电能转换系统及耦合双级电感

摘要

一种电能转换系统及耦合双级电感。电能转换系统包括一第一电压转换单元、一第二电压转换单元及一共用开关。第一电压转换单元包括一第一电感及一第一电容。第一电感电性连接于第一电容。第二电压转换单元包括一第二电感及一第二电容。第二电感电性连接于第二电容。共用开关电性连接于第一电压转换单元及第二电压转换单元。该第一电压转换单元及该第二电压转换单元共用该共用开关。当该共用开关连通时，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。

权利要求

1.一种电能转换系统，其特征在于，包括：一第一电压转换单元，包括一第一电感及一第一电容，该第一电感电性连接于该第一电容，该第一电感包括一第一线圈，该第一电感具有一第一端与一第二端，该第一电感的该第二端直接与该第一电容的一第一端电性连接或经由一第一转能控制二极管与该第一电容的该第一端电性连接；

一第二电压转换单元，包括一第二电感及一第二电容，该第二电感电性连接于该第二电容，该第二电感包括一第二线圈，该第一电感的该第二端直接与该第二电感的一第一端电性连接或经由该第一转能控制二极管与该第二电感的该第一端电性连接，该第一电容的该第一端与该第二电感的该第一端电性连接，该第二电感的一第二端与该第二电容的一第一端直接电性连接或经由一第二转能控制二极管与该第二电容的该第一端电性连接；以及一共用开关，电性连接于该第一电压转换单元及该第二电压转换单元，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元共用该共用开关，当该共用开关连通时，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序；

其中，该第一电感及该第二电感整合为一耦合双级电感，并且该耦合双级电感包括：一第一结构体，包括：

一第一柱体；

一第二柱体；及

一第三柱体，该第三柱体设置在该第一柱体与该第二柱体之间；

一第二结构体，包括：

一第四柱体；

一第五柱体；及

一第六柱体，该第六柱体设置在该第四柱体与该第五柱体之间；

其中，该第一结构体与该第二结构体相向设置，使该第一柱体与该第四柱体间隔一第一间隙，该二柱体与该第五柱体间隔一第二间隙，该第三柱体与该第六柱体间隔一第三间隙；

其中，该第一线圈缠绕于该第一间隙、该第一柱体及该第四柱体，并且该第一电感的电感值系与该第一间隙及该第三间隙的大小相关；以及其中，该第二线圈缠绕于该第二间隙、该第二柱体及该第四柱体，并且该第二电感的电感值系与该第二间隙及该第三间隙的大小相关。

2.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，更包括：至少一充电控制二极管，电性连接于该共用开关，当该共用开关连通时，该至少一充电控制二极管连通以形成一第一充电回路及一第二充电回路，该第一充电回路对该第一电感进行充电，该第二充电回路对该第二电感进行充电。

3.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一充电控制二极管的数量为二，该些充电控制二极管分别电性连接于该共用开关的两端。

4.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一升压单元，该至少一充电控制二极管的数量为二，该些充电控制二极管分别电性连接于该共用开关的两端。

5.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一升压单元，该第二电压转换单元为一升压单元，该至少一充电控制二极管的数量为一，该充电控制二极管电性连接于该共用开关的一端。

6.根据权利要求2所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一升压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一充电控制二极管的数量为一，该充电控制二极管电性连接于该共用开关的一端。

7.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，更包括：至少一转能控制二极管，电性连接于该第一电压转换单元或该第二电压转换单元，当该共用开关断开时，该至少一转能控制二极管连通以形成一第一转能回路及一第二转能回路，该第一转能回路使该第一电感对该第一电容充电，该第二转能回路使该第二电感对该第二电容充电。

8.根据权利要求7所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一转能控制二极管的数量为二，该些转能控制二极管分别电性连接于该第一电感的一输入端及该第二电感的一输入端。

9.根据权利要求7所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一降压单元，该第二电压转换单元为一升压单元，该至少一转能控制二极管的数量为二，该些转能控制二极管分别电性连接于该第一电感的一输入端及该第二电感的一输出端。

