多级电源转换器及其控制方法与流程

本案涉及一种多级电源转换器，特别涉及一种根据次级侧的采样信号而进行控制且为隔离型的多级电源转换器及其控制方法。

背景技术：

近年来，开关电源领域大部分是利用数字化控制方式来进行控制，使得复杂的控制算法更易实现，进而利于拓宽产品是列，也方便产品的升级，为越来越数字化的用电设备提供了更为灵活方便的控制接口。

多级电源转换器由于结构的复杂性，更能从数字化控制中受益。但是，由于多级电源转换器内实际上包含多个电源电路，多个电源电路之间可利用变压器来进行隔离，又每个电源电路均需实现死循环控制，因此控制单元的设置位置便为一个需要斟酌的问题。

传统多级电源转换器在针对控制单元的设置上是具有多种不同方式。第一种方式为在每一级电源电路内分别设置独立的控制单元，实现对每一级电源电路的独立死循环。第二种方式则是使用一个主控制单元来实现每一级电源电路的死循环控制，而与主控制单元处于不同隔离侧的回馈信号则使用传统通信方式来传输至主控制单元。第三种方式则相似于第二种方式，差别仅在于第三种方式是利用线性光耦器来将与主控制单元处于不同隔离侧的回馈信号传送至主控制单元。

然而第一种方式很明显增加了电路的复杂程度，而且使用多个控制单元亦增加了电路调试的难度。第二种方式则因使用传统通信方式(如i2c,can或spi等)来传输回馈信号至主控制单元，因此需要在通信速度和硬件资源之间平衡，然在通信协议中，信息是以帧格式传输，而每一帧当中又包含和很多对控制而言无效的信息(如包头包尾)，因此，为了实现某一个有效信息传输速率，需要相关硬件具备几十上百倍的工作速率，如此一来，多级电源转换器需使用运算能力较佳但成本较高的主控制单元，导致多级电源转换器的成本相对提高。至于第三种方式，其虽然使用线性光耦器来传送回馈信号至主控制单元，然线性光耦器却存在温漂和老化的问题，导致多级电源转换器容易运作不正常。

有鉴于此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的多级电源转换器及其控制方法，实为相关技术领域者目前所需要解决的问题。

技术实现要素：

本案的目的在于提供一种多级电源转换器及其控制方法，俾解决传统多级电源转换器具有电路较为复杂、电路调试困难、生产成本较高及/或容易运作不正常等缺失。

为达上述目的，本案的一较佳实施方式为提供一种多级电源转换器，是包含：第一级电源电路；第二级电源电路，是包括变压器、初级侧电路及次级侧电路，其中初级侧电路是耦接于第一级电源电路及变压器的初级绕组之间，次级侧电路是与变压器的次级绕组耦接；一第二级模拟采样单元，是与次级侧电路耦接，用以采样次级侧电路内的至少一第二级电源参数；一脉冲宽度调变单元，是接收第二级模拟采样单元的采样结果，且将至少一第二级电源参数转的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号；第一隔离单元，是与脉冲宽度调变单元耦接，用以接至少一脉冲宽度调变信号；一脉冲宽度解析单元，是与第一隔离单元耦接而经由第一隔离单元以隔离方式接收至少一脉冲宽度调变信号，且脉冲宽度解析单元更以至少一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿计算至少一脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比计算至少一第二级电源参数的数值；以及控制单元，是与第一级电源电路、初级侧电路及脉冲宽度解析单元耦接，控制单元是控制第一级电源电路的运作，且依据脉冲宽度解析单元所得到的至少一第二级电源参数的数值来对应控制电源电路的运作。

为达上述目的，本案的另一较佳实施方式为提供一种控制方法，是应用于多级电源转换器，其中多级电源转换器是具有第一级电源电路、第二级电源电路、第二级模拟采样单元、脉冲宽度调变单元、第一隔离单元、脉冲宽度解析单元及控制单元，第二级电源电路是耦接于第一级电路的输出端，且包含变压器，控制方法是包含：(a)通过第二级模拟采样单元采样第二级电源电路的至少一第二级电源参数；(b)通过该脉冲宽度调变单元将至少一第二级电源参数转的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号；(c)通过第一隔离单元而以隔离方式传送脉冲宽度调变信号至脉冲宽度解析单元；(d)通过脉冲宽度解析单元而以至少一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿来计算至少一脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比来计算至少一第二级电源参数的数值；以及(e)利用控制单元将脉冲宽度解析单元所得到的至少一第二级电源参数的数值进行运算，并依据运算结果对应控制第二级电源电路的运作。

