所屬科目：台電大學及研究所◆電力電子
1.試問絕緣閘雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)結合了哪兩種半導體元件的優點？ (A) BJT 的低導通壓降與 MOSFET 的高輸入阻抗 (B) BJT 的高切換頻率與 MOSFET 的低導通壓降 (C) SCR 的高耐壓與 BJT 的高頻切換 (D) GTO 的易關斷與 MOSFET 的大電流
2.試問下列哪一項是微電網(Microgrid)的基本特徵？ (A)可以與主電網併網或獨立運行 (B)不能內部建置任何儲能 (C)只能在離網模式下獨立運行 (D)必須由傳統同步發電機供電
3.試問在併網型再生能源應用中，虛擬同步機(Virtual Synchronous Generator, VSG)或虛擬慣量控 制的目的為何？ (A)增強風力發電機葉片的機械強度 (B)增加太陽能最大功率 (C)提供類似傳統發電機的慣量響應 (D)減少太陽能電池面板的表面溫度
4.在柔性切換(Soft Switching)技術中，零電壓切換(Zero-Voltage-Switching, ZVS)通常較適合應用 於下列何種元件，以消除其寄生電容(Coss)帶來的切換損耗？ (A) BJT (B) SCR (C) MOSFET (D) GTO
5.評估電力電子轉換器對電網造成的諧波污染時，常使用總諧波失真(Total Harmonic Distortion, THD)作為指標。若某電流波形為完美正弦波(僅包含基頻成分)，其 THD 值為何？ (A) 100% (B) 50% (C) 10% (D) 0%
6.緩衝電路(Snubber Circuit)中加入電容器與開關元件並聯，其主要目的為何？ (A)限制開關元件導通時的電流上升率(di/dt) (B)限制開關元件關斷時的電壓上升率(dv/dt) (C)增加開關元件的導通電阻 (D)提供額外的驅動電壓
7.在感性負載電路中加入續流二極體(Freewheeling Diode)的最主要功用為何？ (A)增加電感儲能 (B)提高負載兩端電壓 (C)提供電感電流在開關關斷時的釋放路徑，避免產生電壓突波 (D)改變電路的諧振頻率 【請翻頁繼續作答】 電力電子 第 2 頁，共 6 頁
8.當 MOSFET 應用於同步整流(Synchronous Rectification)時，主要為了改善傳統二極體的哪一項 缺點？ (A)導通延遲時間過長 (B)順向導通壓降造成的功率損耗 (C)漏電流過大 (D)耐壓能力不足
9. SEPIC 轉換器與 Buck-Boost 轉換器同樣具備升降壓功能，但 SEPIC 轉換器具有下列何種優點？ (A)輸出電壓與輸入電壓同極性 (B)僅需使用單一電感器 (C)無需使用任何電容器 (D)開關承受的電壓應力為輸入電壓的一半
10.升壓型轉換器(Boost Converter)在連續導通模式(Continuous Conduction Mode, CCM)下操作時， 其控制轉移函數中存在右半平面零點(Right Half Plane Zero, RHPZ)，這會對控制系統造成什麼 影響？ (A)增加相位餘裕，使系統更穩定 (B)增加控制器設計難度 (C)使輸出電壓的穩態誤差變為零 (D)降低切換頻率的諧波干擾
11.順向式轉換器(Forward Converter) 若未採用特殊的主動箝位技術，其開關的責任週期(Duty Cycle)通常被限制在多少以下以確保變壓器磁通能完全重置？ (A) 100% (B) 75% (C) 50% (D) 25%
12.實際返馳式轉換器(Flyback Converter)中，變壓器無可避免會存在漏電感(Leakage Inductance)。 當主開關關斷(OFF)時，漏電感會造成何種現象？ (A)在開關兩端產生高壓突波(Voltage Spike) (B)增加二次側的輸出電流 (C)提升轉換器的整體效率 (D)消除右半平面零點(RHPZ)
13.多相交錯式(Interleaved)升壓型轉換器若採用兩相並聯操作且相角相差 180 度，其輸入總電流 漣波頻率會是單一開關切換頻率的幾倍？ (A) 0.5 倍 (B) 1 倍 (C) 2 倍 (D) 4 倍