10.根据权利要求7所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一升压单元，该第二电压转换单元为一升压单元，该至少一转能控制二极管的数量为二，该些转能控制二极管分别电性连接于该第一电感的一输出端及该第二电感的一输出端。

11.根据权利要求7所述的电能转换系统，其特征在于，该第一电压转换单元为一升压单元，该第二电压转换单元为一降压单元，该至少一转能控制二极管的数量为二，该些转能控制二极管分别电性连接于该第一电感的一输出端及该第二电感的一输入端。

12.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，该第一柱体、该第二柱体、该第三柱体、该第四柱体、该第五柱体及该第六柱体皆为磁柱。

13.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，该第一线圈的缠绕圈数与该第二线圈的缠绕圈数不同。

14.根据权利要求1所述的电能转换系统，其特征在于，该第一间隙、该第二间隙及该第三间隙的大小距离不完全一致。

15.一种电能转换系统，其特征在于，包括：一第一电压转换单元，包括一第一电感及一第一电容，该第一电感电性连接于该第一电容，该第一电感包括一第一线圈，该第一电感具有一第一端与一第二端，该第一电感的该第二端直接与该第一电容的一第一端电性连接或经由一第一转能控制二极管与该第一电容的该第一端电性连接；

一第二电压转换单元，包括一第二电感及一第二电容，该第二电感电性连接于该第二电容，该第二电感包括一第二线圈，该第一电感的该第二端直接与该第二电感的一第一端电性连接或经由该第一转能控制二极管与该第二电感的该第一端电性连接，该第一电容的该第一端与该第二电感的该第一端电性连接，该第二电感的一第二端与该第二电容的一第一端直接电性连接或经由一第二转能控制二极管与该第二电容的该第一端电性连接；以及一共用开关，电性连接于该第一电压转换单元及该第二电压转换单元，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元共用该共用开关，当该共用开关连通时，该第一电压转换单元及该第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序；

其中，该第一电感及该第二电感整合为如权利要求1、12‑14任一项所述的耦合双级电感；

其中，该第一线圈缠绕于该第一间隙、该第一柱体及该第四柱体，并且该第一电感的电感值与该第一间隙及该第三间隙的大小相关；以及其中，该第二线圈缠绕于该第二间隙、该第二柱体及该第四柱体，并且该第二电感的电感值与该第二间隙及该第三间隙的大小相关。

说明书

电能转换系统及耦合双级电感

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电能转换系统及耦合双级电感。

背景技术

[0002] 随着电子技术的发展，各式电子设备不断推陈出新。各种电子设备所采用的电压规格不尽相同，故有电能转换系统的需求。在既有的电能转换系统中，我们可以发现具高降
压比的单级电能转换系统将使得开关导通率下降。这样的电能转换系统的精准度较差，且
稳定性不佳，容易受杂讯(噪声)干扰而降低电能转换效率，且需要成本较高的控制单元。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种电能转换系统及耦合双级电感，其利用电路优化整合，使得单一共用开关能够让两个电压转换单元同时进行同相同时序的充放电过程，不仅
提升降压比，亦使转换效率大幅提升，且具有较低成本与较小的体积。

[0004] 根据一实施例，提出一种电能转换系统。该电能转换系统包括一第一电压转换单元、一第二电压转换单元及一共用开关。第一电压转换单元包括一第一电感及一第一电容。
第一电感电性连接于第一电容。第二电压转换单元包括一第二电感及一第二电容。第二电
感电性连接于第二电容。共用开关电性连接于第一电压转换单元及第二电压转换单元。第
一电压转换单元及第二电压转换单元共用此共用开关。当共用开关连通时，第一电压转换
单元及第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。

[0005] 根据另一实施例，提出一种耦合双级电感。耦合双级电感包括一第一结构体、一第二结构体、一第一线圈及一第二线圈。第一结构体包括一第一柱体、一第二柱体及一第三柱
体，且第三柱体设置在第一柱体与第二柱体之间。第二结构体包括一第四柱体、一第五柱体
及一第六柱体，且第六柱体设置在第四柱体与第五柱体之间。第一结构体与第二结构体相
向设置，使第一柱体与第四柱体间隔一第一间隙。第二柱体与该第五柱体间隔一第二间隙。
第三柱体与第六柱体间隔一第三间隙。第一线圈缠绕于第一柱体及第四柱体。第二线圈缠
绕于第二柱体及第五柱体。