附图说明

图1是为本案较佳实施例的多级电源转换器的电路方块示意图。

图2是为图1所示的多级电源转换器的部分结构及第一隔离单元的内部结构的示意图。

图3是为图1所示的多级电源转换器的部分结构及第一隔离单元的另一实施例的内部结构的示意图。

图4是为图1所示的脉冲宽度调变单元是以分时交错方式传送多个脉冲宽度调变信号至单一的隔离通道，且多个脉冲宽度调变信号的频率是相异时的信号示意图。

图5是为图1所示的脉冲宽度调变单元的内部功能结构示意图。

图6是为图5所示的脉冲宽度调变单元产生脉冲宽度调变信号的调变示意图。

图7是为本案的脉冲宽度调变单元在另一实施方式下产生脉冲宽度调变信号的调变示意图。

图8是为图1所示的脉冲宽度解析单元的内部电路结构示意图。

图9是为适用于图1所示的多级电源转换器的控制方法的步骤流程图。

附图标记说明：

1：多级电源转换单元

2：第一级电源电路

3：第二级电源电路

30：初级侧电路

31：次级侧电路

t：变压器

4：第二级模拟采样单元

5：模拟-数字转换单元

6：脉冲宽度调变单元

60：第一缓存器

61：第二缓存器

62：锁相回路

63：脉冲宽度调变信号产生器

7：第一隔离单元

70：隔离通道

8：脉冲宽度解析单元

80：计数缓存器

81：边沿触发器

82：主计数器

83：边沿计数器

84：占空比计算电路

e1：误动作信号

9：控制单元

10：第一级模拟采样单元

11：第二隔离单元

12：序列控制单元

s1、s2、p1’、p2’：脉冲宽度调变信号

f1、f2：频率

p1、p2：第二级电源参数

t0、t1、t2：时间

s1～s5：控制方法的步骤

具体实施方式

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作对其进行说明用，而非用于限制本案。

请参阅图1，其是为本案较佳实施例的多级电源转换器的电路方块示意图。如图1所示，本案的多级电源转换器1可为但不限于应用于车用充电系统，用以将所接收的电能进行转换而提供给负载(未图标)，例如车内的电池等，多级电源转换器1可包含多个电源电路，以构成多级架构，以下将以多级电源转换器1是包含第一级电源电路及第二级电源电路，以构成两级架构来示范性说明本案的技术。

于本实施例中，多级电源转换器1是包含第一级电源电路2、第二级电源电路3、第二级模拟采样单元4、模拟/数字转换单元5、脉冲宽度调变单元6、第一隔离单元7、脉冲宽度解析单元8及控制单元9。第一级电源电路2可为但不限于为功率因子校正电路，其是用以将所接收的输入电能，例如交流电能，进行功率因子校正，并转换为第一直流电能。

第二级电源电路3可为但不限于为直流/直流转换电路，其是耦接于第一级电源电路2的输出端，用以将第一级电源电路2所输出的第一直流电能转换为第二直流电能并输出至负载，其中第二级电源电路3是包含初级侧电路30、变压器t及次级侧电路31。初级侧电路30是耦接于第一级电源电路2及变压器t的初级绕组之间，且具有第一开关电路(未图标)，初级侧电路30是接收第一直流电能，并利用第一开关电路的运作来调整第一直流电能。变压器t是通过初级绕组接收初级侧电路30所输出的调整后的第一直流电能，并利用初级绕组及变压器t的次级绕组之间的电磁耦合关系，而于次级绕组产生与初级绕组为隔离状态的瞬时交流电能。次级侧电路31则耦接于变压器t的次级绕组，且具有第二开关电路(未图标)，次级侧电路31是利用第二开关电路的运作来调整瞬时交流电能，并且将调整后的瞬时交流电能进行整流及滤波，以输出第二直流电能。

第二级模拟采样单元4是与次级侧电路31耦接，用以采样次级侧电路31中的至少一第二级电源参数，例如第二直流电能的电压及/或第二直流电能的电流，及/或次级侧电路31的温度等。模拟/数字转换单元5是耦接于第二级模拟采样单元4以及脉冲宽度调变单元6之间，用以将第二级模拟采样单元4所采样到的为模拟信号的至少一第二级电源参数转换为数字信号，以提供给脉冲宽度调变单元6。