14.雙主動橋式(Dual Active Bridge, DAB)轉換器最常用來控制傳輸功率大小與方向的控制參數為何？ (A)切換頻率 (B)一、二次側 H 橋的輸出電壓相位移(Phase Shift) (C)變壓器匝數比 (D)諧振電感大小
15. LLC 串聯諧振轉換器為了在全負載範圍內維持主開關的零電壓切換(Zero-Voltage-Switching, ZVS)，通常設計操作在增益曲線的哪一個區域？ (A)電容性區域 (B)電阻性區域 (C)電感性區域 (D)截止區域
16.半橋型轉換器(Half-Bridge Converter)在輸入端通常會串接兩個相等的電容器，其主要目的為何？ (A)濾除高頻諧波 (B)將輸入直流電壓平分，作為變壓器一次側的交流參考中點 (C)產生無效功率補償 (D)提高整體的輸入電壓
17.電壓源變流器(Voltage Source Inverter, VSI)與電流源變流器(Current Source Inverter, CSI)在直流 側的主要濾波元件分別為何？ (A) VSI 使用電感；CSI 使用電容 (B) VSI 使用電阻；CSI 使用電感 (C) VSI 使用電容；CSI 使用電感 (D) VSI 使用電容；CSI 使用電阻 【請另頁繼續作答】 電力電子 第 3 頁，共 6 頁
18.三相空間向量脈寬調變(SVPWM)相較於傳統三相正弦脈寬調變(SPWM)，其線性調變區內的 直流電壓利用率提高了約多少比例？ (A)無提高，兩者相同 (B)提高約 15.47% (C)提高約 41.4% (D)提高約 73.2%
19.變流器的同一橋臂上下開關在切換時必須加入空白時間(Dead-time)，此設計會對輸出電壓產 生何種不良影響？ (A)增加電路的整體增益 (B)產生低次諧波與電壓波形失真 (C)使輸出電壓頻率偏移 (D)導致電感電流發散
20.三階中性點箝位(Neutral Point Clamped, NPC)變流器相較於傳統兩階變流器，具備下列何種優勢？ (A)開關元件耐壓需求為直流鏈電壓的一半 (B)需要更少的開關元件數量 (C)控制邏輯較為簡單 (D)不會產生任何輸出諧波
21.模組化多階變流器(Modular Multilevel Converter, MMC)在控制上，除了維持輸出電壓波形外， 還必須解決下列哪一項控制難題？ (A)各子模組(Sub-module)電容器的電壓平衡 (B)開關的米勒平台效應 (C)空白時間的無限延長 (D)電網相位的超前補償
22.在單相全橋變流器中，採用雙極性(Bipolar) SPWM 與單極性(Unipolar) SPWM，其輸出電壓主 要的諧波頻譜分布有何不同？ (A)雙極性集中在基頻；單極性集中在 2 倍基頻 (B)雙極性集中在切換頻率(fs)附近；單極性集中在兩倍切換頻率(2fs)附近 (C)兩者頻譜完全相同 (D)單極性會產生極大的直流偏置電壓
23.併網變流器常使用 LCL 濾波器來取代傳統 L 濾波器，其原因為何？ (A) LCL 可完全消除電感壓降 (B) LCL 在相同高頻諧波衰減要求下，所需的總電感值與體積較小 (C) LCL 不會產生任何諧振問題，設計更簡單 (D) LCL 能增加電網系統慣量
24.傳統的跟網型(Grid-Following, GFL)變流器要能正確注入實功與虛功至電網，高度依賴下列哪 一種控制單元來獲取電網相位角？ (A)脈寬調變器(PWM) (B)鎖相迴路(PLL) (C)最大功率追蹤器(MPPT) (D)虛擬同步機(VSG)
25.當電網的短路容量比(Short Circuit Ratio, SCR)極低形成弱電網時，構網型(Grid-Forming, GFM) 變流器相較於跟網型(GFL)變流器具備何種優勢？ (A) GFM 不依賴 PLL 鎖定電網相位，能提供穩定的電壓源並支撐系統頻率 (B) GFM 可以無限制地注入短路電流 (C) GFM 會自動切斷與電網的連接以保護自身 (D) GFM 的切換頻率會隨電網頻率等比下降
26.基於虛擬同步發電機(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制的變流器，其模擬傳統發電機的 核心方程式為何？ (A)馬克士威方程式(Maxwell's equations) (B)搖擺方程式(Swing Equation) (C)帕克轉換(Park Transformation) (D)奈奎斯特穩定準則(Nyquist Criterion)