[0006] 根据另一实施例，提出一种电能转换系统。电能转换系统包括一第一电压转换单元、一第二电压转换单元及一共用开关。第一电压转换单元包括一第一电感及一第一电容。
第一电感电性连接于第一电容。第二电压转换单元包括一第二电感及一第二电容。第二电
感电性连接于该第二电容。共用开关电性连接于第一电压转换单元及第二电压转换单元。
第一电压转换单元及第二电压转换单元共用此共用开关。当共用开关连通时，第一电压转
换单元及第二电压转换单元同相同时序进行一双级电能转换程序。第一电感及第二电感系
整合为一耦合双级电感。

[0007] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

[0008] 图1绘示根据一实施例的电能转换系统的示意图；

[0009] 图2A～图2D绘示图1的电能转换系统的双级电能转换程序；

[0010] 图3A绘示根据一实施例的耦合双级电感的示意图；

[0011] 图3B绘示图3A的耦合双级电感的等效电路图；

[0012] 图4绘示根据图3A的耦合双级电感应用至图1的电能转换系统的示意图；

[0013] 图5绘示根据另一实施例的电能转换系统的示意图；

[0014] 图6A～图6D绘示图5的电能转换系统的双级电能转换程序；

[0015] 图7绘示根据另一实施例的电能转换系统的示意图；

[0016] 图8A～图8D绘示图7的电能转换系统的双级电能转换程序；

[0017] 图9绘示根据另一实施例的电能转换系统的示意图；

[0018] 图10A～图10D绘示图9的电能转换系统的双级电能转换程序；

[0019] 图11A绘示图1的电能转换系统的电流曲线图；

[0020] 图11B绘示图5的电能转换系统的电流曲线图。

[0021] 其中，附图标记

[0022] 100、500、700、900：电能转换系统

[0023] A11、A12、A51、A52、A71、A91：充电控制二极管

[0024] B11、B12、B51、B52、B71、B72、B91、B92：转能控制二极管

[0025] C11、C51、C71、C91：第一电容

[0026] C12、C52、C72、C92：第二电容

[0027] CO1：第一线圈

[0028] CO2：第二线圈

[0029] CY1：第一柱体

[0030] CY2：第二柱体

[0031] CY3：第三柱体

[0032] CY4：第四柱体

[0033] CY5：第五柱体

[0034] CY6：第六柱体

[0035] G1：第一间隙

[0036] G2：第二间隙

[0037] G3：第三间隙

[0038] IL11、IL12、IL51、IL52、IQ1(1)、IQ1(5)：电流曲线

[0039] L11、L51、L71、L91：第一电感

[0040] L12、L52、L72、L92：第二电感

[0041] LB：耦合双级电感

[0042] N1、N2：缠绕圈数

[0043] PA11、PA51、PA71、PA91：第一充电回路

[0044] PA12、PA52、PA72、PA92：第二充电回路

[0045] PB11、PB51、PB71、PB91：第一转能回路

[0046] PB12、PB52、PB72、PB92：第二转能回路

[0047] Q1、Q5、Q7、Q9：共用开关

[0048] R1：第一磁阻

[0049] R2：第二磁阻

[0050] R3：第三磁阻

[0051] ST1：第一结构体

[0052] ST2：第二结构体

[0053] VT11、VT51、VT71、VT91：第一电压转换单元

[0054] VT12、VT52、VT72、VT92：第二电压转换单元

[0055] 第一磁通量

[0056] 第二磁通量

[0057] 第三磁通量

具体实施方式

[0058] 下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

[0059] 请参照图1，其绘示根据一实施例的电能转换系统100的示意图。在图1的实施例中，电能转换系统100为一降压‑降压电能转换系统(Buck‑Buck power converter 
system)。图1的电能转换系统100包括一第一电压转换单元VT11、一第二电压转换单元
VT12、一共用开关Q1、二充电控制二极管A11、A12及二转能控制二极管B11、B12。第一电压转
换单元VT11为一降压单元。第一电压转换单元VT11包括一第一电感L11及一第一电容C11。
第一电感L11电性连接于第一电容C11。第一电感L11储能后，可对第一电容C11进行充电。第
二电压转换单元VT12为一降压单元。第二电压转换单元VT12包括一第二电感L12及一第二
电容C12。第二电感L12电性连接于第二电容C12，第二电感L12储能后，可对第二电容C12进
行充电。

