具体实施方式

本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。

图3是根据本发明的一实施例显示一电源转换器的电路示意图。如图3所示，本发明的电源转换器30包含第一电容C1、第一电容C2、第一电容C3、第一开关Q1、第一开关Q2、第一开关Q3、第一开关Q4、第一开关Q5、第一开关Q6、第一开关Q7、第一开关Q8、第一开关Q9、第一开关Q10、充电电感L1、充电电感L2以及充电电感L3。第一开关Q1-Q3分别与对应的第一电容C1-C3串联，而第一电容C1-C3分别与对应的充电电感L1-L3串联。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，且电感数量也不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

如图3所示，第一开关Q5的一端耦接至第一开关Q1与第一电容C1之间的节点，第一开关Q6的一端耦接至第一开关Q2与第一电容C2之间的节点，而第一开关Q7的一端耦接至第一开关Q3与第一电容C3之间的节点。第一开关Q8的一端耦接至充电电感L1与第一开关Q2之间的节点，第一开关Q9的一端耦接至充电电感L2与第一开关Q3之间的节点，而第一开关Q10的一端耦接至充电电感L3与第一开关Q4之间的节点。如图3所示，第一开关Q5-Q7的另一端则共同耦接至输出电压Vout。第一开关Q8-Q10的另一端共同耦接至接地电位。第一开关Q4耦接于充电电感L3与输出电压Vout之间，第一开关Q1的一端耦接至输入电压Vin。

第一开关Q1-Q10可根据对应的操作信号，切换所对应的第一电容C1-C3与充电电感L1-L3的电连接关系。在一第一充电程序中，第一开关Q1-Q4为导通，第一开关Q5-Q10为不导通，使得第一电容C1-C3与充电电感L1-L3彼此串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第一充电路径。在一第一放电程序中，充电电感L1-L3可作为放电电感L1-L3，第一开关Q5-Q10导通，第一开关Q1-Q4不导通，使第一电容C1与对应的放电电感L1串联于输出电压Vout与接地电位间，第一电容C2与对应的放电电感L2串联于输出电压Vout与接地电位间，第一电容C3与对应的放电电感L3串联于输出电压Vout与接地电位间，而形成多个第一放电路径。应注意者为，上述第一充电程序与上述第一放电程序于不同的时间段交错进行，而非同时进行。其中，第一充电程序与第一放电程序彼此重复地交错排序，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。于本实施例中，每个第一电容C1、C2、C3的直流偏压均为Vo，故本实施例中的第一电容C1、C2、C3需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的电容器。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期(duty cycle)，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第一开关可于流经第一开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换(zero current switch，ZCS)。

此外需说明的是：因电路零件的本身的寄生效应或是零件间相互的匹配不一定为理想，因此，虽然欲使第一充电程序的持续时间等于第一放电程序的持续时间(也就是第一充电程序的持续时间为百分之五十的工作周期)，以达到柔性切换(soft switching)的零电流切换。但实际可能并无法准确地为百分之五十的工作周期，而仅是接近百分之五十的工作周期，亦即，根据本发明，可接受由于电路的不理想性而使第一充电程序的持续时间与百分之五十的工作周期间具有一定程度的误差，此即前述的放电至“大致上”为百分之五十的工作周期之意，本文中其他提到“大致上”之处亦同。

于一实施例中，上述特定比例与谐振频率相关。于一实施例中，上述第一充电程序具有一第一充电谐振频率，上述第一放电程序具有一第一放电谐振频率。于一较佳实施例中，上述第一充电谐振频率与上述第一放电谐振频率相同。