27.在具有高電感性線路阻抗的電網中，變流器常採用下垂控制(Droop Control)來進行功率分配， 其標準的控制策略為何？ (A) P-V(實功率-電壓)與 Q-f(虛功率-頻率)控制 (B) P-f(實功率-頻率)與 Q-V(虛功率-電壓)控制 (C)僅控制電流大小 (D)僅控制直流鏈電壓
28.下列何種變流器控制技術具備黑啟動(Black Start)能力，能在電網全黑時自主建立系統的電壓 與頻率基準？ (A)採用定功率(PQ)控制的 Grid-Following 變流器 (B)採用 Grid-Forming 控制的變流器 (C)傳統的最大功率追蹤太陽能變流器 (D)靜態虛功補償器(SVC)
29.在微電網控制中，主動式頻率偏移法(Active Frequency Drift, AFD)通常被應用於下列哪一種保 護機制？ (A)過電流保護 (B)低電壓穿越(LVRT) (C)孤島運轉偵測(Islanding Detection) (D)直流鏈過壓保護
30.在設計 VSG 控制時，若調大虛擬慣量(Virtual Inertia)常數，系統對頻率擾動的反應將會如何？ (A)頻率變化率(RoCoF)變大，系統反應變快 (B)頻率變化率(RoCoF)變小，初始頻率下降較緩，但可能使動態震盪時間延長 (C)系統穩態頻率誤差變大 (D)無效功率輸出瞬間歸零
31.變流器在電網發生嚴重短路故障時，其提供的最大短路電流通常受到何種硬體條件的嚴格限 制(約在 1.1~1.5 pu 之間)？ (A)電網的線路阻抗 (B)直流測電容的耐壓值 (C)變壓器的磁通飽和極限 (D)功率半導體元件的電流與熱應力極限
32.固態變壓器(Solid-State Transformer, SST)相較於傳統低頻(50/60Hz)變壓器，最顯著的優勢為何？ (A)完全不需要使用任何磁性鐵心材料 (B)效率保證能達到 100% (C)利用高頻變壓器大幅縮小體積與重量，並能主動控制電壓與功率潮流 (D)設計與控制極度簡化
33.在連接中壓(Medium Voltage, MV)交流電網的固態變壓器(SST)架構中，一次側最常採用下列何 種變流器拓樸來承受高電壓並減少諧波？ (A)單相半橋變流器 (B)串聯型 H 橋變流器(Cascaded H-Bridge)或模組化多階變流器(MMC) (C)降壓型轉換器(Buck Converter) (D)電流源變流器(CSI)
34.針對 AI資料中心建置 800Vdc的直流配電系統，相較於傳統交流配電，其主要的優勢考量為何？ (A)免除交流同步與無效功率問題，並可減少電纜截面積(降低銅損) (B)直流電壓不會產生任何短路電流 (C)不需要使用任何電力電子轉換器 (D) 800Vdc 對人體完全無觸電危險 【請另頁繼續作答】 電力電子 第 5 頁，共 6 頁
35.直流微電網(DC Microgrid)相較於交流微電網(AC Microgrid)，省去了下列哪一項複雜的控制議 題？ (A)直流母線電壓控制 (B)電流分配與均流控制 (C)頻率同步與無效功率分配 (D)儲能電池的充放電管理
36.太陽能變流器內部實作最大功率點追蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)時，若採用擾動 觀察法(Perturb and Observe, P&O)，其運作原理為何？ (A)測量電池板溫度直接換算電壓 (B)鎖定電壓在開路電壓的 76%恆定不變 (C)短路太陽能板以測量最大電流 (D)藉由微幅改變工作電壓並觀察輸出功率變化，持續朝功率增加方向擾動
37.固態斷路器(Solid-State Circuit Breaker, SSCB)相較於傳統機械式斷路器，在微電網保護上最具 價值的特性為何？ (A)切斷故障電流的速度極快，可有效保護電力電子設備 (B)導通時呈現絕對的零電阻 (C)體積龐大適合戶外安裝 (D)無需外部驅動電源
38.變流器在經歷低電壓穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)期間，必須依據電壓跌落的幅度進 行何種操作？ (A)立即切斷與電網的連接以保護變流器 (B)主動注入無效電流(Reactive Current)以協助撐持電網電壓 (C)盡可能將所有實功率輸出最大化 (D)反轉電流極性吸收電網能量
