串聯(lián)諧振方案
串聯(lián)諧振交流耐壓阻抗
發(fā)布日期：2021-03-21 點(diǎn)擊：3219次
隨著開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，已研究出了不少高效率的電路拓?fù)?，主要為諧振型的軟開(kāi)關(guān)拓?fù)浜?PWM 型的軟開(kāi)關(guān)拓?fù)?。近幾年?lái)，隨著半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通電阻，寄生電容和反向恢復(fù)時(shí)間越來(lái)越小了，這為諧振變換器的發(fā)展提供了又一次機(jī)遇。對(duì)于諧振變換器來(lái)說(shuō)，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，能實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)變換，從而使得開(kāi)關(guān)電源具有較高的效率。LLC 諧振變換器實(shí)際上來(lái)源于不對(duì)稱半橋電路，后者用調(diào)寬型(PWM)控制，而 LLC 諧振是調(diào)頻型（PFM）。串聯(lián)諧振電路 在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調(diào)節(jié)電路元件（L或C）的參數(shù)或電源頻率，可以使它們相位相同，整個(gè)電路呈現(xiàn)為純電阻性。電路達(dá)到這種狀態(tài)稱之為諧振。在諧振狀態(tài)下，電路的總阻抗達(dá)到極值或近似達(dá)到極值。按電路聯(lián)接的不同，有串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振兩種?？茖W(xué)和應(yīng)用技術(shù)上應(yīng)充分利用諧振的特征，同時(shí)又要預(yù)防它所產(chǎn)生的危害。
串聯(lián)諧振電路特點(diǎn)：
a.電路阻抗Z最小，且為純電阻，及Z=R，b.電路中的電流I達(dá)到最大值，且與電源電壓相同
電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)的電流稱為諧振電流，用Io表示，當(dāng)電源電壓一定時(shí):可根據(jù)RLC串聯(lián)電路的電流是否達(dá)到最大來(lái)判斷是否發(fā)生了串聯(lián)諧振。c.L、C上電壓大小相等，方向相反，相互抵消因此串聯(lián)諧振又稱為電壓諧振，諧振時(shí)電感和電容兩端的等效阻抗為0，相當(dāng)于短路。
d.電阻上的電壓等于電源電壓，達(dá)到最大值。
e.功率
有功功率：電源發(fā)出的功率及時(shí)電路電阻消耗的功率，且功率最大
無(wú)功功率：諧振時(shí)，電路不從外部吸收無(wú)功功率。但電路內(nèi)部的電感和電容之間周期性的進(jìn)行磁場(chǎng)能量與電場(chǎng)能量的交換。
在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路內(nèi)，當(dāng)容抗XC與感抗XL相等時(shí)，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性，這種現(xiàn)象叫串聯(lián)諧振。當(dāng)電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)電路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，電路中總阻抗最小，電流將達(dá)到最大值。
1、創(chuàng)建串聯(lián)諧振電路。從元器件庫(kù)中選擇電壓源、電阻、電容、電感連接成串聯(lián)諧振電路，選擇頻率特性儀XBP1，將其輸入端和電源連接，輸出端和負(fù)載連接。
2、串聯(lián)諧振電路的相頻特性：在Mode選項(xiàng)組中單擊Phase（相頻特性）按鈕，可得到該電路的相頻特性。
3、從串聯(lián)諧振電路的相頻特性可以看出，電路的以諧振頻率f0為分界點(diǎn)，當(dāng)信號(hào)頻率低于f0時(shí)，相位超前；當(dāng)信號(hào)頻率高于f0時(shí)，相位滯后。因?yàn)楫?dāng)信號(hào)頻率低于f0時(shí)，整個(gè)電路呈容性，電流相位（負(fù)載電阻上的電壓相位）超前于電壓（外加電源）的相位；而當(dāng)信號(hào)頻率高于f0時(shí)，整個(gè)電路呈感性，電流相位（負(fù)載電阻上的電壓相位）滯后于電壓（外加電源）的相位。該仿真結(jié)果與理論分析一致。
4、串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因素Q值和電路的選擇性關(guān)系：在保持串聯(lián)諧振頻率不變的情況下，即L，C不變，改變?cè)?shù)，可改變電路的品質(zhì)因素Q值。在電路中R=1 kΩ，L=1 H，C=1 μF，則Q=[1RLC=1，]，若選擇電容C1=1 μF，電感L1=1 H電阻R1=100 Ω，則Q=[1RLC=10，]。對(duì)于RLC串聯(lián)諧振電路來(lái)說(shuō)，不同的Q值對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線不同，Q值越大，對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線越尖，電路的選擇性越好，若用串聯(lián)選擇電路作為無(wú)線電檢波電路，其靈敏度越高，抗干擾能力就越低；Q值越小，對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線越鈍，電路的選擇性變差，若作為無(wú)線電檢波電路，其靈敏度降低，但它的抗干擾能力會(huì)提高，所以串聯(lián)諧振電路的Q值大小，要根據(jù)具體的應(yīng)用情況具體選擇。