于一实施例中，上述电源转换器30可为双向电源转换器。所谓双向电源转换器，是指输入端(提供输入电压Vin)与输出端(提供输出电压Vout)的角色对调，意即在如图3所示的实施例中，电源转换器30可将输出电压Vout转换为输入电压Vin。于一实施例中，上述电源转换器30的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为4:1、3:1或2:1。应注意者为，本实施例为4:1的电源转换器，然而通过控制第一开关Q1-Q10的不导通或导通可将本实施例的电源转换器改为3:1的电源转换器，例如将第一开关Q7永远导通，并将第一开关Q4及Q10永远不导通，则可改为3:1的电源转换器，改为2:1的电源转换器的方式亦同。于一实施例中，第一电容C1与第一电感L1的谐振频率为第一电容C2与第一电感L2的谐振频率为第一电容C3与第一电感L3的谐振频率为假设C1＝C2＝C3＝Cr，L1＝L2＝L3＝Lr，则图3所示的电源转换器30的第一充电谐振频率及第一放电谐振频率为于一实施例中，C1、C2、C3的电容值也可互相不同，L1、L2、L3的电感值也可互相不同，只要L1C1＝L2C2＝L3C3即可。

图4A是根据本发明的另一实施例显示一电源转换器的电路示意图；图4B显示图4A所示的电源转换器中，相关信号的信号波形示意图。本实施例与前一实施例不同在于本实施例是多个电容共享一充电电感或一放电电感，由此无论电容数量为多少，都只需要一个充电电感及一个放电电感，可进一步减少电感的数量。如图4A所示，本发明的电源转换器40包含第一电容C1、第一电容C2、第一电容C3、第一开关Q1、第一开关Q2、第一开关Q3、第一开关Q4、第一开关Q5、第一开关Q6、第一开关Q7、第一开关Q8、第一开关Q9、第一开关Q10、充电电感L1、放电电感L2。第一开关Q1-Q3分别与对应的第一电容C1-C3串联，而第一开关Q4与充电电感L1串联。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

如图4A所示，第一开关Q5的一端耦接至第一开关Q1与第一电容C1之间的节点，第一开关Q6的一端耦接至第一开关Q2与第一电容C2之间的节点，而第一开关Q7的一端耦接至第一开关Q3与第一电容C3之间的节点。第一开关Q8的一端耦接至第一电容C1与第一开关Q2之间的节点，第一开关Q9的一端耦接至第一电容C2与第一开关Q3之间的节点，而第一开关Q10的一端耦接至第一电容C3与第一开关Q4之间的节点。如图4A所示，第一开关Q5-Q7的另一端共同电连接至一节点后，串联至放电电感L2。第一开关Q8-Q10的另一端共同耦接至接地电位。充电电感L1及放电电感L2的另一端共同耦接至输出电压Vout，第一开关Q1的另一端耦接至输入电压Vin。

第一开关Q1-Q10可根据对应的操作信号，切换所对应的第一电容C1-C3与充电电感L1及放电电感L2的电连接关系。在一第一充电程序中，第一开关Q1-Q4为导通，第一开关Q5-Q10为不导通，使得第一电容C1-C3彼此串联后与充电电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第一充电路径。在一第一放电程序中，第一开关Q5-Q10导通，第一开关Q1-Q4不导通，使第一电容C1、第一电容C2及第一电容C3彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第一放电路径。应注意者为，上述第一充电程序与上述第一放电程序于不同的时间段交错进行，而非同时进行。于本实施例中，每个第一电容C1、C2、C3的直流偏压均为Vo，故本实施例中的第一电容C1、C2、C3需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的电容器。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期(duty cycle)，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第一开关可于流经第一开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换(zero current switch，ZCS)。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间小于特定比例的工作周期一段第一预设期间，例如但不限于小于百分之五十的工作周期一段第一预设期间；由此提前不导通第一开关Q1-Q4后仍维持有微小的电流，流经充电电感L1，因此，即可将第一开关Q10中，储存于其中的寄生电容的累积电荷通过第一开关Q4的寄生二极管带走，而降低第一开关Q10的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整第一预设期间，而达到零电压切换。

于一实施例中，相对地，上述第一放电程序的持续时间大于特定比例的工作周期一段第二预设期间，例如但不限于大于百分之五十的工作周期一段第二预设期间；由此，延后不导通第一开关Q5-Q10后放电电感L2的负电流会通过第一开关Q5的寄生二极管而对第一开关Q1的寄生电容进行充电，而降低第一开关Q1的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整第二预设期间，而达到零电压切换。于其他实施例中，可视实际需求提前或延后不导通开关的时点，而实现柔性切换的零电压切换。