脉冲宽度调变单元6是与模拟/数字转换单元5耦接，用以接收模拟/数字转换单元5所输出为数字信号的至少一第二级电源参数，并将至少一第二级电源参数转换为具有对应占空比的至少一脉冲宽度调变信号，其中脉冲宽度调变信号的频率可与多级电源转换器1的控制频率相等，但不以此为限。

当然，于一些实施例中，模拟/数字转换单元5亦可省略，此时脉冲宽度调变单元6则改为与第二级模拟采样单元4耦接，且脉冲宽度调变单元6是直接将第二级模拟采样单元4所输出的至少一第二级电源参数的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号。

第一隔离单元7是耦接于脉冲宽度解析单元8及脉冲宽度调变单元6之间，用以接收脉冲宽度调变单元6所输出的至少一脉冲宽度调变信号，并以隔离方式传送至少一脉冲宽度调变信号至脉冲宽度解析单元8。

脉冲宽度解析单元8是与第一隔离单元7耦接而经由第一隔离单元7接收至少一脉冲宽度调变信号，且脉冲宽度解析单元8更以至少一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿来计算至少一脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比来计算至少一第二级电源参数的数值。

控制单元9是与第一级电源电路2、初级侧电路30及脉冲宽度解析单元8耦接，用以控制第一级电源电路2的运作，此外，控制单元9亦依据脉冲宽度解析单元8所得到的至少一第二级电源参数的数值来进行死循环运算，并依据运算结果输出对应的控制信号来控制初级侧电路2内的第一开关电路的运作，藉此调整初级侧电路30所接收的第一直流电能。

于本实施例中，由于第二级电源电路3实际上是包含变压器t，故可通过变压器t将初级侧电路30及次级侧电路31进行隔离，因此多级电源转换器1可分为彼此隔离的初级侧区块及次级侧区块，其中初级侧区块包含第一级电源电路2、第二级电源电路3的初级侧电路30、脉冲宽度解析单元8及控制单元9，次级侧区块包含第二级电源电路3的次级侧电路31、第二级模拟采样单元4、模拟/数字转换单元5及脉冲宽度调变单元6，而第一隔离单元7则可传递初级侧区块及次级侧区块之间的信号。

另外，多级电源转换器1更可包含第一级模拟采样单元10，是位于初级侧区块，且与第一级电源电路2及控制单元9耦接，第一级模拟采样单元10用以采样与第一级电源电路2相关的至少一第一级电源参数，例如输入电能的电压、输入电能的电流、直流母线的电压及其它各种保护信号等，并将采样结果输出至控制单元9，使控制单元9依据所得到的至少一第一级电源参数的数值来进行闭环运算，并依据运算结果对应控制第一级电源电路的运作，藉此对输入电能进行功率因子校正、稳定直流母线的电压及调整第一直流电能的电压电平等。

再者，多级电源转换器1更可包含第二隔离单元11，是连接于控制单元9及第二级电源电路3的次级侧电路31之间，当控制单元9依据脉冲宽度解析单元8所得到的至少一第二级电源参数的数值来进行闭环运算，并依据运算结果输出适用于次级侧电路31的控制信号时，控制单元9可经由第二隔离单元11传送对应的控制信号至次级侧电路31，以控制次级侧电路31的运作，进而调整第二直流电能的电压电平。

以下将更进一步说明本案的技术及电路的细节架构，然为了方便了解本案的技术，故将以第二级模拟采样单元4是采样次级侧电路31中的两个第二级电源参数，而脉冲宽度调变单元6将两个第二级电源参数的数值转换为具有对应占空比的两个脉冲宽度调变信号来举例说明。

请参阅图2并配合图1，其中图2是为图1所示的多级电源转换器的部分结构及第一隔离单元的内部结构的示意图。如图2所示，由于脉冲宽度调变单元6可输出多个的独立脉冲宽度调变信号，因此于一些实施例中，第一隔离单元7可对应的包含多个隔离通道70，每一隔离通道70是耦接于脉冲宽度调变单元6及脉冲宽度解析单元8之间，每一个隔离通道70是传送由脉冲宽度调变单元6所输出的多个脉冲宽度调变信号中对应的一个脉冲宽度调变信号至脉冲宽度解析单元8。

