本案涉及电能转换领域,尤指一种功率变换器。
背景技术:
1、随着数据中心规模不断扩大以及人工智能技术的发展,每一机架的功率需求直线上升。为了满足机架的功率需求,服务器电源朝着高功率、高效率及小体积的方向发展,其中功率变换器所接收的母线输入电压的可能性越来越多,例如母线输入电压除了传统的48v外更增加多种不同的电压等级。
2、为了达到机架功率提升及母线输入电压多样化的需求,功率变换器包含多个变换单元及辅助电源,其中多个变换单元为串联或并联连接,每一变换单元包含输入端和输出端,每一变换单元经由输入端接收母线输入电压,并经由输出端输出输出电压。辅助电源用以对额外的逻辑控制电路进行供电。传统功率变换器的辅助电源利用两种方式接收母线输入电压,第一种方式为辅助电源直接连接于母线输入电压,然而,为了符合接收母线输入电压的要求,辅助电源的体积及应力较大,造成整体功率变换器的体积及应力较大。第二种方式为功率变换器中额外设置线性稳压器,连接于母线输入电压及辅助电源之间,线性稳压器将母线输入电压降压后提供给辅助电源,然而,由于线性稳压器上的损耗由输入端及输出端的压降乘以流经线性稳压器上的电流所决定,因此当母线输入电压为稳态,负载变大时,线性稳压器上的电流增加,使得线性稳压器上的损耗增加,造成线性稳压器的损坏率高,使整体功率变换器的稳定性下降。
3、因此,实有必要发展一种功率变换器,以解决先前技术所面临的问题。
技术实现思路
1、本案的目的为提供一种功率变换器,于任一变换单元启动时,第一开关元件关断且第二开关元件导通,而使输入电压经由线性稳压器及第二开关元件而提供给辅助电源;于变换单元内的输入电容上的电容电压达到动态平衡而为稳态时,第二开关元件关断且第一开关元件导通,而使至少一变换单元作为能量源经由第一开关元件而提供给辅助电源。因此,本案的功率变换器可于稳态时利用变换单元内的元器件进行供电,降低线性稳压器的损耗,使得整体功率变换器的稳定性较高。
2、为达上述目的,本案提供一种功率变换器,包含输入端、输出端、多个变换单元、辅助电源、线性稳压器、第一开关元件及第二开关元件。功率变换器经由输入端接收输入电压,且经由输出端输出输出电压。每一变换单元包含子输入端、子输出端及输入电容,且每一变换单元的子输入端连接于输入端以接收输入电压,每一变换单元的子输出端连接于输出端,每一变换单元的输入电容连接于对应的变换单元的子输入端。线性稳压器连接于输入端,以于接收输入电压时进行降压。第一开关元件连接于至少一变换单元及辅助电源之间。第二开关元件连接于线性稳压器及辅助电源之间。于任一变换单元启动时,第一开关元件关断且第二开关元件导通,而使输入电压经由线性稳压器及第二开关元件而提供给辅助电源;于至少一变换单元内的输入电容上的电容电压达到动态平衡时,第二开关元件关断且第一开关元件导通,而使至少一变换单元作为能量源经由第一开关元件而提供给辅助电源。
1.一种功率变换器,包含:
2.如权利要求1所述的功率变换器,其中该多个变换单元的数量为n,该能量源由m个该变换单元的该输入电容串联所构成,其中1≤m≤n。
3.如权利要求1所述的功率变换器,其中每一该变换单元包含一变压器,该变压器包含多个绕组。
4.如权利要求2所述的功率变换器,其中该功率变换器包含一辅助绕组,该辅助绕组与至少一该变换单元的该多个绕组耦合,该第一开关元件连接于该辅助绕组及该辅助电源之间,该能量源为与该辅助绕组耦合的该多个绕组。
5.如权利要求2所述的功率变换器,其中该功率变换器包含串联的多个辅助绕组,该多个辅助绕组与至少一该变换单元的该多个绕组耦合,该第一开关元件连接于该多个辅助绕组及该辅助电源之间,该能量源为与该多个辅助绕组耦合的该多个绕组。
6.如权利要求2所述的功率变换器,其中该第一开关元件及该第二开关元件分别为二极管,其中于至少一该变换单元内的该该输入电容上的该电容电压达到动态平衡时,该第二开关元件关断且该第一开关元件导通。
7.如权利要求2所述的功率变换器,其中该第一开关元件及该第二开关元件为开关管,该功率变换器更包含一控制模块,连接于该多个变换单元、该第一开关元件及该第二开关元件,该控制模块于确认任一该变换单元启动时控制该第一开关元件关断且该第二开关元件导通,且于确认至少一该变换单元内的该输入电容上的该电容电压达到动态平衡时控制该第二开关元件关断且该第一开关元件导通。
8.如权利要求1所述的功率变换器,其中该功率变换器的该多个变换单元的该子输入端为串联连接,该功率变换器的该多个变换单元的该子输出端为串联连接。
9.如权利要求1所述的功率变换器,其中该功率变换器的该多个变换单元的该子输入端为并联连接,该功率变换器的该多个变换单元的该子输出端为并联连接。
10.如权利要求1所述的功率变换器,其中该功率变换器的该多个变换单元的该子输入端为串联连接,该功率变换器的该多个变换单元的该子输出端为并联连接。
11.如权利要求1所述的功率变换器,其中该功率变换器的该多个变换单元的该子输入端为并联连接,该功率变换器的该多个变换单元的该子输出端为串联连接。
12.如权利要求1所述的功率变换器,其中每一该变换单元为谐振变换器、全桥电路或反激电路。