下圖所示截波器電路，假設電感L 夠大使得電流無漣波，當功率晶體的責任週期為0.25 時，負載電壓為多少？

電力電子 · 甲級 · 電力電子系統與應用 · Q31

120V

160V

180V

200V

難易度分析

3 / 5

此題要求辨識電路為升壓截波器並運用對應公式，需把握電路拓樸與責任週期對輸出電壓的影響，難度為中等。

正確答案：②160V

② 160V:160V 為正確答案。此電路為升壓式截波器（Boost Converter），其輸出電壓公式為 Vo = Vs / (1 - D)。當輸入電壓 Vs = 120V（由圖示電源標示），責任週期 D = 0.25 時，Vo = 120 / (1 - 0.25) = 120 / 0.75 = 160V。

錯誤選項解析

① 120V:120V 的計算結果不符合此電路拓樸的電壓轉換關係。若誤用降壓式截波器（Buck Converter）公式 Vo = D × Vs = 0.25 × 80V = 20V，或計算錯誤可能得出此值，但與正確公式不符。
③ 180V:180V 的數值可能來自錯誤的公式代入，例如誤用 Vo = Vs × (1 + D) = 120 × 1.5 = 180V，但此非 Boost Converter 的正確電壓增益關係。
④ 200V:200V 可能來自將責任週期誤認為 0.4 時之計算（120 / 0.6 = 200V），或誤用降升壓式截波器（Buck-Boost Converter）公式 Vo = Vs × D / (1 - D) 並代入錯誤參數所致。

Learning Tip

"本題核心考點為Boost Converter 電壓轉換公式 Vo = Vs / (1 - D)。需特別注意：(1) 題目假設電感電流無漣波（連續導通模式 CCM），此為理想公式成立之前提；(2) 責任週期 D 必須小於 1，且 D 越大輸出電壓越高；(3) 常考陷阱為混淆 Buck（Vo = D×Vs）、Boost（Vo = Vs/(1-D)）與 Buck-Boost（Vo = Vs×D/(1-D)）三種基本截波器拓樸的電壓增益公式，實務上需依據電路中功率開關、二極體與電感的相對位置來正確判斷電路類型。"