此外，于本实施例中，脉冲宽度调变单元6可为一定频式脉冲宽度调变单元，故脉冲宽度调变单元6所输出的每一脉冲宽度调变信号的频率是为固定。当然，于其它实施例中，脉冲宽度调变单元6亦可为一非定频式脉冲宽度调变单元，其是可依多级电源转换器1的需求而改变脉冲宽度调变信号的频率，故在多级电源转换器1不同工作状况下，同一个脉冲宽度调变信号的频率可以不同。

请参阅图3并配合图1，其中图3是为图1所示的多级电源转换器的部分结构及第一隔离单元的另一实施例的内部结构的示意图。如图3所示，于一些实施例中，第二级模拟采样单元4采样次级侧电路31中的多个第二级电源参数，脉冲宽度调变单元6用以根据多个第二级电源参数产生具有对应占空比的多个脉冲宽度调变信号，其中多个脉冲宽度调变信号分时产生，即每一时刻该脉冲宽度调变单元6所输出的单一脉冲宽度调变信号仅对应于一个第二级电源参数，不同时刻的该脉冲宽度调变单元6依据系统需求提供对应于不同的第二级电源参数的脉冲宽度调变信号。而第一隔离单元7可改为包含单一的隔离通道70。此外，因应第一隔离单元7仅包含单一的隔离通道70，多级电源转换单元1更具有一序列控制单元12，是与脉冲宽度调变单元6耦接，用以控制脉冲宽度调变单元6的多个脉冲宽度调变信号以分时交错的方式传送时的顺序及每个脉冲宽度调变信号的传送时间，且序列控制单元12亦可控制多个脉冲宽度调变信号的频率。故脉冲宽度调变单元6可为分时变频率脉冲宽度调变单元，脉冲宽度调变单元6是以固定或不固定每一脉冲宽度调变信号的周期个数而以分时异频方式经序列控制单元12的调控，将不同信号以不同频率的脉冲宽度调变信号，分时依次或随机传送多个脉冲宽度调变信号至单一的隔离通道，即在每一分时状态下，脉冲宽度调变单元6是传送一种频率的脉冲宽度调变信号至隔离信道70，因此在不同时间区段下，是有对应的脉冲宽度调变信号经由隔离信道70传送至脉冲宽度解析单元8，其中脉冲宽度调变单元6所输出的多个脉冲宽度调变信号的频率可相异。

以下将再以脉冲宽度调变单元6是以分时交错方式传送多个脉冲宽度调变信号至单一的隔离通道70来示范性说明本案的技术。请参阅图4并配合图3，其中图4是为图3所示的脉冲宽度调变单元是以分时交错方式传送多个脉冲宽度调变信号至单一的隔离通道，且多个脉冲宽度调变信号的频率是相异时的信号示意图。如图4所示，当脉冲宽度调变单元6为分时变频率脉冲宽度调变单元时，可依系统需求来设定该如何分时交错传送多个脉冲宽度调变信号至隔离信道70，例如可以依据多个脉冲宽度调变信号对应的第二级电源参数在多级电源转换器1中的控制频率来进行分时，即例如控制频率高的第二级电源参数对应的脉冲宽度调变信号可以占用长时间片段传递，如此可以实现对该第二级电源参数的低延时更新，而控制频率低的第二级电源参数对应的脉冲宽度调变信号信号则占用短时间片段传递。例如图4所示，假设脉冲宽度调变单元6是输出两个脉冲宽度调变信号s1、s2，其中脉冲宽度调变信号s1的频率为f1，脉冲宽度调变信号s2的频率为f2，且频率f1不同于频率f2，以便对脉冲宽度调变信号s1和脉冲宽度调变信号s2信号进行区分，而由图4可知，脉冲宽度调变信号s2可占用长时间片段，即时间t2，而脉冲宽度调变信号s1则占用短时间片段，即时间t1，如此可以实现对脉冲宽度调变信号s2的低延时更新，而脉冲宽度调变信号s1可能因为控制的频率低，所以只需在较长时间内更新一次，而通过上述方式，可节省多级式电源电路1的硬件资源。其中，多个脉冲宽度调变信号之间可以以固定周期个数或不固定周期个数进行分时交替传输，每一个脉冲宽度调变信号传输的时间可相同也可不同。