[0060] 共用开关Q1电性连接于第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12。第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12共同使用共用开关Q1。当共用开关Q1连通时，第
一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12同相同时序进行一双级电能转换程序。

[0061] 举例来说，请参照图2A～图2D，其绘示图1的电能转换系统100的双级电能转换程序。如图2A所示，充电控制二极管A11、A12分别电性连接于共用开关Q1的两端。当共用开关
Q1连通时，充电控制二极管A11、A12自动连通，且转能控制二极管B11、B12自动断开，而形成
一第一充电回路PA11及一第二充电回路PA12。第一充电回路PA11用以对第一电感L11进行
充电以储能，第二充电回路PA12用以对第二电感L12进行充电以储能。

[0062] 如图2B所示，转能控制二极管B11、B12分别电性连接于第一电感L11的一输入端及第二电感L12的一输入端。当共用开关Q1断开时，转能控制二极管B11、B12自动连通且充电
控制二极管A11、A12自动断开，以形成一第一转能回路PB11及一第二转能回路PB12。第一转
能回路PB11用以使第一电感L11对第一电容C11充电，第二转能回路PB12用以使第二电感
L12对第二电容C12充电。

[0063] 如图2C所示，当第一电感L11完成对第一电容C11的充电程序时，转能控制二极管B11自动断开，仅存第二转能回路PB12继续使第二电感L12对第二电容C12充电。

[0064] 如图2D所示，当第二电感L12完成对第二电容C12的充电程序时，转能控制二极管B12自动断开，而完成双级电能转换程序。

[0065] 请参照图3A，其绘示根据一实施例的耦合双级电感LB的示意图。上述实施例中，系可应用耦合双级电感LB来满足两个回路滤波的需要，并适量分配两次压降/压升的储能。耦
合双级电感LB包括一第一结构体ST1、一第二结构体ST2、一第一线圈CO1及一第二线圈CO2。
第一结构体ST1包括一第一柱体CY1、一第二柱体CY2及一第三柱体CY3，第三柱体CY3设置在
第一柱体CY1与第二柱体CY2之间，且第一柱体CY1、第二柱体CY2及第三柱体CY3的一端部相
连接，使第一结构体ST1外观呈现近似E形。第二结构体ST2包括一第四柱体CY4、一第五柱体
CY5及一第六柱体CY6，第六柱体CY6设置在第四柱体CY4与第五柱体CY5之间，且第四柱体
CY4、第五柱体CY5及第六柱体CY6的一端部相连接，使第二结构体ST2外观呈现近似E形。第
一结构体ST1与第二结构体ST2系相向设置，使第一柱体CY1对应第四柱体CY4、第二柱体CY2
对应第五柱体CY5、第三柱体CY3对应第六柱体CY6。第一柱体CY1与第四柱体CY4间隔一第一
间隙G1。第二柱体CY2与第五柱体CY5间隔一第二间隙G2。第三柱体CY3与第六柱体CY6间隔
一第三间隙G3。第一线圈CO1缠绕于第一柱体CY1及第四柱体CY4。第二线圈CO2缠绕于第二
柱体CY2及第五柱体CY5。第三柱体CY3及第六柱体CY6则未缠绕任何线圈。

[0066] 在本实施例中，第一柱体CY1、第二柱体CY2、第三柱体CY3、第四柱体CY4、第五柱体CY5及第六柱体CY6皆为磁柱。第一间隙G1、第二间隙G2及第三间隙G3可以依据能量分配的
需求调整，故第一间隙G1、第二间隙G2及第三间隙G3的大小距离有可能不完全一致。此外，
第一线圈CO1的缠绕圈数N1与第二线圈CO2的缠绕圈数N2也可以依据能量分配的需求调整，
故第一线圈CO1缠绕圈数N1与第二线圈CO2的缠绕圈数N2有可能不同。

