TWI577123B - 隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法 - Google Patents

Description

隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法

本發明係關於一種隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法；特別是關於一種可減少體積之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法；更特別是關於一種可降低輸出電壓及電流漣波量之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法。

一般而言，習用之隔離式直流-直流電能轉換器已廣泛應用於各種技術領域。雖然傳統隔離式直流-直流電能轉換器具有控制簡單的優點，但其在特性上具有效率較低、高漣波量、高電磁干擾及所需要使用之濾波器容量較大之缺點。相對的，雖然習用之多階直流-直流電能轉換器具有控制較為複雜的缺點，但其在特性上卻具有效率相對較高、漣波量相對較少、電磁干擾相對較少及所需要使用之濾波器容量較小的優點。

舉例而言，第1圖揭示習用多階直流-直流電能轉換裝置之架構示意圖，其主要包含四個方塊。請參照第1圖所示，習用多階直流-直流電能轉換裝置1包含二半橋型逆變器11、二高頻變壓器12、二全橋整流器13及一輸出濾波器14，其適當組成該多階直流-直流電能轉換裝置1。另外，該二半橋型逆變器11需要採用四個功率開關及四個電容器。

請再參照第1圖所示，在電能轉換操作上藉由控制該二半橋型逆變器11之功率開關切換方式，使該高頻 變壓器12之一次側〔primary side〕產生三種電壓。另外，該高頻變壓器12之二次側〔secondary side〕再經由該二全橋整流器13進行適當整流後，可輸出兩種電壓階層。

然而，在實際應用上，由於兩個該半橋型逆變 器11需要使用四個該電容器，且四個該電容器的電容值可能不相同，導致四個該電容器的電容電壓會不一致。因此，在控制上對於四個該電容器的不一致電容電壓需要較複雜的控制，且需要設置兩個該高頻變壓器12。除了該高頻變壓器12的繞製可能有誤差之外，使用兩個該半橋型逆變器11的成本及使用兩個該高頻變壓器12的鐵心成本也相對增加。此外，該多階直流-直流電能轉換裝置1需要使用兩個該高頻變壓器12及兩個該鐵心，因此使其體積相對龐大。

顯然，習用多階直流-直流電能轉換器在架構上 仍需要改善其前述特性的技術缺點。因此，習用直流-直流電能轉換器必然存在進一步提供或發展隔離式多階直流-直流電能轉換器的需求。前述技術說明僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述需求，其提供 一種隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法，其包含一半橋型逆變器、一具三繞組之高頻變壓器、二全橋式整流器、一主功率開關、一第一二極體、一第二二極體及一輸出濾波器，其僅採用單一個該半橋型逆變器及單一個該具三繞組之高頻變壓器，並藉由控制該主功率開關之切換即可達成多階切換之功能，以改善習用多階直流-直流電能轉換裝置需要採用兩個半橋型逆變器及兩個高頻變壓器之技術缺點。

本發明較佳實施例之主要目的係提供一種隔 離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法，其包含一半橋型逆變器、一具三繞組之高頻變壓器、二全橋式整流器、一主功率開關、一第一二極體、一第二二極體及一輸出濾波器，其僅採用單一個該半橋型逆變器及單一個該具三繞組之高頻變壓器，並藉由控制該主功率開關之切換即可達成多階切換之功能，以達成減少體積、降低製造成本及簡化操作之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之隔離 式多階直流-直流電能轉換裝置包含：一半橋型逆變器；一高頻變壓器，其包含一次側及二次側，該高頻變壓器之一次側具有一第一繞組，並將該高頻變壓器之一次側之第一繞組連接於該半橋型逆變器，而該高頻變壓器之二次側具有一第二繞組及一第三繞組；一第一全橋式整流器，其輸入連接於該高頻變壓器之二次側之第二繞組，且該第一全橋式整流器之輸出連接一第一電容器而形成一第一輸出直流電壓；一第二全橋式整流器，其輸入連接於該高頻變壓器之二次側之第三繞組，且該第二全橋式整流器之輸出連接一第二電容器而形成一第二輸出直流電壓；一主功率開關，其連接於該第一輸出直流電壓之負端及該第二輸出直流電壓之正端之間；一第一二極體，其連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之正端之間；一第二二極體，其連接於該第一輸出直流電壓之負端及第二輸出直流電壓之負端之間；及一輸出濾波器，其連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之負端之間。