请参阅图5，其是为图1所示的脉冲宽度调变单元的内部功能结构示意图。如图5所示，于一些实施例中，脉冲宽度调变单元6是包含第一缓存器60、第二缓存器61、锁相回路62及脉冲宽度调变信号产生器63。其中第一缓存器60是储存有一预设周期值。第二缓存器61则与模拟/数字转换单元5耦接，用以储存为数字信号的多个第二级电源参数。锁相回路(phase-lockedloopspll:)62可输出具有第一频率的一频率信号，作为脉冲宽度调变信号产生器63的计数时钟。其中第一频率是可依据需求进行调整，以实现不同的计数速度。脉冲宽度调变信号产生器63是与第一缓存器60、第二缓存器61及锁相回路62及第一隔离单元7耦接，脉冲宽度调变信号产生器63的基本工作原理为计数与比较。即脉冲宽度调变信号产生器63内的计数器依据频率信号的第一频率提供的计数时钟进行计数，且脉冲宽度调变信号产生器63将计数器的计数值与第二缓存器61内的第二级电源参数进行比较，并依据比较结果将输出设置为高电平或低电平，例如可以在第二缓存器61内的第二级电源参数大于计数器的计数值时将输出设置为高电平。脉冲宽度调变信号产生器63内计数器的最大计数值受第一缓存器60内的预设周期值所限制，即脉冲宽度调变信号产生器63内计数器计数的最大值不超过第一缓存器60所存储的预设周期值。当脉冲宽度调变信号产生器63内计数器的计数值超过第一缓存器60所存储值的预设周期值时，计数器复位清零。于是，脉冲宽度调变信号产生器63接收第一缓存器60及第二缓存器61的储存结果，按照第一频率所提供的计数时钟从零依次加一而累计计数至由第一缓存器60所储存的预设周期值，脉冲宽度调变信号产生器63是依据比较第二缓存器61对应的第二级电源参数的数值与当下的计数值来产生对应的脉冲宽度调变信号至第一隔离单元7。此外，若需要变动脉冲宽度调变信号产生器63输出脉冲宽度调变信号的频率，则可通过调整锁相回路62所输出的频率信号的第一频率来实现。即通过预设命令，改变锁相回路62输出的第一频率相对于系统时钟频率的倍率，进而改变其输出的第一频率的频率。

以下解释分时变频传递不同信号的其中一种方式。请参阅图6，并配合图5，其中图6是为图5所示的脉冲宽度调变单元产生脉冲宽度调变信号的调变示意图。如图所示，当第二级模拟采样单元4是采样次级侧电路31中存在两个第二级电源参数(于图6中，是将其中的一第二级电源参数标示p1，另一第二级电源参数标示为p2)，而脉冲宽度调变单元6为分时变频率脉冲宽度调变单元时，此时在第一分时状态下，例如图6所示的时间t0至时间t2，脉冲宽度调变单元6须先对第二级电源参数p1进行处理，因此脉冲宽度调变信号产生器63便从零依次加一而累计计数至预设周期值，而在计数的过程中，当脉冲宽度调变信号产生器63比较当下的计数值是比第二级电源参数p1的数值小时，例如于时间t0至时间t1之间，脉冲宽度调变信号产生器63所输出的脉冲宽度调变信号p1’便为低电平信号，而当当下的计数值是等于或大于第二级电源参数p1的数值时，例如于时间t1至时间t2之间，脉冲宽度调变信号产生器63所输出的脉冲宽度调变信号p1’便为高电平信号，此外，在本实施例中，当当下的计数值等于预设周期值时，脉冲宽度调变信号产生器63便将计数值复位清零，并进入下一次分时状态而再对第二级电源参数p1进行处理。通过锁相回路62调整脉冲宽度调变信号产生器63的计数时钟以实现不同的计数速度，藉此以类似上述的方式来产生不同于脉冲宽度调变信号p1’的频率的脉冲宽度调变信号p2’，如此实现分时变频传递不同信号。以上为其中一种脉冲宽度调变信号的产生方式，但不限于此种方式，亦可用相反的输出电平逻辑或不同的计数器周期计数方式，如上升下降型计数方式。

以下将再解释分时变频传递不同信号的另一种方式。请参阅图7，其是为本案的脉冲宽度调变单元在另一实施方式下产生脉冲宽度调变信号的调变示意图。如图7所示，于其它实施例中，为了实现改变脉冲宽度调变信号频率的目的，亦可为不同的采样信号设置如图5所示的第一缓存器60的不同周期预设值，而保持锁相回路62所产生第一频率信号的频率不变。即脉冲宽度调变信号产生器63中计数器的计数速度不变，但计数最大值改变，进而改变脉冲宽度调变信号的周期。而脉冲宽度调变信号产生器63产生脉冲宽度调变信号的方式亦与之前所述类似。