[0067] 请参照图3B，其绘示图3A的耦合双级电感LB的等效电路图。第一间隙G1、第二间隙G2及第三间隙G3分别形成第一磁阻R1、第二磁阻R2及第三磁阻R3。耦合双级电感LB可以利
用下式(1)、(2)获得第一电感L11的电感值及第二电感L12的电感值。

[0068]

[0069]

[0070] 也就是说，藉由第一间隙G1、第二间隙G2及第三间隙G3的调整，可以对应调整第一磁通量 第二磁通量 第三磁通量 再藉由缠绕圈数N1与缠绕圈数N2的搭配，即可
设计出适合的第一电感L11及第二电感L12。

[0071] 请参照图4，其绘示根据图3A的耦合双级电感应用至图1的电能转换系统的示意图。第一电感L11及第二电感L12可整合为耦合双级电感LB，根据电能转换系统的需求，设计
出对应合适的第一电感L11及第二电感L12，利用单一的耦合双级电感LB即可达成两个电感
元件(即第一电感L11与第二电感L12)的功能，因此可以简化双级式电能转换系统的设计。

[0072] 根据上述实施例的设计，第一充电回路PA11及第二充电回路PA12可以共用同一个共用开关Q1进行控制。相对于单级电能转换系统而言，本实施例的电能转换系统100的降压
比可以提升4倍以上，故可适用于车用电能所需要的高降压比电能转换系统。相对于既有双
级电能转换系统而言，本实施例的电能转换系统100的效率可以提升10％以上，并且成本降
低30％以上，体积也缩小40％以上。

[0073] 除了上述实施例以外，上述设计亦可应用于其他各种实施例。请参照图5，其绘示根据另一实施例的电能转换系统500的示意图。在图5的实施例中，电能转换系统500为一降
压‑升压电能转换系统(Buck‑Boost power converter system)。图5的电能转换系统500包
括一第一电压转换单元VT51、一第二电压转换单元VT52、一共用开关Q5、二充电控制二极管
A51、A52及二转能控制二极管B51、B52。第一电压转换单元VT51为一降压单元。第一电压转
换单元VT51包括一第一电感L51及一第一电容C51。第一电感L51电性连接于第一电容C51。
第一电感L51储能后，可对第一电容C51进行充电。第二电压转换单元VT52系为一升压单元。
第二电压转换单元VT52包括一第二电感L52及一第二电容C52。第二电感L52电性连接于第
二电容C52，第二电感L52储能后，可对第二电容C52进行充电。

[0074] 共用开关Q5电性连接于第一电压转换单元VT51及第二电压转换单元VT52。第一电压转换单元VT51及第二电压转换单元VT52共同使用共用开关Q5。当共用开关Q5连通时，第
一电压转换单元VT51及第二电压转换单元VT52同相同时序进行一双级电能转换程序。

[0075] 举例来说，请参照图6A～图6D，其绘示图5的电能转换系统500的双级电能转换程序。如图6A所示，充电控制二极管A51、A52分别电性连接于共用开关Q5的两端。当共用开关
Q5连通时，充电控制二极管A51、A52自动连通，且转能控制二极管B51、B52自动断开，而形成
一第一充电回路PA51及一第二充电回路PA52。第一充电回路PA51用以对第一电感L51进行
充电以储能，第二充电回路PA52用以对第二电感L52进行充电以储能。

[0076] 如图6B所示，转能控制二极管B51、B52分别电性连接于第一电感L51的一输入端及第二电感L52的一输出端。当共用开关Q5断开时，转能控制二极管B51、B52自动连通且充电
控制二极管A51、A52自动断开，以形成一第一转能回路PB51及一第二转能回路PB52。第一转
能回路PB51用以使第一电感L51对第一电容C51充电，第二转能回路PB52用以使第二电感
L52对第二电容C52充电。

[0077] 如图6C所示，当第一电感L51完成对第一电容C51的充电程序时，转能控制二极管B51自动断开，仅存第二转能回路PB52继续使第二电感L52对第二电容C52充电。

