、电网侧功率模块124b。

藉此，利用耦合差模电感ldm1的第一绕组与第二绕组上的磁通平衡，便可实现于电路稳态时，第一支路上的电流i1与第二支路上的电流i2的自主均流(autobalance)。

在结构上，电网侧功率模块124a的第一端以及电网侧功率模块124b的第一端电性耦接于直流总线的正极端bus+。电网侧功率模块124a的第二端以及电网侧功率模块124b的第二端电性耦接于直流总线的负极端bus-。电网侧功率模块124a的第三端电性耦接于耦合差模电感ldm1的第一绕组。电网侧功率模块124b的第三端电性耦接于耦合差模电感ldm1的第二绕组。

电网侧驱动电路126用以根据电网侧电流检测信号ss1输出电网侧驱动信号cs1至电网侧功率模块124a以及电网侧功率模块124b。换言之，电网侧功率模块124a以及电网侧功率模块124b根据相同的电网侧驱动信号cs1进行驱动。

在传递电网侧驱动信号cs1进行驱动时，由于电路元件本身制程差异，可能导致电网侧驱动信号cs1传递至电网侧功率模块124a、124b的时间延迟不一。除了于电路稳态时产生回流外，亦会进而导致电网侧功率模块124a、124b导通时瞬时的电流变化。由于在本发明的电网侧回流抑制电路122中，除了耦合差模电感ldm1第一绕组与第二绕组上本身的漏感lk1a、lk1b之外，耦合差模电感ldm1的一次绕组与二次绕组更分别与电感单元l1a、电感单元l1b串联，因此整体等效电感值提高，可进一步抑制电路稳态时的回流，亦可抑制因上述时间延迟差异所导致电网侧功率模块124a、124b导通时的瞬时电流变化。藉此，电网侧功率模块124a、124b便可提供稳定的电流至电容单元c11、c12，对直流总线供电。

具体来说，在部分实施例的回流抑制电路中，耦合差模电感其中一侧的端点直接相互耦接，做为一个接点使用，并于耦合差模电感的端点与功率模块的输出/输入端之间耦接单一的电感元件。此时，回流抑制电路的抑制回流能力仅取决于耦合磁化电感本身的漏感。如此一来，由于漏感大小由耦合电感圈数决定，当耦合磁化电感应用于大电流并联的电路时，耦合电感圈数较少，漏感也较小，进而导致抑制能力不佳。相对地，在本发明部分实施例中，将单一电感元件分成电感单元l1a、电感单元l1b分别设置于不同电流支路中与耦合差模电感ldm1的绕组串联，可提高各个支路上的等效电感值。其中，电感单元l1a、电感单元l1b分别独立于耦合差模电感ldm1的漏感lk1a、lk1b。藉此，便可有效抑制瞬时时电流变化的大小以及各个功率模块间稳态时电流的回流。此外，将单一电感元件分成两组电感单元l1a、电感单元l1b分流，更可有助于大电流时的散热效果，避免电路过热导致操作异常。

在部分实施例中，电网侧电流检测单元128可检测电网200的输入电流iin，并相应输出电网侧电流检测信号ss1至电网侧驱动电路126，使得电网侧驱动电路126驱动电网侧功率模块124a、124b，其中输入电流iin为流经第一支路的电流i1与流经第二支路的电流i2的总和。

在部分实施例中，电网侧转换装置120包含电容单元c11、c12。在结构上，电容单元c11的第一端电性耦接于直流总线的正极端bus+，电容单元c11的第二端电性耦接于直流总线的中性点(如：系统的接地端)。电容单元c12的第一端电性耦接于电容单元c11的第二端，电容单元c12的第二端电性耦接于直流总线的负极端bus-。如此一来，彼此并联的电网侧功率模块124a、124b便可搭配电容单元c11、c12，将自电网200接收的电能储存于直流总线上的电容单元c11、c12中。

藉此，通过以上功能模块的协同操作，电网侧转换装置120便可避免因电流i1、i2不平衡所产生的回流对电路元件造成损害，并通过彼此并联的多个电网侧功率模块124a、124b进行功率传输，以满足备援供电系统100的容量需求。

与电网侧转换装置120相似，在部分实施例中，负载侧转换装置140包含输出电容co、负载侧回流抑制电路142、负载侧功率模块144a、144b、负载侧驱动电路146以及电流检测单元148。