因此当第二级模拟采样单元4是采样次级侧电路31中两个第二级电源参数(于图7中，是将其中的一第二级电源参数标示p1，另一第二级电源参数标示为p2)，而脉冲宽度调变单元6为分时变频率脉冲宽度调变单元时，此时第一缓存器60可根据所传递的信号为p1或是p2而装载对应的第一预设周期值或第二预设周期值，其中第一预设周期值是对应第二级电源参数p1，而第二预设周期值是对应第二级电源参数p2。如图7所示，当脉冲宽度调变单元6传递p1信号时，如时间t0到t2之间，第一缓存器60所存储的周期预设值为第一预设值，而第二缓存器61所装载值为p1信号的数值，并以此两个缓存器的数值为脉冲宽度调变信号产生器63的输入，产生p1信号的脉冲宽度调变信号。当需要传递p2信号时，如t2到t4之间，则第一缓存器60和第二缓存器61分别装载第二周期预设值和p2的采样数值，供脉冲宽度调变信号产生器63使用，以产生p2信号的脉冲宽度调变信号。其中，由于第一缓存器60所预设的每一预设周期值是依据对应的第二级电源参数而进行设定，因此每一预设周期可与其它的预设周期值相异，进而区分不同的信号。

请参阅图8，其是为图1所示的脉冲宽度解析单元的内部电路结构示意图。如图8所示，脉冲宽度解析单元8是包含计数缓存器80、边沿触发器81、主计数器82、边沿计数器83及占空比计算电路84。计数缓存器80是用以储存一预设计数值。边沿触发器81是与第一隔离单元7耦接，用以接收经由第一隔离单元7所传递的脉冲宽度调变信号，且边沿触发器81是依据所接收到的每一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿的触发而对应输出至少一触发信号。主计数器82是与计数缓存器80及边沿触发器81耦接，且预设一第二频率，其中第二频率可以异于第一频率，主计数器82是用以在边沿触发器81所发出的两次触发信号的其间，由零开始计数，而计数的速率是依据主计数器82的第二频率，此外，主计数器82更依据两次触发信号的其间所计得的数值而对应输出第一计数值，其中第一计数值实际上可反映了脉冲宽度调变信号分别在高电平状态及或低电平状态的时间长度，且此第一计数值为高电平还是低电平的时间长度，依据边沿触发器81所提供的计数起始边沿为上升或是下降的信息来判断。边沿计数器83是与边沿触发器81耦接，用以计数由边沿触发器81所接收到的触发信号的次数，并对应输出第二计数值，其中第二计数值实际上可反映了脉冲宽度调变信号在高电平状态及低电平状态之间切换的次数，故可利用第二计数值来得知脉冲宽度调变信号的周期个数。占空比计算电路84是与主计数器82、边沿计数器83及控制单元9耦接，用以根据该第一计数值、边沿触发器81提供的上升或是下降信息及该第二计数值，来获得每一脉冲宽度调变信号的周期计数值及高电平计数值，并计算每一脉冲宽度调变信号的占空比，以计算第二级电源参数的数值，并将计算结果传送至控制单元9。

另外，于其它实施例中，主计数器82更于连续接收两次触发信号的其间所计数的值大于计数缓存器80所储存的预设计数值时，输出一误动作信号e1，以提醒目前脉冲宽度调变信号有丢失现象。

此外，在多个脉冲宽度调变信号以分时异频复用同一个隔离信道时，控制单元9为了可判断所接收到的第二级电源参数的数值是对应为何种信号种类，于本实施例中，控制单元9可预先储存一预设表，以储存不同的第二级电源参数所使用的脉冲宽度调变信号的频率和其发送时段内所发送的脉冲宽度调变信号的周期个数。控制单元9可接收脉冲宽度解析单元8的主计数器82的第一计数值和边沿计数器83所输出的第二计数值，用以计算脉冲宽度调变信号的频率及该脉冲宽度调变信号的周期个数，再与控制单元9内的预设表对比判断每一脉冲宽度调变信号所对应的第二级电源参数的种类，并通过脉冲宽度调变信号的占空比计算多个第二级电源参数的数值，并将计算结果传送至控制单元9。另外，当脉冲宽度调变单元6仅产生单一的脉冲宽度调变信号且以单一的隔离通道进行传送时，控制单元9可仅计算脉冲宽度调变信号的频率，再与控制单元9内的预设表所储存的脉冲宽度调变信号的频率来对比判断该脉冲宽度调变信号所对应的第二级电源参数的种类。

