Q212.
某半橋式轉換器(half-bridge converter)如下圖所示，其中Lm 為變壓器之激磁電感。下列敘述何者正確？
電力電子 · 甲級 · 電力電子系統與應用 · Q212
難易度分析
4 / 5
本題要求對半橋式轉換器的關鍵設計原理有完整掌握，並能區分多項說明的正確性。題目為多選且包含三項正確答案，需同時考量變壓器直流阻隔、漏感電流路徑及死區時間的功能。這些概念相互關聯且易混淆，故難度評估為四級。
正確答案 (複選)：①, ②, ④
- ① 實際製作此一轉換器時，應在變壓器一次側繞組(含Np 與Lm)串接一電容器，藉以阻隔直流電壓，防止變壓器飽和:半橋式轉換器的變壓器一次側串接電容器是標準設計，用於阻隔直流成分，避免變壓器鐵心飽和，確保磁通對稱操作。
- ② 考慮變壓器漏感(leakage inductance)時，開關Q1 與Q2 皆應並接快速二極體:變壓器漏感會在開關切換時產生電壓突波，並接快速二極體（箝位二極體或體二極體）可提供電流續流路徑，保護開關元件免受過電壓破壞。
- ④ 此轉換器必需具有死區時間制(dead-time control)，藉以避免輸入端短路:死區時間控制(dead-time control)為半橋拓撲的必要設計，確保上下橋臂開關不會同時導通，避免輸入端直通短路(shoot-through)造成元件損毀。
錯誤選項解析
- ③ 此轉換器操作於連續導通模式(continuous conduction mode)時，輸出電壓與輸入電壓之關係為
，d 為責任週期比(duty ratio):半橋式轉換器於連續導通模式(CCM)的輸出電壓關係應為 Vo = (N2/N1) × (Vin/2) × D，題中圖示公式若未包含輸入電壓除以2的特性則為錯誤。
Learning Tip
"半橋式轉換器的核心考點在於直流阻隔電容的防飽和功能、漏感能量處理機制，以及死區時間的必要性。常考陷阱為輸出電壓公式中容易忽略Vin/2的半橋特性（全橋為Vin），且需區辨CCM與DCM操作模式下的電壓增益差異。實務設計時，變壓器磁通平衡與開關元件電壓應力為關鍵評估項目。"
學員答題分佈
①實際製作此一轉換器時，應在變壓器一次側繞組(含Np 與Lm)串接一電容器，藉以阻隔直流電壓，防止變壓器飽和0%
②考慮變壓器漏感(leakage inductance)時，開關Q1 與Q2 皆應並接快速二極體0%
③此轉換器操作於連續導通模式(continuous conduction mode)時，輸出電壓與輸入電壓之關係為，d 為責任週期比(duty ratio)0%
，d 為責任週期比(duty ratio)0%④此轉換器必需具有死區時間制(dead-time control)，藉以避免輸入端短路0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！
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