某推挽式轉換器(push-pull converter)如下圖所示，其中輸入電壓Vd = 30 V，匝數比Np / Ns = 2(Np = Np1 = Np2 且Ns = Ns1 = Ns2)，責任週期d = 0.3，電感L = 0.5 mH，輸出負載電阻R = 6Ω ，輸出端電容C = 50 μF，切換頻率fs = 10 kHz。下列敘述何者正確？

電力電子 · 甲級 · 電力電子系統與應用 · Q211

此轉換器操作於連續導通模式(continuous conduction mode)

此轉換器操作於不連續導通模式(discontinuous conduction mode)

輸出電壓為9 V

此轉換器必需具有死區時間控制(dead-time control)，藉以避免輸出端短路

難易度分析

4 / 5

題目結合多選、電感波動計算與輸出電壓公式，需要同時掌握 CCM/DCM 判斷、公式推導與死區時間概念，故評為4級。

正確答案 (複選)：①, ③

① 此轉換器操作於連續導通模式(continuous conduction mode):推挽式轉換器的導通模式判斷需比較平均電感電流與漣波電流的一半。平均電感電流 IL = Vo/R = 9/6 = 1.5 A，電感漣波電流 ΔIL = [(Ns/Np)×Vd − Vo] × d×Ts / L = (15−9) × 30μs / 0.5mH = 0.36 A，因 IL > ΔIL/2（1.5 A > 0.18 A），故操作於連續導通模式(CCM)。
③ 輸出電壓為9 V:推挽式轉換器的輸出電壓公式為 Vo = 2 × d × (Ns/Np) × Vd = 2 × 0.3 × (1/2) × 30 = 9 V，計算結果與選項一致。

錯誤選項解析

② 此轉換器操作於不連續導通模式(discontinuous conduction mode):不連續導通模式(DCM)的條件為平均電感電流小於漣波電流的一半，本題 IL = 1.5 A 遠大於 ΔIL/2 = 0.18 A，因此並非操作於 DCM。正確應為連續導通模式(CCM)。
④ 此轉換器必需具有死區時間控制(dead-time control)，藉以避免輸出端短路:死區時間控制(dead-time control)的目的是防止推挽式轉換器一次側(primary side)的兩個開關同時導通而造成輸入端短路(shoot-through)，而非避免「輸出端」短路。此選項混淆了短路發生的位置，正確描述應為防止輸入電源側短路。

Learning Tip

"推挽式轉換器的核心考點在於輸出電壓公式 Vo = 2d(Ns/Np)Vd 的應用，以及 CCM/DCM 邊界條件的判斷（比較 IL 與 ΔIL/2）。常考陷阱包括：(1) 忘記推挽式有「2倍責任週期」的特性；(2) 死區時間是用於防止一次側兩開關同時導通的shoot-through保護，而非輸出端保護；(3) 匝數比代入時需確認是 Np/Ns 還是 Ns/Np。"