于一实施例中，上述特定比例与谐振频率相关。于一实施例中，上述第一充电程序具有一第一充电谐振频率，上述第一放电程序具有一第一放电谐振频率。于一较佳实施例中，上述第一充电谐振频率与上述第一放电谐振频率相同。

于一实施例中，上述电源转换器40可为双向电源转换器。于一实施例中，上述电源转换器40的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为4:1、3:1或2:1。于一实施例中，第一充电谐振频率为 第一放电谐振频率为若欲使fr4＝fr5且假设C1＝C2＝C3，则L1与L2的电感值需符合

于一实施例中，第一充电程序的持续时间与该第一放电程序的持续时间彼此不重叠。于一实施例中，该第二充电程序的持续时间与该第二放电程序的持续时间彼此不重叠。

图4B显示图4A所示的电源转换器中，相关信号的信号波形示意图。输出电压Vout、输出电流Io、充电电感电流IL1、放电电感电流IL2、第一电容C1直流偏压Vc1、第一电容C1电流Ic1、第一开关Q7电流IS7以及第一开关Q9电流IS9如图4B所示。在本实施例中，第一充电谐振频率与第一放电谐振频率相等且第一充电程序的持续时间大致上为百分之五十的工作周期。

图5是根据本发明的再另一实施例显示一电源转换器的电路示意图。本实施例与图4的实施例的不同在于本实施例的充电电感可移至输入电压Vin与第一电容C1之间，且利用前端转换器501内的前端电感作为充电电感L1，由此可更进一步减少电感的数量。再者，由于前端转换器501内具有开关，故前端转换器501内的开关也可作为第一开关Q1。如图5所示，本发明的电源转换器50包含第一电容C1、第一电容C2、第一电容C3、第一开关Q1、第一开关Q2、第一开关Q3、第一开关Q4、第一开关Q5、第一开关Q6、第一开关Q7、第一开关Q8、第一开关Q9、第一开关Q10、充电电感L1、放电电感L2。第一电容C1-C3分别与对应的第一开关Q2-Q4串联，而第一开关Q1与充电电感L1串联。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

如图5所示，第一开关Q5的一端耦接至充电电感L1与第一电容C1之间的节点，第一开关Q6的一端耦接至第一开关Q2与第一电容C2之间的节点，而第一开关Q7的一端耦接至第一开关Q3与第一电容C3之间的节点。第一开关Q8的一端耦接至第一电容C1与第一开关Q2之间的节点，第一开关Q9的一端耦接至第一电容C2与第一开关Q3之间的节点，而第一开关Q10的一端耦接至第一电容C3与第一开关Q4之间的节点。如图5所示，第一开关Q5-Q7的另一端并接后串联至放电电感L2，第一开关Q8-Q10的另一端则共同耦接至接地电位。放电电感L2的另一端耦接至输出电压Vout，第一开关Q1的另一端耦接至输入电压Vin，充电电感L1的另一端耦接第一电容C1。

第一开关Q1-Q10可根据对应的操作信号，切换所对应的第一电容C1-C3与充电电感L1及放电电感L2的电连接关系。在一第一充电程序中，第一开关Q1-Q4为导通，第一开关Q5-Q10为不导通，使得第一电容C1-C3彼此串联后与充电电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第一充电路径。在一第一放电程序中，第一开关Q5-Q10导通，第一开关Q1-Q4不导通，使第一电容C1、第一电容C2及第一电容C3彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第一放电路径。应注意者为，上述第一充电程序与上述第一放电程序于不同的时间段交错进行，而非同时进行。于本实施例中，每个第一电容C1、C2、C3的直流偏压均为Vo，故本实施例中的第一电容C1、C2、C3需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的电容器。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期(duty cycle)，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第一开关可于流经第一开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换(zero current switch，ZCS)。