本發明較佳實施例利用操作控制該主功率開 關，使該第一輸出直流電壓及第二輸出直流電壓形成串聯或並聯，以便輸出兩種電壓階層而形成一多階輸出電壓，並經該輸出濾波器輸出一直流電壓。

本發明較佳實施例之該高頻變壓器之二次側 之第二繞組連接該第一全橋式整流器之輸入，而該第一全橋式整流器之輸出並聯該第一電容器，以形成該第一輸出直流電壓，且該第一輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陰極及輸出濾波器之正端。

本發明較佳實施例之該第一輸出直流電壓之 負端連接至該主功率開關之源極及第二二極體之陰極。

本發明較佳實施例之該高頻變壓器之二次側 之第三繞組連接該第二全橋式整流器之輸入，而該第二全橋式整流器之輸出並聯該第二電容器，以形成該第二輸出直流電壓，且該第二輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陽極及主功率開關之汲極。

本發明較佳實施例之該第二輸出直流電壓之 負端連接至該第二二極體之陽極及輸出濾波器之負端。

本發明較佳實施例之該主功率開關導通時，該 第一輸出直流電壓與該第二輸出直流電壓為串聯連接，而該主功率開關截止時，該第一輸出直流電壓與該第二輸出直流電壓為並聯連接。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之隔離 式多階直流-直流電能轉換方法包含：提供一半橋型逆變器、一高頻變壓器、一第一全橋式整流器、一第二全橋式整流器、一主功率開關、一第一二極體、一第二二極體及一輸出濾波器；該高頻變壓器之一次側具有一第一繞組，將該高頻變壓器之一次側之第一繞組連接於該半橋型逆變器， 且該高頻變壓器之二次側具有一第二繞組及一第三繞組；將該第一全橋式整流器連接於該高頻變壓器之二次側之第二繞組，且該第一全橋式整流器之輸出連接一第一電容器而形成一第一輸出直流電壓；將該第二全橋式整流器連接於該高頻變壓器之二次側之第三繞組，且該第二全橋式整流器之輸出連接一第二電容器而形成一第二輸出直流電壓；；將該主功率開關連接於該第一輸出直流電壓之負端及該第二輸出直流電壓之正端之間；將該第一二極體連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之正端之間；將該第二二極體連接於該第一輸出直流電壓之負端及第二輸出直流電壓之負端之間；及將該輸出濾波器連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之負端之間；其中利用操作控制該主功率開關，使該第一輸出直流電壓及第二輸出直流電壓形成串聯或並聯，以便輸出兩種電壓階層而形成一多階輸出電壓，並經該輸出濾波器輸出一直流電壓。

本發明較佳實施例之該高頻變壓器之二次側 之第二繞組連接該第一全橋式整流器之輸入，而該第一全橋式整流器之輸出並聯該第一電容器，以形成該第一輸出直流電壓，且該第一輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陰極及輸出濾波器之正端。

本發明較佳實施例之該第一輸出直流電壓之 負端連接至該主功率開關之源極及第二二極體之陰極。

本發明較佳實施例之該高頻變壓器之二次側 之第三繞組連接該第二全橋式整流器之輸入，而該第二全橋式整流器之輸出並聯該第二電容器，以形成該第二輸出 直流電壓，且該第二輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陽極及主功率開關之汲極。