在部分实施例中，负载侧回流抑制电路142的第一端与第二端分别电性耦接于负载侧功率模块144a与负载侧功率模块144b。负载侧回流抑制电路142的第三端与第四端彼此电性耦接，并电性耦接至输出电容co，用以对负载300提供输出电流iout，以对负载300供电。

与电网侧回流抑制电路122相似，在部分实施例中，负载侧回流抑制电路142包含耦合差模电感ldm2、电感单元l2a以及电感单元l2b。耦合差模电感ldm2包含彼此耦合的第一绕组与第二绕组。耦合差模电感ldm2的第一绕组与电感单元l2a彼此电性耦接，设置于第一支路上，并用以将分流后的电流i3自负载侧功率模块144a传送至负载300。耦合差模电感ldm2的第二绕组与电感单元l2b彼此电性耦接，设置于第二支路上，并用以将分流后的电流i4自负载侧功率模块144b传送至负载300。如此一来，电流i3、i4便可分别自负载侧功率模块144a、负载侧功率模块144b于负载侧转换装置140的输出端汇流为输出电流iout，以对负载300供电。

藉此，利用耦合差模电感ldm2的第一绕组与第二绕组上的磁通平衡，便可实现第一支路上的电流i3与第二支路上的电流i4的自主均流(autobalance)。

在结构上，负载侧功率模块144a的第一端以及负载侧功率模块144b的第一端电性耦接于直流总线的正极端bus+。负载侧功率模块144a的第二端以及负载侧功率模块144b的第二端电性耦接于直流总线的负极端bus-。负载侧功率模块144a的第三端电性耦接于耦合差模电感ldm2的第一绕组。负载侧功率模块144b的第三端电性耦接于耦合差模电感ldm2的第二绕组。

负载侧驱动电路146用以根据负载侧电流检测信号ss2输出负载侧驱动信号cs2至负载侧功率模块144a以及负载侧功率模块144b。换言之，与电网侧功率模块124a、124b相似，负载侧功率模块144a、144b亦根据相同的负载侧驱动信号cs2进行驱动。

因此，与电网侧转换装置120相似，由于负载侧回流抑制电路142中，除了耦合差模电感ldm2第一绕组与第二绕组上本身的漏感lk2a、lk2b之外，耦合差模电感ldm2的一次绕组与二次绕组更分别与电感单元l2a、电感单元l2b串联，因此整体等效电感值提高，可进一步抑制因时间延迟差异所导致负载侧功率模块144a、144b导通时的稳态回流以及瞬时电流变化。藉此，负载侧功率模块144a、144b便可自电容单元c21、c22提供稳定的电流对负载供电。

相似地，在部分实施例中，负载侧转换装置140中的负载侧电流检测单元148可检测备援供电系统100输出至负载300的输出电流iout，并相应输出负载侧电流检测信号ss2至负载侧驱动电路146，使得负载侧驱动电路146驱动负载侧功率模块144a、144b，其中输出电流iout为流经第一支路的电流i3与流经第二支路的电流i4的总和。具体来说，在本发明部分实施例中，电网侧电流检测单元128与负载侧电流检测单元148可由应用霍尔效应的各种霍尔元件实现，亦可通过其他合适的电子元件或磁性元件实现。

在部分实施例中，负载侧转换装置140包含电容单元c21、c22。在结构上，电容单元c21的第一端电性耦接于直流总线的正极端bus+，电容单元c21的第二端电性耦接于直流总线的中性点(如：系统的接地端)。电容单元c22的第一端电性耦接于电容单元c21的第二端，电容单元c22的第二端电性耦接于直流总线的负极端bus-。如此一来，彼此并联的负载侧功率模块144a、144b便可搭配电容单元c21、c22，自直流总线将电力输出至负载300。

藉此，通过以上功能模块的协同操作，负载侧转换装置140亦可避免因电流i3、i4不平衡所产生的回流对电路元件造成损害，并通过彼此并联的多个负载侧功率模块144a、144b进行功率传输，以满足备援供电系统100的容量需求。

