LC谐振原理分析

Q值=灯管启动电压 / 电源电压的一半， Q=2*Us/Vcc 特征阻抗 Z = Q值 * 灯丝电阻 r，Z=Q*r 电感：L = Z / ( 2 * pi * f )，f 为工作频率； 谐振电容：Cs = 1 / （ 2 * pi * f * Z ）

另一个电容起隔直作用， 按照 10*Cs 或更大进行取值

LC谐振

L是电感，C是电容

在含有电容和电感的电路中，如果电容和电感并联，可能出现在某个很小的时间段内：电容的电压逐渐升高，而电流却逐渐减少；与此同时电感的电流却逐渐增加，电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内：电容的电压逐渐降低，而电流却逐渐增加；与此同时电感的电流却逐渐减少，电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值，电压的降低也可达到一个负的最大值，同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化，此时我们称为电路发生电的振荡。

电容和电感串联，电容器放电,电感开始有有一个逆向的反冲电流，电感充电;当电感的电压达到最大时，电容放电完毕，之后电感开始放电，电容开始充电，这样的往复运作，称为谐振。而在此过程中电感由于不断的充放电，于是就产生了电磁波。

电路振荡现象可能逐渐消失，也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时，我们称之为等幅振荡，也称为谐振。

谐振时间电容或电感两端电压变化一个周期的时间称为谐振周期，谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关，即：f=1/2π√LC(Hz)。

知道其他人对是否存在谐振有何看法？

谐振回路有一定带宽，在带宽内用谐振来解释还是蛮方便的。不知道还有其他方式可计算启动回路吗？如有请赐教。

我之前2贴的内容不矛盾的，可能上个贴描述得不好：

其一，启动之前输出频率会变化，再者谐振回路的器件通常也只取用近似值，计算结果只是给出设计估值，还要经过调试才能确定。不过这个原因不是主要问题。

其二，这是不矛盾的主要原因。半桥输出和启动电路构成的是一个受迫振荡，受迫振动的一个特点就是加上激励后振荡每个周期都在增大，直到稳定。灯管启动都是在几个周期内就完

成启动的，启动之后振荡消失 。如果灯管启动失败，振荡就会不断增大，此时如果电路没有闭锁保护，晶体管就危险了。这是灯管用久了晶体管失效的重要原因之一。

关系：电源电压Vcc，半桥输出傅立叶分解：直流分量为 Vcc/2，基波分量：峰值为Vcc*2/pi的正弦波。其他谐波被LC回路滤掉，因此电阻的电压波形就是基波波形。

当频率偏离谐振点，但仍在带宽之上，基波分量也可以用同样公式计算，不过由于相位不为零，电阻电压稍微变小，规律仍然存在。

如果频率偏移太多，谐波分量不可忽略，这时候计算比较复杂，关系就不那么明显了。 回复25帖

这个帖子真的是太好了,太有意义了,为什么就沉了呢? 大家继续讨论啊.

我觉得,如果想真正弄懂软开关技术,软开关技术最原始的形式:负载谐振型的变换器,是一定要懂的.

谐振变换器按照谐振回路的连接方式,分为 串联谐振(SRC)和 并联谐振(PRC); 谐振变换器按照谐振回路与负载的连接方式,分为 串联负载 和 并联负载; 那么把上面两两组和,总共有四种变换器:

1、串联负载串联谐振变换器 Series load Series resonant converters; 2、并联负载串联谐振变换器 Parallel load Series resonant converters; 3、串联负载并联谐振变换器 series load Series resonant converters; 4、并联负载并联谐振变换器 Parallel load parallel resonant converters;

通常意义上,我们所说的串联谐振变换器,指的是第一种,并联谐振变换器,指的是第二种.

抛砖引玉,我先说说第一种吧.

串联谐振变换器的工作原理,楼主已经阐述的很详细了.