本發明較佳實施例之該第二輸出直流電壓之負端連接至該第二二極體之陽極及輸出濾波器之負端。

1‧‧‧多階直流-直流電能轉換裝置

11‧‧‧半橋型逆變器

12‧‧‧高頻變壓器

13‧‧‧全橋整流器

14‧‧‧輸出濾波器

2‧‧‧隔離式多階直流-直流電能轉換裝置

21‧‧‧半橋型逆變器

210‧‧‧多階輸出電壓

C ₁ ‧‧‧電容器

C ₂ ‧‧‧電容器

S _dc1 ‧‧‧上功率開關

S _dc2 ‧‧‧下功率開關

22‧‧‧高頻變壓器

N _p ‧‧‧第一繞組

N _s1 ‧‧‧第二繞組

N _s2 ‧‧‧第三繞組

23‧‧‧第一全橋式整流器

D ₁ ‧‧‧二極體

D ₂ ‧‧‧二極體

D ₃ ‧‧‧二極體

D ₄ ‧‧‧二極體

24‧‧‧第二全橋式整流器

D ₅ ‧‧‧二極體

D ₆ ‧‧‧二極體

D ₇ ‧‧‧二極體

D ₈ ‧‧‧二極體

25‧‧‧主功率開關

261‧‧‧第一電容器

262‧‧‧第二電容器

271‧‧‧第一二極體

272‧‧‧第二二極體

28‧‧‧輸出濾波器

281‧‧‧電感

282‧‧‧電容器

29‧‧‧輸入直流電壓

211‧‧‧輸出直流電壓

第1圖：習用多階直流-直流電能轉換裝置之架構示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置之架構示意圖。

第3(A)至3(C)圖：本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置之控制方法採用各個功率開關訊號及其多階輸出電壓之波形示意圖。

第4(A)圖：本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之上功率開關導通，而半橋型逆變器之下功率開關及主功率開關截止之等效電路示意圖。

第4(B)圖：本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之上功率開關及主功率開關導通，而半橋型逆變器之下功率開關截止之等效電路示意圖。

第4(C)圖：本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之下功率開關導通，而半橋型逆變器之上功率開關及主功率開關截止之等效電路示意圖。

第4(D)圖：本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之下功率開關及主功率開關導通，而半橋型逆變器之上功率開關截止之等效電路示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置及其方法適用於各種多階電能轉換裝置或其類似功能裝置，但其並非用以限定本發明之範圍。

第2圖揭示本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置之架構示意圖。請參照第2圖所示，本發明較佳實施例之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置2包含一半橋型逆變器21、一高頻變壓器22、一第一全橋式整流器23、一第二全橋式整流器24、一主功率開關25、一第一二極體271、一第二二極體272及一輸出濾波器28。該半橋型逆變器21包含二電容器C ₁ 、C ₂ 、一上功率開關〔或第一功率開關〕S _dc1 及一下功率開關〔或第二功率開關〕S _dc2 。該半橋型逆變器21之輸入端並聯連接一輸入直流電壓V _in 29。該高頻變壓器22包含一次側及二次側，且將該高頻變壓器22之一次側適當連接於該半橋型逆變器21之交流端。該高頻變壓器22之一次側具有一第一繞組N _p ，相對的該高頻變壓器22之二次側具有一第二繞組N _s1 及一第三繞組N _s2 ，以便形成一具三繞組之高頻變壓器。該輸出濾波器28選自一LC濾波器或其它濾波器。

請再參照第2圖所示，舉例而言，該第一全橋式整流器23包含四個二極體D ₁ 、D ₂ 、D ₃ 、D ₄ 。將該第一全橋式整流器23之輸入連接於該高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 ，且該第一全橋式整流器23之輸出連接一第一電容器261而形成一第一輸出直流電壓，而該第一輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體271之陰極及輸出濾波器28之正端。

請再參照第2圖所示，舉例而言，該第二全橋 式整流器24包含四個二極體D ₅ 、D ₆ 、D ₇ 、D ₈ 。將該第二全橋式整流器24之輸入連接於該高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 ，且該第二全橋式整流器24之輸出連接一第二電容器262而形成一第二輸出直流電壓，而該第二輸出直流電壓之負端連接該第二二極體272之陽極及輸出濾波器28之負端。

請再參照第2圖所示，舉例而言，將該主功率 開關25串聯連接於該第一輸出直流電壓之負端及第二輸出直流電壓之正端之間。即選擇將該第一輸出直流電壓之負端連接至該主功率開關25之源極，並連接至該第二二極體272之陰極。另外，選擇將該第二輸出直流電壓之正端連接至該主功率開關25之汲極，並連接至該第一二極體271之陽極。同時，將該輸出濾波器28連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之負端。

請再參照第2圖所示，舉例而言，利用操作控 制該主功率開關25，使該第一輸出直流電壓之第二輸出直流電壓形成串聯或並聯，以便輸出兩種電壓階層而形成一多階輸出電壓210，並經由該輸出濾波器28輸出一輸出直流電壓211，如第2圖之右側所示。