于一实施例中，上述特定比例与谐振频率相关。于一实施例中，上述第一充电程序具有一第一充电谐振频率，上述第一放电程序具有一第一放电谐振频率。于一较佳实施例中，上述第一充电谐振频率与上述第一放电谐振频率相同。

于一实施例中，上述电源转换器50可为双向电源转换器。于一实施例中，上述电源转换器50的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为4:1、3:1或2:1。于一实施例中，上述前端转换器501用以将输入电压Vin转换为电压V1，其包含但不限于如图12A-图12J所示的降压转换器、升压转换器、反压转换器、升降压转换器及升反压转换器。

图6是根据本发明的又另一实施例显示一电源转换器的电路示意图。本实施例的电源转换器为交错式(interleaved)电源转换器。如图6所示，本发明的电源转换器60包含第一电容C1、第一电容C2、第一电容C3、第二电容C4、第二电容C5、第二电容C6、第一开关Q1、第一开关Q2、第一开关Q3、第一开关Q4、第一开关Q5、第一开关Q6、第一开关Q7、第一开关Q8、第一开关Q9、第一开关Q10、第二开关Q11、第二开关Q12、第二开关Q13、第二开关Q14、第二开关Q15、第二开关Q16、第二开关Q17、第二开关Q18、第二开关Q19、第二开关Q20、充电电感L1、放电电感L2。第一开关Q1-Q3分别与对应的第一电容C1-C3串联，而第一开关Q4与充电电感L1耦接，第二开关Q11-Q13分别与对应的第二电容C4-C6串联，而第二开关Q14与充电电感L1耦接。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的六个，也可为四个或六个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

如图6所示，第一开关Q5的一端耦接至第一开关Q1与第一电容C1之间的节点，第一开关Q6的一端耦接至第一开关Q2与第一电容C2之间的节点，而第一开关Q7的一端耦接至第一开关Q3与第一电容C3之间的节点。第一开关Q8的一端耦接至第一电容C1与第一开关Q2之间的节点，第一开关Q9的一端耦接至第一电容C2与第一开关Q3之间的节点，而第一开关Q10的一端耦接至第一电容C3与第一开关Q4之间的节点。如图6所示，第一开关Q5-Q7的另一端共同电连接至一节点后，串联至放电电感L2，第一开关Q8-Q10的另一端共同耦接至接地电位。充电电感L1及放电电感L2的另一端共同耦接至输出电压Vout，第一开关Q1的另一端耦接至输入电压Vin。

请继续参照图6，第二开关Q1的一端5耦接至第二开关Q11与第二电容C4之间的节点，第二开关Q16的一端耦接至第二开关Q12与第二电容C5之间的节点，而第二开关Q17的一端耦接至第二开关Q13与第二电容C6之间的节点。第二开关Q18的一端耦接至第二电容C4与第二开关Q12之间的节点，第二开关Q19的一端耦接至第二电容C5与第二开关Q13之间的节点，而第二开关Q20的一端耦接至第二电容C6与第二开关Q14之间的节点。第二开关Q15-Q17的另一端共同电连接至一节点后，串联至放电电感L2。第二开关Q18-Q20的另一端共同耦接至接地电位。第二开关Q11的另一端耦接至输入电压Vin。