具体来说，在部分实施例中，备援供电系统100中的电网侧功率模块124a、124b以及负载侧功率模块144a、144b可由不同的电路结构实现。请参考图2。图2为根据本发明部分实施例所绘示的备援供电系统100的示意图。于图2中，与图1的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图2的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图2所示，在部分实施例中，电网侧功率模块124a包含开关s11、s12，电网侧功率模块124b包含开关s21、s22。负载侧功率模块144a包含开关s31、s32，负载侧功率模块144b包含开关s41、s42。在结构上，开关s11的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第一端(即：直流总线的正极端bus+)。开关s11的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s12的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s12的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第二端(即：直流总线的负极端bus-)。

相似地，开关s21的第一端电性耦接于电网侧功率模块124b的第一端(即：直流总线的正极端bus+)。开关s21的第二端电性耦接于电网侧功率模块124b的第三端。开关s22的第一端电性耦接于电网侧功率模块124b的第三端。开关s22的第二端电性耦接于电网侧功率模块124b的第二端(即：直流总线的负极端bus-)。

相似地，开关s31的第一端电性耦接于负载侧功率模块144a的第一端(即：直流总线的正极端bus+)。开关s31的第二端电性耦接于负载侧功率模块144a的第三端。开关s32的第一端电性耦接于负载侧功率模块144a的第三端。开关s32的第二端电性耦接于负载侧功率模块144a的第二端(即：直流总线的负极端bus-)。

相似地，开关s41的第一端电性耦接于负载侧功率模块144b的第一端(即：直流总线的正极端bus+)。开关s41的第二端电性耦接于负载侧功率模块144b的第三端。开关s42的第一端电性耦接于负载侧功率模块144b的第三端。开关s42的第二端电性耦接于负载侧功率模块144b的第二端(即：直流总线的负极端bus-)。

如此一来，电网侧功率模块124a、124b中的开关s11、s12以及开关s21、s22便可自电网侧驱动电路126接收相同的电网侧驱动信号cs1，据以相应导通或关断，使得电网侧转换装置120通过相互并联的电网侧功率模块124a、124b，自电网200接收输入电流iin对直流总线供电。相似地，负载侧功率模块144a、144b中的开关s31、s32以及开关s41、s42亦可自负载侧驱动电路146接收相同的负载侧驱动信号cs2，据以相应导通或关断，使得负载侧转换装置140通过相互并联的负载侧功率模块144a、144b，自直流总线输出相应的输出电流iout对负载300供电。

请参考图3a与图3b。图3a与图3b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置120与负载侧转换装置140的示意图。于图3a与图3b中，与图1、图2的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图3a与图3b的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图3a与图3b所示，在部分实施例中，电网侧功率模块124a包含开关s11、s12、s13、s14以及二极管d11、d12，电网侧功率模块124b包含开关s21、s22、s23、s24以及二极管d21、d22。负载侧功率模块144a包含开关s31、s32、s33、s34以及二极管d31、d32，负载侧功率模块144b包含开关s41、s42、s43、s44以及二极管d41、d42。

以电网侧功率模块124a为例，在结构上，开关s11的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第一端(即：直流总线的正极端bus+)。开关s11的第二端电性耦接于开关s12的第一端。开关s12的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s13的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s13的第二端电性耦接于开关s14的第一端。开关s14的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第二端(即：直流总线的负极端bus-)。

二极管d11的第一端(如：负极端)电性耦接于开关s11的第二端，二极管d11的第二端(如：正极端)电性耦接于电网侧功率模块124a的第四端，其中电网侧功率模块124a的第四端电性耦接于直流总线的中性点。二极管d12的第一端(如：负极端)电性耦接于二极管d11的第二端，二极管d12的第二端(如：正极端)电性耦接于开关s13的第二端。

电网侧功率模块124b以及负载侧功率模块144a、144b中的开关s21～s24、s31～s34、s41～s44与二极管d21、d22、d31、d32、d41、d44的电性连接方式与电网侧功率模块124a中的开关s11～s14、二极管d11、d12相似，故不再于此赘述。

换言之，除了图2中所示的两阶(2-level)架构的功率模块之外，电网侧转换装置120与负载侧转换装置140亦可如图3a与图3b所示，由开关元件与二极管元件实现三阶中性点箝位(3-levelnpc)架构的电网侧功率模块124a、124b以及负载侧功率模块144a、144b。