第3(A)至3(C)圖揭示本發明較佳實施例之隔 離式多階直流-直流電能轉換裝置之控制方法採用各個功率開關訊號及其多階輸出電壓之波形示意圖，其對應於第2圖之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置。請參照第2、3(A)及3(B)圖所示，該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 及下功率開關S _dc2 之切換訊號揭示於第3(A)圖，而該主功率開關25之切換訊號揭示於第3(B)圖。舉例而言，該主功率開關25之切換訊號之切換頻率選擇為該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 及下功率開關S _dc2 之切換訊號之切換頻率的兩倍或其它倍數，如第3(A)及3(B)圖所示。

請參照第2及3(A)至3(C)圖所示，由於在利用 高頻切換操作控制該主功率開關25時，使該第一輸出直流電壓及第二輸出直流電壓形成串聯或並聯，以便輸出兩種電壓階層而形成該多階輸出電壓210，如第3(C)圖所示。 最後，該多階輸出電壓210經由該輸出濾波器28輸出該輸出直流電壓211。在操作上當該主功率開關25導通時，該多階輸出電壓210之波形之電壓為V _in /n；反之，當該主功率開關25截止時，該多階輸出電壓210之波形之電壓為V _in /2n，即可達成輸出多階電壓階層之功能；其中n為該高頻變壓器22之一次側與二次側繞組之匝數比，且該高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 及第三繞組N _s2 具有相同匝數。

第4(A)圖揭示本發明較佳實施例之隔離式多 階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之上功率開關S _dc1 導通，而半橋型逆變器之下功率開關S _dc2 及主功率開關截止之等效電路示意圖。請參照第4(A)圖所示，將該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 導通，且將該半橋型逆變器21之下功率開關S _dc2 及主功率開關25截止。此時，該高頻變壓器22之一次側電流由該半橋型逆變器21之電容器C ₁ 之正端流出，經該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 、高頻變壓器22、半橋型逆變器21之電容器C ₁ 之負端形成一迴路。此時，該高頻變壓器22之一次側之黑點端為負電壓，而該高頻變壓器22之一次側之非黑點端為正電壓。

請再參照第4(A)圖所示，一第一二次側電流由 該高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之非黑點端流出，經該第一全橋式整流器23之二極體D ₃ 、第一電容器261、第一全橋式整流器23之二極體D ₂ 及高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之黑點端形成一迴路，以產生一第 一直流電壓。由於該主功率開關25截止，因此該第一直流電壓之正端與輸出濾波器28之正端連接，而該第一直流電壓之負端則經由該第二二極體272連接至該輸出濾波器28之負端。

請再參照第4(A)圖所示，一第二二次側電流由 該高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之非黑點端流出，經該第二全橋式整流器24之二極體D ₇ 、第二電容器262、第二全橋式整流器24之二極體D ₆ 、高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之黑點端形成另一迴路，以產生一第二直流電壓。由於該主功率開關25截止，因此該第二直流電壓之負端與輸出濾波器28之負端連接，而該第二直流電壓之正端則經由該第一二極體271連接至該輸出濾波器28之正端。此時，該高頻變壓器22之第一直流電壓及第二直流電壓操作於並聯模式，而該多階輸出電壓210為V _in /2n。

第4(B)圖揭示本發明較佳實施例之隔離式多 階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之上功率開關S _dc1 及主功率開關導通，而半橋型逆變器之下功率開關S _dc2 截止之等效電路示意圖。請參照第4(B)圖所示，將該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 及主功率開關25導通，且將該半橋型逆變器21之下功率開關S _dc2 截止。此時，該高頻變壓器22電壓維持不變，而一第一二次側電流由該高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之非黑點端流出，經該第一全橋式整流器23之二極體D ₃ 、第一電容器261、第一全橋式整流器23之二極體D ₂ 及高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之黑點端形成一迴路，以產生一第一直流電壓。

請再參照第4(B)圖所示，一第二二次側電流由 該高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之非黑點端流 出，經該第二全橋式整流器24之二極體D ₇ 、第二電容器262、第二全橋式整流器24之二極體D ₆ 、高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之黑點端形成一迴路，以產生一第二直流電壓。由於該主功率開關25導通，因此該第一直流電壓及第二直流電壓經由該主功率開關25形成串聯連接。相對的，此時，該多階輸出電壓210為V _in /n，且其再經由該輸出濾波器28進行濾波。