第一开关Q1-Q10及第二开关Q11-Q20可根据对应的操作信号，切换所对应的第一电容C1-C3、第二电容C4-C6与充电电感L1及放电电感L2的电连接关系。在一第一充电程序中，第一开关Q1-Q4为导通，第一开关Q5-Q10为不导通，使得第一电容C1-C3彼此串联后与充电电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第一充电路径。在一第一放电程序中，第一开关Q5-Q10导通，第一开关Q1-Q4不导通，使第一电容C1、第一电容C2及第一电容C3彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第一放电路径。再请参照图6，在一第二充电程序中，第二开关Q11-Q14为导通，第二开关Q15-Q20为不导通，使得第二电容C4-C6彼此串联后与充电电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第二充电路径。在一第二放电程序中，第二开关Q15-Q20导通，第二开关Q11-Q14不导通，使第二电容C4、第二电容C5及第二电容C6彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第二放电路径。应注意者为，上述第一充电程序与上述第二放电程序同时进行，上述第一放电程序与上述第二充电程序同时进行，上述第一充电程序与上述第一放电程序于不同的时间段进行，上述第二充电程序与上述第二放电程序于不同的时间段进行。于本实施例中，每个第一电容C1-C3及每个第二电容C4-C6的直流偏压均为Vo，故本实施例中的第一电容C1-C3及第二电容C4-C6需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的电容器。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期(duty cycle)，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第一开关可于流经第一开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换(zero current switch，ZCS)。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间小于特定比例的工作周期一段第一预设期间，例如但不限于小于百分之五十的工作周期一段第一预设期间；由此提前不导通第一开关Q1-Q4后仍维持有微小的电流，流经充电电感L1，因此，即可将第一开关Q10中，储存于其中的寄生电容的累积电荷通过第一开关Q4的寄生二极管带走，而降低第一开关Q10的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整第一预设期间，而达到零电压切换。

于一实施例中，相对地，上述第一放电程序的持续时间大于特定比例的工作周期一段第二预设期间，例如但不限于大于百分之五十的工作周期一段第二预设期间；由此，延后不导通第一开关Q5-Q10后放电电感L2的负电流会通过第一开关Q5的寄生二极管而对第一开关Q1的寄生电容进行充电，而降低第一开关Q1的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整第二预设期间，而达到零电压切换。

于一实施例中，上述第二充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第二开关可于流经第二开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换。

于一实施例中，上述第二充电程序的持续时间小于特定比例的工作周期一段第一预设期间，例如但不限于小于百分之五十的工作周期一段第一预设期间，由此提前不导通第二开关Q11-Q14后仍维持有微小的电流，流经充电电感L1，因此，即可将第二开关Q20中，储存于其中的寄生电容的累积电荷通过第二开关Q14的寄生二极管带走，而降低第二开关Q20的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整第一预设期间，而达到零电压切换。

于一实施例中，相对地，上述第二放电程序的持续时间大于特定比例的工作周期一段第二预设期间，例如但不限于大于百分之五十的工作周期一段第二预设期间；由此，延后不导通第二开关Q15-Q20后放电电感L2的负电流会通过第二开关Q15的寄生二极管而对第二开关Q11的寄生电容进行充电，而降低第二开关Q11的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整第二预设期间，而达到零电压切换。于一实施例中，上述特定比例与谐振频率相关。于一实施例中，上述第一充电程序具有一第一充电谐振频率，上述第一放电程序具有一第一放电谐振频率，上述第二充电程序具有一第二充电谐振频率，上述第二放电程序具有一第二放电谐振频率。于一较佳实施例中，上述第一充电谐振频率与上述第一放电谐振频率相同，上述第二充电谐振频率与上述第二放电谐振频率相同。

于一实施例中，上述电源转换器60可为双向电源转换器。于一实施例中，上述电源转换器60的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为4:1、3:1或2:1。于一实施例中，第一充电谐振频率为 第一放电谐振频率为第二充电谐振频率为第二放电谐振频率为若C1＝C2＝C3＝C4＝C5＝C6＝Cr且欲使fr6＝fr7＝fr8＝fr9，则L1与L2的电感值需符合

图7是根据本发明的再另一实施例显示一电源转换器的电路示意图。本实施例的电源转换器为交错式(interleaved)电源转换器。如图7所示，本实施例的充电电感可移至输入电压Vin与第一开关Q1及第二开关Q11之间，且利用前端转换器701内的前端电感作为充电电感L1，由此可更进一步减少电感的数量。本发明的电源转换器70包含第一电容C1、第一电容C2、第一电容C3、第二电容C4、第二电容C5、第二电容C6、第一开关Q1、第一开关Q2、第一开关Q3、第一开关Q4、第一开关Q5、第一开关Q6、第一开关Q7、第一开关Q8、第一开关Q9、第一开关Q10、第二开关Q11、第二开关Q12、第二开关Q13、第二开关Q14、第二开关Q15、第二开关Q16、第二开关Q17、第二开关Q18、第二开关Q19、第二开关Q20、充电电感L1、放电电感L2。第一开关Q1-Q3分别与对应的第一电容C1-C3串联，而第一开关Q4与输出电压Vout耦接，第二开关Q11-Q13分别与对应的第二电容C4-C6串联，而第二开关Q14与输出电压Vout耦接。第一开关Q1与充电电感L1耦接，而第二开关Q11与充电电感L1耦接，充电电感L1的另一端则耦接至输入电压Vin。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的六个，也可为四个或六个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

