Q214.
某諧振式轉換器(resonant converter)如下圖所示，下列敘述何者正確？
電力電子 · 甲級 · 電力電子系統與應用 · Q214
難易度分析
4 / 5
此題要求同時判斷兩個正確選項，須掌握諧振頻率與切換頻率之相互關係、各區間阻抗性質及其對應的柔性切換方式，並能運用等效電阻公式。多層概念與選項設計的混淆陷阱，使解題難度提升。
正確答案 (複選)：①, ④
- ① 當切換頻率fs 低於諧振頻率fr 一半時，亦即fs ＜ (fr / 2)，則輸出電壓與切換頻率成正比，此時諧振槽呈現電容性阻抗，可實現開關Q1 與Q2之零電流切換(zero current switching):當切換頻率 fs 低於諧振頻率 fr 的一半時，諧振槽電路呈現電容性阻抗特性，此時電流波形領先電壓波形，開關元件可在電流自然歸零時導通，實現零電流切換（ZCS）。在此操作區域內，單位時間內的能量傳輸次數隨頻率增加，因此輸出電壓與切換頻率成正比關係成立。
- ④ R eq =
2R / 8:此為基波近似法（FHA）分析中，將二次側負載電阻反射至一次側的等效電阻 Req 計算式。對於全波整流架構，等效交流電阻與直流負載電阻 R 的換算關係為 Req = 2R/8 = R/4，此為諧振轉換器穩態分析的標準等效電阻公式。
錯誤選項解析
- ② 當切換頻率fs 與諧振頻率fr 之關係為(fr / 2) ＜ fs ＜ fr ，則輸出電壓與切換頻率成正比，此時諧振槽呈現電感性阻抗，可實現開關Q1 與Q2 之零電流切換(zero current switching):當 (fr/2) < fs < fr 時，諧振槽仍呈現電容性阻抗而非電感性阻抗。電感性阻抗區域出現在 fs > fr 的範圍，且電感性區域對應的是零電壓切換（ZVS）而非 ZCS。此選項混淆了不同頻率區域的阻抗特性與對應的柔性切換類型。
- ③ 二極體Db1 至Db4 皆不具有柔性切換(soft switching):在諧振式轉換器中，由於諧振槽產生的正弦波電流特性，整流二極體 Db1 至 Db4 的電流會自然過零，因此這些二極體實際上具備零電流切換（ZCS）的柔性切換特性。此選項錯誤地否定了二極體的軟切換能力。
Learning Tip
"諧振式轉換器的核心考點在於理解切換頻率與諧振頻率的相對關係決定了阻抗特性與柔性切換類型：當 fs < fr 時為電容性區域，實現 ZCS；當 fs > fr 時為電感性區域，實現 ZVS。常見陷阱是混淆這兩種區域的對應關係。另外，基波近似法（FHA）中的等效電阻換算是分析串聯諧振轉換器增益特性的基礎，需熟記全波與半波整流架構對應的 Req 計算公式。"
學員答題分佈
①當切換頻率fs 低於諧振頻率fr 一半時，亦即fs ＜ (fr / 2)，則輸出電壓與切換頻率成正比，此時諧振槽呈現電容性阻抗，可實現開關Q1 與Q2之零電流切換(zero current switching)0%
②當切換頻率fs 與諧振頻率fr 之關係為(fr / 2) ＜ fs ＜ fr ，則輸出電壓與切換頻率成正比，此時諧振槽呈現電感性阻抗，可實現開關Q1 與Q2 之零電流切換(zero current switching)0%
③二極體Db1 至Db4 皆不具有柔性切換(soft switching)0%
④R eq = 2R / 80%
2R / 80%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！