另外，由于多级电源转换器1的电路的运作可能会因为电路设计或电路组件间的特性而产生可容许的的误差，因此在分时异频复用同一个隔离通道传递多个第二级电源参数时，若不同第二级电源参数所对应的脉冲宽度调变信号的频率过于相近，则控制单元9可能无法依据多个脉冲宽度调变信号的周期个数并参照预设表来准确判断每一脉冲宽度调变信号所对应的第二级电源参数的种类。因此于其它实施例中，必须设定多个脉冲宽度调变信号之间的频率大小差异满足一预设条件。以下将以两个脉冲宽度调变信号来示范性的说明上述的作动。

假设在脉冲宽度调变信号产生器63输出与一个第二级电源参数对应的第一个脉冲宽度调变信号s1的情况下，对应于第一个脉冲宽度调变信号s1，锁相回路62所输出的频率信号的第一频率的频率为f1，第一缓存器60内储存的预设周期值为na，脉冲宽度解析单元8的占空比计算单元84所输出的周期计数值为nc；而在脉冲宽度调变信号产生器63输出与另一个第二级电源参数对应的第二个脉冲宽度调变信号s2的情况下，对应于第二个脉冲宽度调变信号s2，锁相回路62所输出的频率信号的第一频率的频率为f2，第一缓存器60内储存的预设周期值为nb，脉冲宽度解析单元8的占空比计算电路84所输出的周期计数值为nd。另设脉冲宽度解析单元8之内的主计数器82的计数频率为f3。

第一个脉冲宽度调变信号s1和第二个脉冲宽度调变信号s2满足如下公式：

其中，ts1为第一个脉冲宽度调变信号s1的周期；ts2为第二个脉冲宽度调变信号s2的周期。若设定ts1大于ts2，则nc必然需要大于nd(即nc的最小值需大于nd的最大值)，故第一个脉冲宽度调变信号s1和第二个脉冲宽度调变信号s2的关系应满足如下公式：

即

其中，δf1为第一个脉冲宽度调变信号s1的频率f1的误差值，δf2为第二个脉冲宽度调变信号s2的频率f2的误差值，δf3为主计数器82的计数频率f3的误差值。

由上可知，由于本案的多级电源转换器1仅设置单一的控制单元9于初级侧区块，以通过控制单元9来控制第一级电源电路2及第二级电源电路3，因此本案的多级电源转换器1的电路是较为单纯而不复杂，且电路调试亦较为简单。此外，由于多级电源转换器1是将所采样的第二级电源参数利用脉冲宽度调变单元6转换为数字形式的脉冲宽度调变信号，因此可利用数字传输的方式经由第一隔离单元7将脉冲宽度调变信号传送至控制单元9，如此一来，相较于传统多级电源转换单元是以传统通信方式传送回馈信号，本案的多级电源转换器1的第一隔离单元7可由一般的数字隔离器来构成，而无须由线性光耦器来构成，因此可避免多级电源转换器1因线性光耦器的温飘和老化造成信号传递失真，有运作不正常的现象发生。又由于本案的多级电源转换器1是利用脉冲宽度调变单元6将所采样到的第二级电源参数转先换为数字形式的脉冲宽度调变信号，再经由第一隔离单元7以数字方式传送至控制单元9，故可避免传送第二级电源参数至控制单元9时因受到特定原因的干扰等而有失真的现象。

另外，本案的多级电源转换器1内的脉冲宽度调变单元6、脉冲宽度解析单元8及控制单元9都可以由硬件或软件实现，实际可根据工程需求进行调整。并且脉冲宽度解析单元8亦可位于控制单元9内，作为控制单元9的一部分。一般而言，脉冲宽度解析单元8整合于控制单元9之内可以使信号传输延时降低，并容易实现灵活的控制方式。

请参阅图9，其是为适用于图1所示的多级电源转换器的控制方法的步骤流程图。如图所示，首先，执行步骤s1，通过第二级模拟采样单元4采样第二级电源电路2的至少一第二级电源参数。接着，执行步骤s2，通过脉冲宽度调变单元6将至少一第二级电源参数的数值转换为具有对应的占空比的至少一脉冲宽度调变信号。然后，执行步骤s3，通过第一隔离单元7而以隔离方式传送脉冲宽度调变信号至脉冲宽度解析单元8。接着，执行步骤s4，通过脉冲宽度解析单元8而以至少一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿来确定一个脉冲宽度调变信号的周期和高低电平计时，并计算至少一脉冲宽度调变信号的占空比，并利用占空比来计算至少一第二级电源参数的数值。最后，执行步骤s5，利用控制单元9将脉冲宽度解析单元8所得到的至少一第二级电源参数的数值来进行运算，并依据运算结果对应控制第二级电源电路2的运作。