请参考图4a与图4b。图4a与图4b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置120与负载侧转换装置140的示意图。于图4a与图4b中，与图3a与图3b的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图4a与图4b的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图4a与图4b所示，在部分实施例中，电网侧转换装置120与负载侧转换装置140亦可由开关元件实现三阶t型中性点箝位(3-leveltnpc)架构的电网侧功率模块124a、124b以及负载侧功率模块144a、144b。

以电网侧功率模块124a为例，在结构上，开关s11的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第一端(即：直流总线的正极端bus+)。开关s11的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s12的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s12的第二端电性耦接于开关s13的第一端。开关s13的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第四端，其中电网侧功率模块124a的第四端电性耦接于直流总线的中性点。开关s14的第一端电性耦接于电网侧功率模块124a的第三端。开关s14的第二端电性耦接于电网侧功率模块124a的第二端(即：直流总线的负极端bus-)。

在本实施例中，电网侧功率模块124b以及负载侧功率模块144a、144b中的开关s21～s24、s31～s34、s41～s44的电性连接方式与电网侧功率模块124a中的开关s11～s14相似，故不再于此赘述。

如图2、图3a与图3b，以及图4a与图4b所绘示，在各个实施例中，电网侧功率模块124a、124b以及负载侧功率模块144a、144b可以根据实际需求以多种不同电路架构实现。值得注意的是，图式中所绘示的电网侧功率模块124a、124b以及负载侧功率模块144a、144b电路架构仅为示例之用，并非用以限制本发明。

请参考图5a与图5b。图5a与图5b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置120与负载侧转换装置140的示意图。于图5a与图5b中，与图1、图2的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图5a与图5b的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图5a所示，在部分实施例中，电流检测单元128可选择性地设置于第一支路上或是第二支路上，用以检测流经第一绕组的电流i1或流经第二绕组的电流i2，并相应输出电网侧电流检测信号ss1至电网侧驱动电路126，使得电网侧驱动电路126根据电网侧电流检测信号ss1驱动电网侧功率模块124a、124b。举例来说，电流检测单元128可设置于第一支路上并侦侧电流i1。通过耦合差模电感ldm1的第一绕组与第二绕组上的磁通平衡，第一支路上的电流i1与第二支路上的电流i2可实现均流，因此电流检测单元128仅需侦侧其中一条支路上的电流(如：电流i1)并输出相应的电网侧电流检测信号ss1，电网侧驱动电路126便可据以驱动电网侧功率模块124a、124b，以控制输入电流iin的大小。

相似地，如图5b所示，在部分实施例中，负载侧转换装置140中的电流检测单元148可选择性地设置于第一支路上或是第二支路上。电流检测单元148用以检测流经第一绕组的电流i3或流经第二绕组的电流i4，并相应输出负载侧电流检测信号ss2至负载侧驱动电路146，使得负载侧驱动电路146根据负载侧电流检测信号ss2驱动负载侧功率模块144a、144b。电流检测单元148亦仅需侦侧其中一条支路上的电流(如：电流i3)并输出相应的负载侧电流检测信号ss2，负载侧驱动电路146便可据以驱动负载侧功率模块144a、144b，以控制输出电流iout的大小，其详细原理已于先前段落中详细说明，故不再于此赘述。

此外，在图2所示实施例中，耦合差模电感ldm1、ldm2的第一绕组分别电性耦接至回流抑制电路122、142的第一端。耦合差模电感ldm1、ldm2的第二绕组分别电性耦接至回流抑制电路122、142的第二端。电感单元l1a、l2a分别电性耦接至回流抑制电路122、142的第三端。电感单元l1b、l2b分别电性耦接至回流抑制电路122、142的第四端，但本发明并不以此为限。

举例来说，在其他部分实施例中，耦合差模电感ldm1、ldm2的第一绕组亦可电性耦接至回流抑制电路122、142的第三端，并分别通过电感单元l1a、l2a电性耦接于回流抑制电路122、142的第一端，耦合差模电感ldm1、ldm2的第二绕组可电性耦接至回流抑制电路122、142的第四端，并分别通过电感单元l1b、l2b电性耦接于回流抑制电路122、142的第二端。

换言之，在不同实施例中，回流抑制电路122中的电感单元l1a、l1b可选择性地设置于耦合差模电感ldm1之前或之后，以降低稳态回流以及瞬时时的电流变化。相似地，回流抑制电路142中的电感单元l2a、l2b亦可选择性地设置于耦合差模电感ldm2之前或之后，以降低稳态回流以及瞬时时的电流变化。