第4(C)圖揭示本發明較佳實施例之隔離式多 階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之下功率開關S _dc2 導通，而半橋型逆變器之上功率開關S _dc1 及主功率開關截止之等效電路示意圖。請參照第4(C)圖所示，將該半橋型逆變器21之下功率開關S _dc2 導通，且將該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 及主功率開關25截止。一次側電流由該半橋型逆變器21之電容器C ₂ 之正端流出，經由該高頻變壓器22、半橋型逆變器21之下功率開關S _dc2 及電容器C ₂ 之負端形成一迴路。此時，該高頻變壓器22之黑點端為正電壓，而該高頻變壓器22之非黑點端為負電壓。

請再參照第4(C)圖所示，一第一二次側電流由 該高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之黑點端流出，經該第一全橋式整流器23之二極體D ₁ 、第一電容器261、第一全橋式整流器23之二極體D ₄ 及高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之非黑點端形成一迴路，以產生一第一直流電壓。由於該主功率開關25截止，因此該第一直流電壓之正端及輸出濾波器28之正端連接，而該第一直流電壓之負端則經由該第二二極體272連接至該輸出濾波器28之負端。

請再參照第4(C)圖所示，一第二二次側電流由 該高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之黑點端流出，經該第二全橋式整流器24之二極體D ₅ 、第二電容器262、 第二全橋式整流器24之二極體D ₈ 、高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之非黑點端形成一迴路，以產生一第二直流電壓。由於該主功率開關25截止，因此該第二直流電壓之負端與輸出濾波器28之負端連接，而該第二直流電壓之正端則經由該第一二極體271連接至該輸出濾波器28之正端。此時，該第一直流電壓及第二直流電壓操作於並聯模式，而該多階輸出電壓210為V _in /2n。

第4(D)圖揭示本發明較佳實施例之隔離式多 階直流-直流電能轉換裝置採用半橋型逆變器之下功率開關S _dc2 及主功率開關導通，而半橋型逆變器之上功率開關S _dc1 截止之等效電路示意圖。請參照第4(D)圖所示，將該半橋型逆變器21之下功率開關S _dc2 及主功率開關25導通，且將該半橋型逆變器21之上功率開關S _dc1 截止。此時，該高頻變壓器22電壓維持不變，而一第一二次側電流由該高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之黑點端流出，經該第一全橋式整流器23之二極體D ₁ 、第一電容器261、第一全橋式整流器23之二極體D ₄ 與高頻變壓器22之二次側之第二繞組N _s1 之非黑點端形成一迴路，以產生一第一直流電壓。

請再參照第4(D)圖所示，一第二二次側電流由 該高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之黑點端流出，經該第二全橋式整流器24之二極體D ₅ 、第二電容器262、第二全橋式整流器24之二極體D ₈ 、高頻變壓器22之二次側之第三繞組N _s2 之非黑點端形成一迴路，以產生一第二直流電壓。由於該主功率開關25導通，因此該第一直流電壓及第二直流電壓經由該主功率開關25形成串聯連接。相對的，此時，該多階輸出電壓210為V _in /n，且其再經由該輸出濾波器28進行濾波。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術 特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

2‧‧‧隔離式多階直流-直流電能轉換裝置

21‧‧‧半橋型逆變器

210‧‧‧多階輸出電壓

C ₁ ‧‧‧電容器

C ₂ ‧‧‧電容器

S _dc1 ‧‧‧上功率開關

S _dc2 ‧‧‧下功率開關

22‧‧‧高頻變壓器

N _p ‧‧‧第一繞組

N _s1 ‧‧‧第二繞組

N _s2 ‧‧‧第三繞組

23‧‧‧第一全橋式整流器

D ₁ ‧‧‧二極體

D ₂ ‧‧‧二極體

D ₃ ‧‧‧二極體

D ₄ ‧‧‧二極體

24‧‧‧第二全橋式整流器

D ₅ ‧‧‧二極體

D ₆ ‧‧‧二極體

D ₇ ‧‧‧二極體

D ₈ ‧‧‧二極體

25‧‧‧主功率開關

261‧‧‧第一電容器

262‧‧‧第二電容器

271‧‧‧第一二極體

272‧‧‧第二二極體

28‧‧‧輸出濾波器

281‧‧‧電感

282‧‧‧電容器

29‧‧‧輸入直流電壓

211‧‧‧輸出直流電壓

Claims (10)