[0078] 如图6D所示，当第二电感L52完成对第二电容C52的充电程序时，转能控制二极管B52自动断开，而完成双级电能转换程序。

[0079] 要注意的是，图3A及图3B的耦合双级电感LB亦可应用于图5的降压‑升压的电能转换系统500中，其第一电感L51及第二电感L52的设计参数与前述雷同，在此不予赘述。

[0080] 请参照图7，其绘示根据另一实施例的电能转换系统700的示意图。在图7的实施例中，电能转换系统700为一升压‑升压电能转换系统(Boost‑Boost power converter 
system)。图7的电能转换系统700包括一第一电压转换单元VT71、一第二电压转换单元
VT72、一共用开关Q7、一充电控制二极管A71及二转能控制二极管B71、B72。第一电压转换单
元VT71为一升压单元。第一电压转换单元VT71包括一第一电感L71及一第一电容C71。第一
电感L71电性连接于第一电容C71。第一电感L71储能后，可对第一电容C71进行充电。第二电
压转换单元VT72系为一升压单元。第二电压转换单元VT72包括一第二电感L72及一第二电
容C72。第二电感L72电性连接于第二电容C72，第二电感L72储能后，可对第二电容C72进行
充电。

[0081] 共用开关Q7电性连接于第一电压转换单元VT71及第二电压转换单元VT72。第一电压转换单元VT71及第二电压转换单元VT72共同使用共用开关Q7。当共用开关Q7连通时，第
一电压转换单元VT71及第二电压转换单元VT72同相同时序进行一双级电能转换程序。

[0082] 举例来说，请参照图8A～图8D，其绘示图7的电能转换系统700的双级电能转换程序。如图8A所示，充电控制二极管A71电性连接于共用开关Q7的一端。当共用开关Q7连通时，
充电控制二极管A71自动连通，且转能控制二极管B71、B72自动断开，而形成一第一充电回
路PA71及一第二充电回路PA72。第一充电回路PA71用以对第一电感L71进行充电以储能，第
二充电回路PA72用以对第二电感L72进行充电以储能。

[0083] 如图8B所示，转能控制二极管B71、B72分别电性连接于第一电感L71的一输出端及第二电感L72的一输出端。当共用开关Q7断开时，转能控制二极管B71、B72自动连通且充电
控制二极管A71自动断开，以形成一第一转能回路PB71及一第二转能回路PB72。第一转能回
路PB71用以使第一电感L71对第一电容C71充电，第二转能回路PB72用以使第二电感L72对
第二电容C72充电。

[0084] 如图8C所示，当第一电感L71完成对第一电容C71的充电程序时，转能控制二极管B71自动断开，仅存第二转能回路PB72继续使第二电感L72对第二电容C72充电。

[0085] 如图8D所示，当第二电感L72完成对第二电容C72的充电程序时，转能控制二极管B72自动断开，而完成双级电能转换程序。

[0086] 要注意的是，图3A及图3B的耦合双级电感LB亦可应用于图7的升压‑升压的电能转换系统700中，其第一电感L71及第二电感L72的设计参数与前述雷同，在此不予赘述。

[0087] 请参照图9，其绘示根据另一实施例的电能转换系统900的示意图。在图9的实施例中，电能转换系统900为一升压‑降压电能转换系统(Boost‑Buck power converter 
system)。图9的电能转换系统900包括一第一电压转换单元VT91、一第二电压转换单元
VT92、一共用开关Q9、一充电控制二极管A91及二转能控制二极管B91、B92。第一电压转换单
元VT91为一升压单元。第一电压转换单元VT91包括一第一电感L91及一第一电容C91。第一
电感L91电性连接于第一电容C91。第一电感L91储能后，可对第一电容C91进行充电。第二电
压转换单元VT92为一降压单元。第二电压转换单元VT92包括一第二电感L92及一第二电容
C92。第二电感L92电性连接于第二电容C92，第二电感L92储能后，可对第二电容C92进行充
电。

[0088] 共用开关Q9电性连接于第一电压转换单元VT91及第二电压转换单元VT92。第一电压转换单元VT91及第二电压转换单元VT92共同使用共用开关Q9。当共用开关Q9连通时，第
一电压转换单元VT91及第二电压转换单元VT92同相同时序进行一双级电能转换程序。