如图7所示，第一开关Q5的一端耦接至第一开关Q1与第一电容C1之间的节点，第一开关Q6的一端耦接至第一开关Q2与第一电容C2之间的节点，而第一开关Q7的一端耦接至第一开关Q3与第一电容C3之间的节点。第一开关Q8的一端耦接至第一电容C1与第一开关Q2之间的节点，第一开关Q9的一端耦接至第一电容C2与第一开关Q3之间的节点，而第一开关Q10的一端耦接至第一电容C3与第一开关Q4之间的节点。如图7所示，第一开关Q5-Q7的另一端并接后串联至放电电感L2，第一开关Q8-Q10的另一端耦接至接地电位。放电电感L2的另一端耦接至输出电压Vout。请继续参照图7，第二开关Q15的一端耦接至第二开关Q11与第二电容C4之间的节点，第二开关Q16的一端耦接至第二开关Q12与第二电容C5之间的节点，而第二开关Q17的一端耦接至第二开关Q13与第二电容C6之间的节点。第二开关Q18的一端耦接至第二电容C4与第二开关Q12之间的节点，第二开关Q19的一端耦接至第二电容C5与第二开关Q13之间的节点，而第二开关Q20的一端耦接至第二电容C6与第二开关Q14之间的节点。第二开关Q15-Q17的另一端共同电连接至一节点后串联放电电感L2，第二开关Q18-Q20的另一端共同耦接至接地电位。

第一开关Q1-Q10及第二开关Q11-Q20可根据对应的操作信号，切换所对应的第一电容C1-C3、第二电容C4-C6与充电电感L1及放电电感L2的电连接关系。在一第一充电程序中，第一开关Q1-Q4为导通，第一开关Q5-Q10为不导通，使得第一电容C1-C3彼此串联后与充电电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第一充电路径。在一第一放电程序中，第一开关Q5-Q10导通，第一开关Q1-Q4不导通，使第一电容C1、第一电容C2及第一电容C3彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第一放电路径。再请参照图7，在一第二充电程序中，第二开关Q11-Q14为导通，第二开关Q15-Q20为不导通，使得第二电容C4-C6彼此串联后与充电电感L1串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第二充电路径。在一第二放电程序中，第二开关Q15-Q20导通，第二开关Q11-Q14不导通，使第二电容C4、第二电容C5及第二电容C6彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第二放电路径。应注意者为，上述第一充电程序与上述第二放电程序同时进行，上述第一放电程序与上述第二充电程序同时进行，上述第一充电程序与上述第一放电程序于不同的时间段进行，上述第二充电程序与上述第二放电程序于不同的时间段进行。于本实施例中，每个第一电容C1-C3及每个第二电容C4-C6的直流偏压均为Vo，故本实施例中的第一电容C1-C3及第二电容C4-C6需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的电容器。

于一实施例中，上述第一充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期(duty cycle)，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第一开关可于流经第一开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换。

于一实施例中，上述第二充电程序的持续时间大致上为特定比例的工作周期，例如但不限于大致上为百分之五十的工作周期；由此，第二开关可于流经第二开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换。

于一实施例中，上述特定比例与谐振频率相关。于一实施例中，上述第一充电程序具有一第一充电谐振频率，上述第一放电程序具有一第一放电谐振频率，上述第二充电程序具有一第二充电谐振频率，上述第二放电程序具有一第二放电谐振频率。于一较佳实施例中，上述第一充电谐振频率与上述第一放电谐振频率相同，上述第二充电谐振频率与上述第二放电谐振频率相同。