1. 一種隔離式多階直流-直流電能轉換裝置，其包含：一半橋型逆變器；一高頻變壓器，其包含一次側及二次側，而該高頻變壓器之一次側具有一第一繞組，且該高頻變壓器之二次側具有一第二繞組及一第三繞組，並將該高頻變壓器之一次側之第一繞組連接於該半橋型逆變器；一第一全橋式整流器，其輸入連接於該高頻變壓器之二次側之第二繞組，且該第一全橋式整流器之輸出連接一第一電容器而形成一第一輸出直流電壓；一第二全橋式整流器，其輸入連接於該高頻變壓器之二次側之第三繞組，且該第二全橋式整流器之輸出連接一第二電容器而形成一第二輸出直流電壓；一主功率開關，其連接於該第一輸出直流電壓之負端及該第二輸出直流電壓之正端之間；一第一二極體，其連接於該第一輸出直流電壓之正端及該第二輸出直流電壓之正端之間；一第二二極體，其連接於該第一輸出直流電壓之負端及該第二輸出直流電壓之負端之間；及一輸出濾波器，其連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之負端之間。
2. 依申請專利範圍第1項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置，其中該高頻變壓器之二次側之第二繞組連接該第一全橋式整流器之輸入，而該第一全橋式整流器之輸出並聯該第一電容器，以形成該第一輸出直流電壓，且該第一輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陰極及輸出濾波器之正端。
3. 依申請專利範圍第1項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置，其中該第一輸出直流電壓之負端連接至該主功率開關之源極及第二二極體之陰極。
4. 依申請專利範圍第1項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置，其中該高頻變壓器之二次側之第三繞組連接該第二全橋式整流器之輸入，而該第二全橋式整流器之輸出並聯該第二電容器，以形成該第二輸出直流電壓，且該第二輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陽極及主功率開關之汲極。
5. 依申請專利範圍第1項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換裝置，其中該第二輸出直流電壓之負端連接至該第二二極體之陽極及輸出濾波器之負端。
6. 一種隔離式多階直流-直流電能轉換方法，其包含：提供一半橋型逆變器、一高頻變壓器、一第一全橋式整流器、一第二全橋式整流器、一主功率開關、一第一二極體、一第二二極體及一輸出濾波器；將該高頻變壓器之一次側連接於該半橋型逆變器，而該高頻變壓器之一次側具有一第一繞組，且該高頻變壓器之二次側具有一第二繞組及一第三繞組；將該第一全橋式整流器之輸入連接於該高頻變壓器之二次側，且該第一全橋式整流器之輸出連接一第一電容器而形成一第一輸出直流電壓；將該第二全橋式整流器之輸入連接於該高頻變壓器之二次側，且該第二全橋式整流器之輸出連接一第二電容器而形成一第二輸出直流電壓；將該主功率開關連接於該第一輸出直流電壓之負端及該第二輸出直流電壓之正端之間；將該第一二極體連接於該第一輸出直流電壓之正端及該第二輸出直流電壓之正端之間；將該第二二極體連接於該第一輸出直流電壓之負端及該第二輸出直流電壓之負端之間；及將該輸出濾波器連接於該第一輸出直流電壓之正端及第二輸出直流電壓之負端之間； 其中利用操作控制該半橋型逆變器及該主功率開關，使該第一輸出直流電壓輸出電壓及第二輸出直流電壓形成串聯或並聯，以便輸出兩種電壓階層而形成一多階輸出電壓，並經該輸出濾波器輸出一直流電壓。
7. 依申請專利範圍第6項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換方法，其中該高頻變壓器之二次側之第二繞組連接該第一全橋式整流器之輸入，而該第一全橋式整流器之輸出並聯該第一電容器，以形成該第一輸出直流電壓，且該第一輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陰極及輸出濾波器之正端。
8. 依申請專利範圍第6項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換方法，其中該第一輸出直流電壓之負端連接至該主功率開關之源極及第二二極體之陰極。
9. 依申請專利範圍第6項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換方法，其中該高頻變壓器之二次側之第三繞組連接該第二全橋式整流器之輸入，而該第二全橋式整流器之輸出並聯該第二電容器，以形成該第二輸出直流電壓，且該第二輸出直流電壓之正端連接至該第一二極體之陽極及主功率開關之汲極。
10. 依申請專利範圍第6項所述之隔離式多階直流-直流電能轉換方法，其中該第二輸出直流電壓之負端連接至該第二二極體之陽極及輸出濾波器之負端。