其中，在步骤s1中，是通过第二级模拟采样单元4采样第二级电源电路2的多个第二级电源参数。而于步骤s2中，通过脉冲宽度调变单元6将多个第二级电源参数转之数值转换为具有对应的占空比的多个脉冲宽度调变信号。

另外，依据上述第一缓存器60预设一预设周期值，因此在步骤s2中，更可包含下列第一实施方式的子步骤:首先，执行第一子步骤，即于第一缓存器60中预设一预设周期值。接着，执行第二子步骤，即于第二缓存器61中储存多个第二级电源参数的数值。接着，执行第三子步骤，即利用锁相回路62提供具有第一频率的一频率信号。最后，执行第四子步骤，即脉冲宽度调变信号产生器63按照第一频率所提供的计数时钟从零依次加一而累计计数至由第一缓存器60所储存的预设周期值，脉冲宽度调变信号产生器63依据比较第二缓存器61对应的第二级电源参数的数值与当下的计数值实现高低电平翻转，来产生对应的脉冲宽度调变信号进而产生对应的脉冲宽度调变信号，其中用来与每一第二级电源参数进行比较的脉冲宽度调变信号产生器63内计数器的最大计数值受第一缓存器60内的预设周期值所限制。

当然，如上所述，第一缓存器60亦可预设多个预设周期值，因此在步骤s2中，则对应更改为可包含下列第二实施方式的子步骤:首先，执行第一子步骤，即于第一缓存器60中预设多个预设周期值，其中每一预设周期是是与多个第二电源参数中对应的第二级电源参数相对应。接着，执行第二子步骤，即于第二缓存器61中储存多个第二级电源参数的数值。接着，执行第三子步骤，即利用锁相回路62提供具有第一频率的一频率信号。最后，执行第四子步骤，即脉冲宽度调变信号产生器63按照第一频率所提供的计数时钟从零依次加一而累计计数至由第一缓存器60所储存的对应的预设周期值，脉冲宽度调变信号产生器63是依据比较第二缓存器61对应的第二级电源参数的数值与当下的计数值来产生对应的脉冲宽度调变信号，其中用来与每一第二级电源参数进行比较的脉冲宽度调变信号产生器63内计数器的最大计数值是受第一缓存器60内的对应的预设周期值所限制。

另外，于上述步骤s4中，更可包含下列子步骤:首先，执行第一子步骤，即计数缓存器80中储存预设计数值。接着，执行第二子步骤，即利用边沿触发器81而依据所接收到的每一脉冲宽度调变信号的波形的上升沿及下降沿的触发而对应输出触发信号，以作为高低电平的判断依据。然后执行第三子步骤，即利用主计数器82而于边沿触发器81发出两次触发信号的其间，由零开始计数，并依据两次触发信号的其间所计得的数值而对应输出第一计数值。然后执行第四子步骤，利用边沿计数器83计数由边沿触发器81所输出的触发信号的次数，并对应输出第二计数值。最后，执行第五子步骤，即利用占空比计算电路84而根据该第一计数值、边沿触发器81提供的上升或是下降信息及第二计数值来获得每一脉冲调变信号的周期计数值及高电平计数值，并计算每一脉冲宽度调变信号的占空比，进而利用占空比计算多个第二级电源参数的数值。当然，于上述第三子步骤中，可利用主计数器82而于两次触发信号的其间所计数的值大于预设计数值时，输出误动作信号e1，以提醒目前脉冲宽度调变信号有丢失现象。

综上所述，本案提供一种多级电源转换器及其控制方法，该多级电源转换器仅设置单一的控制单元，且多级电源转换器是将所采样的第二级电源参数利用脉冲宽度调变单元转换为数字形式的脉冲宽度调变信号，进而利用数字传输的方式经由第一隔离单元将脉冲宽度调变信号传送至控制单元，使控制单元进行对应的控制，因此本案的多级电源转换器的电路是较为单纯而不复杂，而电路调试较为简单。

本案得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。