事实上,它相当于一个 串联RLC回路的方波输入响应,谐振回路与负载是串联分压的关系,通过改变输入方波的频率,从而改变谐振回路的阻抗,以实现负载分压的变化,实现稳压效果.

楼主还提供了一个手绘图,很清晰明了,但有个小小的错误,就是谐振回路的品质因数Q应该表示为特征阻抗[根号下(Lr/Cr)]/Req.这样的话,轻载情况下,Req较大,Q值很小,传输特性比较平滑,要实现小范围的调压,必须进行大范围的调频.

至于串联谐振变换器的概念,引进国内并得到发扬光大的,是南航阮新波教授.他的论文改编出版过两本书《直流开关电源的软开关技术》和《脉宽调制型全桥移相软开关技术》. 其中第一本书,就详细提到了负载谐振型变换器.

对于串联谐振变换器,原边类似电流源特性,经过全波整流后,对负载电容充电,所以,这类变换器,是不需要滤波电感的.

按照谐振频率和开关频率的关系,这类变换器有三种工作状态,我先说下第一种吧.

如果开关频率小于谐振频率的一半,谐振回路阻抗呈现容性,电流超前于电压,可以实现零电流开关.

具体波形如下: 1、回路模型

2、各处波形

这些波形,可以参考阮新波的《直流开关电源的软开关技术》第69页,我怀疑他是手画的,呵呵.

请高手继续.

看了这篇文章,总算明白了Q表示的意思,也许对象我一样的初学者有用,就放上来

关于谐振电路的品质因素(Q值)

在研究各种谐振电路时,常常涉及到电路的品质因素Q值的问题,那末什么是Q值呢?下面我们作详细的论述.

图1是一串联谐振电路,它由电容C、电感L和由电容的漏电阻与电感的线电阻R所组成.此电路的复数阻抗Z为三个 元件的复数阻抗之和.

Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴

上式电阻R是复数的实部,感抗与容抗之差是复数的虚部,虚部我们称之为电抗用X表示, ω

是外加信号的角频率.

当X=0时,电路处于谐振状态,此时感抗和容抗相互抵消了,即式⑴中的虚部为零,于是电路中的阻抗最小.因此电流最大,电路此时是一个纯电阻性负载电路,电路中的电压与电流同相.电路在谐振时容抗等于感抗,所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等,

电容上的电压有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU 品质因素Q=1/ωCR,这里I是电路的总电流.

电感上的电压有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU 品质因素Q=ωL/R

因为:UC=UL 所以Q=1/ωCR=ωL/R

电容上的电压与外加信号电压U之比UC/U= (I*1/ωC)/RI=1/ωCR=Q

电感上的电压与外加信号电压U之比UL/U= ωLI/RI=ωL/R=Q

从上面分析可见,电路的品质因素越高,电感或电容上的电压比外加电压越高.

电路的选择性:图1电路的总电流

I=U/Z=U/[R2+(ωL-1/ωC)2]1/2=U/[R2+(ωLω0/ω0-ω0/ωCω0)2]1/2 ω0是电路谐振时的角频率.当电路谐振时有:ω0L=1/ω0C

所以I=U/{R2+[ω0L(ω/ω0-ω0/ω)]2}1/2=

U/{R2+[R2(ω0L/R)2](ω/ω0-ω0/ω)2}1/2= U/R[1+Q2(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2

因为电路谐振时电路的总电流I0=U/R,

所以I=I0/[1+Q2(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2有:I/I0=1/[1+Q2(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2作此式的函数曲线.设(ω/ω0-ω0/ω)2=Y

曲线如图2所示.这里有三条曲线,对应三个不同的Q值,其中有Q1>Q2>Q3.从图中可看出当外加信号频率ω偏离电路的谐振频率ω0时,I/I0均小于1.Q值越高在一定的频偏下电流下降得越快,其谐振曲线越尖锐.也就是说电路的选择性是由电路的品质因素Q所决定的,Q值越高选择性越好.

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