39.在選擇濾波電容時，常會考量其等效串聯電阻(Equivalent Series Resistance, ESR)。試問 ESR 過 大會對直流-直流轉換器造成何種影響？ (A)減少切換損耗 (B)提高電路的轉換效率 (C)增加輸出電壓漣波 (D)提升相位餘裕度
40.碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)被稱為寬能隙(Wide Bandgap)半導體，相較於傳統矽(Si)元件，下列 何者非屬於其主要特性？ (A)更高的崩潰電壓 (B)更高的熱導率與耐高溫能力 (C)較長的逆向恢復時間(Reverse Recovery Time) (D)較快的切換速度
41.當電感器(Inductor)發生磁心飽和(Core Saturation)時，其電感值會發生何種變化？ (A)瞬間增加 (B)維持不變 (C)瞬間急遽下降 (D)呈現完美開路狀態
42.當兩台變流器在微電網中並聯運轉且無通訊線相連時，為了自動分配負載的實功率與虛功率， 最常採用下列何種控制策略？ (A)磁滯電流控制 (B)下垂控制(Droop Control) (C)空間向量調變(SVPWM) (D)虛擬阻抗消除法
43.微電網的運行模式可分為併網模式(Grid-connected)與離網/孤島模式(Islanded)。當從併網切換 至離網模式時，微電網內的儲能變流器通常需承擔何種任務？ (A)立即關機以保護電池 (B)轉為電流源模式，僅追蹤最大功率 (C)轉為電壓源模式，建立並維持微電網的系統電壓與頻率 (D)將直流電壓反轉
44.試問在變流器的搖擺方程式模型中，若增加系統的阻尼係數(Damping Coefficient)，對系統動 態響應有何幫助？ (A)加速系統崩潰 (B)增加穩態的功率輸出 (C)有效抑制頻率在擾動後的震盪現象，使系統更快達到穩態 (D)使電壓振幅翻倍
45.試問在儲能系統中，電池管理系統(Battery Management System, BMS)若偵測到電池處於過充、 過放或溫度過高時，通常會連動控制電力電子轉換器執行何種保護動作？ (A)提高轉換器的切換頻率 (B)強制增加充電電流以快速通過危險區 (C)提升直流鏈電壓 (D)降低功率輸出或切斷主迴路以隔離電池
46.實際的升壓型轉換器(Boost Converter)若責任週期(Duty Cycle)極度接近 100%，考慮到電感與 開關的寄生電阻，輸出電壓會如何變化？ (A)輸出電壓會無限上升至崩潰 (B)輸出電壓會急遽下降 (C)輸出電壓維持在輸入電壓的 2 倍不變 (D)輸出電壓會等於輸入電壓
47.在微電網中，變流器常加入虛擬阻抗(Virtual Impedance)控制迴路。其主要功能之一為何？ (A)完全消除變流器的切換損耗 (B)增加高頻雜訊的抗干擾能力 (C)改善線路阻抗的等效 R/X 比例，減少實功率與虛功率控制之間的耦合干擾 (D)取代實體的輸出濾波電感
48.單相變流器(Single-phase Inverter)輸出純交流實功時，其直流鏈(DC-link)電壓會出現何種頻率 的明顯漣波現象？ (A)與電網基頻相同(如 60 Hz) (B)完全沒有漣波，呈現純直流 (C)等於切換頻率(如 20 kHz) (D)兩倍於電網基頻(如 120 Hz)
49.高頻變壓器或電感器的繞線常因為集膚效應(Skin Effect)與鄰近效應(Proximity Effect)導致交流 電阻增加，實務上最常使用何種線材來減輕此問題？ (A)實心粗銅線 (B)鋁絞線 (C)光纖線 (D)利茲線(Litz Wire)
50.同步整流降壓型轉換器(Synchronous Buck Converter)中，加入空白時間(Dead-time)的主要目的 為何？ (A)增加電感的儲能時間 (B)降低轉換器的整體輸出漣波 (C)防止同一橋臂的上下 MOSFET 同時導通造成直通短路(Shoot-through) (D)提升相位餘裕度以利控制
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