電力工程 113 年電力電子考古題

請說明切換式電源轉換器的開關切換頻率升高時，會造成那些優點與缺 點？（10 分）

請畫出升壓型直流轉直流轉換器（Boost DC-DC Converter）的電路架構 圖，並利用伏秒平衡（Volt-Second Balance）定理推導出其輸出與輸入之 電壓增益的數學表示式。（15 分）

請畫出一個半橋式直流轉交流電源轉換器（Half-Bridge DC-AC Power Converter）的電路架構圖，並說明其如何可以利用弦波脈寬調變 （Sinusoidal Pulse Width Modulation）達成將一個直流電壓源轉換成一個 交流弦波電壓源。（25 分）

一個降壓型直流轉直流轉換器（Buck DC-DC Converter）具有以下電氣 規格：輸入電壓50 V、輸出電壓12 V、開關切換頻率50 kHz、輸出功率 60 W。其在40%負載時，會從連續導通模式操作變成非連續導通模式操 作，且輸出電壓漣波小於1%。請設計滿足這些規格的輸出電感和輸出 電容。（25 分）

一個馳返式轉換器（Flyback Converter）有下列電氣規格：輸入電壓24 V、 輸出電壓120 V、輸出功率150 W、開關切換頻率100 kHz，且具有非常 大的輸出電容，以及理想的開關元件。若其變壓器匝數比為1：4，磁化 電感為800 μH，且漏感可以忽略不計。請計算滿載且開迴路操作之下， 通過開關之最大峰值電流為何？（25 分）