于一实施例中，上述电源转换器70可为双向电源转换器。于一实施例中，上述电源转换器70的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为4:1、3:1或2:1。于一实施例中，上述前端转换器701包含但不限于如图12A-图12J所示的降压转换器、升压转换器、反压转换器、升降压转换器及升反压转换器。

图8是根据本发明的又另一实施例显示一电源转换器的电路示意图。本实施例与图4的实施例的不同在于本实施例的电源转换器80的充电电感L1可移至第一开关Q3与第一电容C3之间，其余元件与图4类似，故不赘述。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

图9是根据本发明的再另一实施例显示一电源转换器的电路示意图。本实施例与图4的实施例的不同在于本实施例的电源转换器90的充电电感L1可移至第一开关Q1与第一电容C1之间，本实施例的电源转换器90的放电电感L2的位置改变至与并接的第一开关Q8-Q10串联，换言的第一开关Q8-Q10并接后串联至放电电感L2，放电电感L2的另一端则耦接接地电位，其余元件与图4类似，故不赘述。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的三个，也可为二个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

图10是根据本发明的又另一实施例显示一电源转换器的电路示意图。本实施例与图4A的实施例的不同在于本实施例的电源转换器100的充电电感可移至第一开关Q1与第一电容C1之间且利用前端转换器1001内的前端电感作为充电电感L1并利用前端转换器1001内的开关作为第一开关Q1，由此可更进一步减少电感的数量，本实施例的电源转换器100的放电电感L2的位置可改变至与并接的第一开关Q6-Q7串联，换言的第一开关Q6-Q7并接后串联至放电电感L2，放电电感L2的另一端则耦接接地电位。如图10所示，本发明的电源转换器100包含第一电容C1、第一电容C2、第一开关Q1、第一开关Q2、第一开关Q3、第一开关Q4、第一开关Q5、第一开关Q6、第一开关Q7、充电电感L1、放电电感L2。第一电容C1-C2分别与对应的第一开关Q2-Q3串联，而第一开关Q1与充电电感L1串联。应注意者为，本发明的电源转换器中的电容数量并不限于本实施例的二个，也可为三个或四个以上，本实施例所显示的元件数量仅用以说明本发明并不用限制本发明。

如图10所示，第一开关Q4的一端耦接至充电电感L1与第一电容C1之间的节点，而第一开关Q5的一端耦接至第一开关Q2与第一电容C2之间的节点。第一开关Q6的一端耦接至第一电容C1与第一开关Q2之间的节点，而第一开关Q7的一端耦接至第一电容C2与第一开关Q3之间的节点。第一开关Q4-Q5的另一端共同电连接至一节点后，耦接至输出电压Vout，第一开关Q6-Q7的另一端共同电连接至一节点后，串联至放电电感L2，放电电感L2的另一端耦接至接地电位。第一开关Q1的另一端耦接至输入电压Vin，充电电感L1的另一端耦接第一电容C1，第一开关Q3的另一端耦接至输出电压Vout。

第一开关Q1-Q7可根据对应的操作信号，切换所对应的第一电容C1-C2与充电电感L1及放电电感L2的电连接关系。在一第一充电程序中，第一开关Q1-Q3为导通，第一开关Q4-Q7为不导通，使得充电电感L1与彼此串联的第一电容C1-C2串联于输入电压Vin与输出电压Vout之间，以形成一第一充电路径。在一第一放电程序中，第一开关Q4-Q7导通，第一开关Q1-Q3不导通，使第一电容C1、第一电容C2及第一电容C3彼此并联后串联放电电感L2，而形成多个第一放电路径。应注意者为，上述第一充电程序与上述第一放电程序于不同的时间段交错进行，而非同时进行。于本实施例中，每个第一电容C1-C2的直流偏压均为Vo，故本实施例中的第一电容C1-C2需要耐较低的额定电压，故可使用较小体积的电容器。

于一实施例中，上述特定比例与谐振频率相关。于一实施例中，上述第一充电程序具有一第一充电谐振频率，上述第一放电程序具有一第一放电谐振频率。于一较佳实施例中，上述第一充电谐振频率与上述第一放电谐振频率相同。