请参考图6a与图6b。图6a与图6b分别为根据本发明其他部分实施例所绘示的电网侧转换装置120与负载侧转换装置140的示意图。于图6a与图6b中，与图1、图2的实施例有关的相似元件以相同的参考标号表示以便于理解，且相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图6a与图6b的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。

如图6a和图6b所示，在部分实施例中，电网侧转换装置120与负载侧转换装置140可分别包含三组或更多组彼此以并联形式电性耦接的电网侧功率模块124a、124b、124c以及负载侧功率模块144a、144b、144c。和图2所示实施例相比，在本实施例中，电网侧转换装置120更包含电网侧功率模块124c，其以并联形式电性耦接电网侧功率模块124a。电网侧驱动电路126更用以根据电流检测信号ss1输出驱动信号cs1至电网侧功率模块124a、124b、124c。相似地，负载侧转换装置140更包含负载侧功率模块144c，其以并联形式电性耦接负载侧功率模块144a。负载侧驱动电路146更用以根据电流检测信号ss2输出驱动信号cs2至负载侧功率模块144a、144b、144c。

如图6a所示，在本实施例中，电网侧转换装置120中的电网侧回流抑制电路122更包含第五端与第六端，其中第五端电性耦接于电网侧功率模块124c，第六端与电网侧回流抑制电路122的第三端、第四端彼此电性耦接。如此一来，电网侧回流抑制电路122便可电性耦接于电网200与三组电网侧功率模块124a、124b、124c之间，实现三条支路上的自主均流(autobalance)。具体来说，在本实施例中电网侧回流抑制电路122包含电感单元l1a、l1b、l1c以及耦合差模电感ldm1a、ldm1b。耦合差模电感ldm1a包含第一绕组与第二绕组，分别通过电感单元l1a、l1b电性耦接于电网侧功率模块124a、124b。相似地，耦合差模电感ldm1b包含第三绕组与第四绕组，分别通过电感单元l1b、l1c电性耦接于电网侧功率模块124b、124c，其中电感单元l1c电性耦接于第四绕组。

藉此，利用耦合差模电感ldm1a的第一绕组与第二绕组上的磁通平衡，以及耦合差模电感ldm1b的第三绕组与第四绕组上的磁通平衡，便可实现电网侧转换装置120中三条支路上电流的自主均流(autobalance)，其详细原理已于先前段落中具体说明，故不再于此赘述。

相似地，如图6b所示，负载侧转换装置140中的负载侧回流抑制电路142亦包含第五端与第六端，其中第五端电性耦接于负载侧功率模块144c，第六端与负载侧回流抑制电路142的第三端、第四端彼此电性耦接。如此一来，负载侧回流抑制电路142便可电性耦接于负载300与三组负载侧功率模块144a、144b、144c之间，实现三条支路上的自主均流(autobalance)。具体来说，在本实施例中负载侧回流抑制电路142包含电感单元l2a、l2b、l2c以及耦合差模电感ldm2a、ldm2b。耦合差模电感ldm2a包含第一绕组与第二绕组，分别通过电感单元l2a、l2b电性耦接于负载侧功率模块144a、144b。相似地，耦合差模电感ldm2b包含第三绕组与第四绕组，分别通过电感单元l2b、l2c电性耦接于负载侧功率模块144b、144c，其中电感单元l2c电性耦接于第四绕组。

藉此，利用耦合差模电感ldm2a的第一绕组与第二绕组上的磁通平衡，以及耦合差模电感ldm2b的第三绕组与第四绕组上的磁通平衡，便可实现负载侧转换装置140中三条支路上电流的自主均流(autobalance)，其详细原理已于先前段落中具体说明，故不再于此赘述。

换言之，通过于相邻功率模块的输入或输出支路上设置耦合差模电感，便可实现各条支路上的磁通平衡。如此一来，电网侧转换装置120与负载侧转换装置140便可各自通过多组功率模块进行功率传输，在满足备援供电系统100的容量需求的同时避免各条支路之间出现回流，对系统元件造成损害。

请参考图7。图7为根据本发明内容部分实施例所绘示的控制方法800的流程图。为方便及清楚说明起见，下述控制方法800是配合图1～图6a、6b所示实施例进行说明，但不以此为限，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可对作各种更动与润饰。如图7所示，控制方法800包含步骤s810、s820、s830、s840以及s850。