[0089] 举例来说，请参照图10A～图10D，其绘示图9的电能转换系统900的双级电能转换程序。如图10A所示，充电控制二极管A91电性连接于共用开关Q9的一端。当共用开关Q9连通
时，充电控制二极管A91自动连通，且转能控制二极管B91、B92自动断开，而形成一第一充电
回路PA91及一第二充电回路PA92。第一充电回路PA91用以对第一电感L91进行充电以储能，
第二充电回路PA92用以对第二电感L92进行充电以储能。

[0090] 如图10B所示，转能控制二极管B91、B92分别电性连接于第一电感L91的一输出端及第二电感L92的一输入端。当共用开关Q9断开时，转能控制二极管B91、B92自动连通且充
电控制二极管A91自动断开，以形成一第一转能回路PB91及一第二转能回路PB92。第一转能
回路PB91用以使第一电感L91对第一电容C91充电，第二转能回路PB92用以使第二电感L92
对第二电容C92充电。

[0091] 如图10C所示，当第一电感L91完成对第一电容C91的充电程序时，转能控制二极管B91自动断开，仅存第二转能回路PB92继续使第二电感L92对第二电容C92充电。

[0092] 如图10D所示，当第二电感L92完成对第二电容C92的充电程序时，转能控制二极管B92自动断开，而完成双级电能转换程序。

[0093] 要注意的是，图3A及图3B的耦合双级电感LB亦可应用于图9的升压‑降压的电能转换系统900中，其第一电感L91及第二电感L92的设计参数与前述雷同，在此不予赘述。

[0094] 在上述实施例中，电能转换系统100、500、700、900经过电路优化整合，使共用开关Q1、Q5、Q7、Q9的源端(source)与输入电压共地，驱动信号则不用再另外做隔离，更减少电路
成本。

[0095] 此外，电能转换系统100、500、700、900更利用充电控制二极管A11、A12、A51、A52、A71、A91形成第一充电回路PA11、PA51、PA71、PA91及第二充电回路PA12、PA52、PA72、PA92。
电能转换系统100、500、700、900更利用转能控制二极管B11、B12、B51、B52、B71、B72、B91、
B92形成第一转能回路PB11、PB51、PB71、PB91及第二转能回路PB12、PB52、PB72、PB92。如此
一来，第一电压转换单元VT11、VT51、VT71、VT91及第二电压转换单元VT12、VT52、VT72、VT92
可以同时进行同相同时序的充放电过程。

[0096] 详细来说，请参照图11A，其绘示图1的电能转换系统100的电流曲线图。在电能转换系统100中，由于第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12共用一个共用开关Q1，
因此仅有单一相同的时序。此外，电能转换系统100中的第一电感L11及第二电感L12也因为
第一电压转换单元VT11及第二电压转换单元VT12共用一个共用开关Q1的关系而能够同时
充电。当共用开关Q1连通时，共用开关Q1的电流曲线IQ1(1)显示有电流通过，且从电流曲线
IL11、IL12来看，二者的电感电流同相，而能达到第一电压转换单元VT11及第二电压转换单
元VT12进行同相同时序的充放电过程。

[0097] 请参照图11B，其绘示图5的电能转换系统500的电流曲线图。在电能转换系统500中，由于第一电压转换单元VT51及第二电压转换单元VT52共用一个共用开关Q1，因此仅有
单一相同的时序。此外，电能转换系统500中的第一电感L51及第二电感L52也因为第一电压
转换单元VT51及第二电压转换单元VT52共用一个共用开关Q1的关系而能够同时充电。当共
用开关Q1连通时，共用开关Q1的电流曲线IQ1(5)显示有电流通过，且从电流曲线IL51、IL52
来看，二者的电感电流同相，而能达到第一电压转换单元VT51及第二电压转换单元VT52进
行同相同时序的充放电过程。

[0098] 电能转换系统700、900的电流曲线图与前述雷同，皆有同相同时序的表现，在此不予赘述。

[0099] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变
形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。