于一实施例中，上述电源转换器100可为双向电源转换器。于一实施例中，上述电源转换器100的输入电压Vin与输出电压Vout的电压转换比率可为3:1或2:1。于一实施例中，上述前端转换器1001包含但不限于如图12A-12J所示的降压转换器、升压转换器、反压转换器、升降压转换器及升反压转换器。

图11A是根据本发明的一实施例显示一充电程序与放电程序的对应的操作信号与对应的电感电流的信号波形示意图。请同时参阅图4A，图11A所示的实施例中，第一开关Q1～Q4的操作信号G1～G4于充电程序时为高位准，而第一开关Q5～Q10的操作信号G5～G10于放电程序时为高位准。于图11A的实施例中，充电程序的持续时间大致上为百分之五十的工作周期；由此，第一开关Q1可于流经第一开关的电流在其正半波相对较低位准的时点切换，也就是在充电电感L1的电流为零电流时切换，以实现柔性切换。在一种较佳的实施例中，可达到零电流切换。

图11B及图11C是根据本发明的另一实施例显示一充电程序与放电程序的对应的操作信号与对应的电感电流的信号波形示意图。请同时参阅图4A，图11B所示的实施例中，第一开关Q1～Q4的操作信号G1～G4于第一充电程序时为高位准，而第一开关Q5～Q10的操作信号G5～G10于第一放电程序时为高位准。于图11B的实施例中，第一充电程序的持续时间大致上为小于百分之五十的工作周期一段预设期间T1；由此，提前不导通第一开关Q1-Q4后仍维持有微小的电流流经充电电感L1，因此，即可将第一开关Q10中，储存于其中的寄生电容的累积电荷通过第一开关Q4的寄生二极管带走，而降低第一开关Q10的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整预设期间T1，而达到零电压切换。请同时参阅图4A，图11C所示的实施例中，第一开关Q1～Q4的操作信号G1～G4于第一充电程序时为高位准，第一开关Q5～Q10的操作信号G5～G10于第一放电程序时为高位准。于图11C的实施例中，第一放电程序的持续时间大致上为大于百分之五十的工作周期一段预设期间T2+T3；由此，延后不导通第一开关Q5-Q10后放电电感L2的负电流会通过第一开关Q5的寄生二极管而对第一开关Q1的寄生电容进行充电，而降低第一开关Q1的跨压，以达到柔性切换。在一种较佳的实施例中，调整预设期间T2及T2，而达到零电压切换。于一实施例中，应注意者为，图11B及图11C的实施例可一起实施或仅实施其中一个。此外，请参照图11D，其是根据本发明的另一实施例显示一充电程序与放电程序的对应的操作信号与对应的电容电流的信号波形示意图。请同时参照图4A，如图11D所示，可调整充电程序的持续时间与放电程序的持续时间例如加入延迟时间Td，而更具弹性地调整输入电压Vin与输出电压Vout的比例。

请参照图13，其根据本发明的一实施例显示一电源转换器中的控制器的示意图。如图13所示，本发明的电源转换器可包含一控制器1301，其耦接至第一开关Q1-10及/或第二开关Q11-Q20，用以产生操作信号G1-G4、G5-G10、G11-14、G15-20，以分别输出至第一开关Q1-Q4、Q5-Q10及/或第二开关Q11-Q14、Q15-20，由此分别切换第一开关Q1-Q4、Q5-Q10及/或第二开关Q11-Q14、Q15-20。

本发明如上所述提供了一种电源转换器，其通过特殊的电路设计可减少电感数量、使用较小体积的电容就可达到谐振电容、降低电压应力、具有较佳的动态负载瞬时响应、具有较佳的电流电压平衡、具有稳定的谐振频率、较容易控制以达到具有零电流切换(ZCS)或零电压切换(ZVS)的柔性切换、并可更具弹性地调变电压转换比率且具有较广的输入电压应用范围，并可将输出电压控制在较现有技术更为精确的范围内。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。