在部分实施例中，在步骤s810中，由电网侧电流检测单元128根据电流i1、电流i2或电流i1与电流i2之和输出电网侧电流检测信号ss1至电网侧驱动电路126。

接着，在步骤s820中，由电网侧驱动电路126根据电网侧电流检测信号ss1输出电网侧驱动信号cs1至电网侧功率模块124a以及电网侧功率模块124b，其中电网侧功率模块124a以及电网侧功率模块124b以并联形式彼此电性耦接。

接着，在步骤s830中，由电网侧功率模块124a根据电网侧驱动信号cs1控制第一支路上的电流i1。具体来说，在部分实施例中，步骤s830更包含由电网侧功率模块124a根据电网侧驱动信号cs1通过第一支路自电网200接收电流i1，以对直流总线供电。

在步骤s840中，由电网侧功率模块124b根据电网侧驱动信号cs1控制第二支路上的电流i2。具体来说，在部分实施例中，步骤s840更包含由电网侧功率模块124b根据电网侧驱动信号cs1通过第二支路自电网200接收电流i2，以对直流总线供电。

接着，在步骤s850中，通过电网侧回流抑制电路122平衡电流i1与电流i2。具体来说，在部分实施例中，电网侧回流抑制电路122中电感单元l1a与耦合差模电感ldm1的第一绕组设置于第一支路上。电感单元l1b与耦合差模电感ldm1的第二绕组设置于第二支路上。藉此，电网侧回流抑制电路122通过耦合差模电感ldm1第一绕组与第二绕组的磁通平衡实现电流i1与电流i2的自主均流。

在其他部分实施例中，在步骤s810中，由负载侧电流检测单元148根据电流i3、电流i4或电流i3与电流i4之和输出负载侧电流检测信号ss2至负载侧驱动电路146。

接着，在步骤s820中，由负载侧驱动电路146根据负载侧电流检测信号ss2输出负载侧驱动信号cs2至负载侧功率模块144a以及负载侧功率模块144b，其中负载侧功率模块144a以及负载侧功率模块144b以并联形式彼此电性耦接。

接着，在步骤s830中，由负载侧功率模块144a根据负载侧驱动信号cs2控制第一支路上的电流i3。具体来说，在部分实施例中，步骤s830更包含由负载侧功率模块144a根据负载侧驱动信号cs2通过第一支路自直流总线接收电流i3，以对负载300供电。

在步骤s840中，由负载侧功率模块144b根据负载侧驱动信号cs2控制第二支路上的电流i4。具体来说，在部分实施例中，步骤s840更包含由负载侧功率模块144b根据负载侧驱动信号cs2通过第二支路自直流总线接收电流i4，以对负载300供电。

接着，在步骤s850中，通过负载侧回流抑制电路142控制电流i3与电流i4平衡。具体来说，在部分实施例中，负载侧回流抑制电路142中电感单元l2a与耦合差模电感ldm2的第一绕组设置于第一支路上。电感单元l2b与耦合差模电感ldm2的第二绕组设置于第二支路上。藉此，负载侧回流抑制电路142通过耦合差模电感ldm2第一绕组与第二绕组的磁通平衡控制电流i3与电流i4平衡。

换言之，在本发明各个实施例中，控制方法800可分别用于电网侧转换装置120与负载侧转换装置140当中，使得电网侧转换装置120与负载侧转换装置140各自通过多组功率模块进行功率传输，并避免各条电流支路之间出现回流，对系统元件造成损害。

所属技术领域具有通常知识者可直接了解此控制方法800如何基于上述多个不同实施例中的备援供电系统100以执行该等操作及功能，故不再此赘述。

虽然本文将所公开的方法示出和描述为一系列的步骤或事件，但是应当理解，所示出的这些步骤或事件的顺序不应解释为限制意义。例如，部分步骤可以以不同顺序发生和/或与除了本文所示和/或所描述的步骤或事件以外的其他步骤或事件同时发生。另外，实施本文所描述的一个或多个态样或实施例时，并非所有于此示出的步骤皆为必需。此外，本文中的一个或多个步骤亦可能在一个或多个分离的步骤和/或阶段中执行。

虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，但这些更动与润饰皆应包含于本发明所附权利要求的的保护范围内。