串聯(lián)諧振電路
發(fā)布時(shí)間:2020-06-01 15:31:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
諧振變壓器的基本公式就是ω=1/√(LC),其中ω是電源的角頻率=2лf,L和C是負載或設備的電感和電容量。要完全滿(mǎn)足等式,ω、L、C中至少需要有一個(gè)參數是可調的,為了滿(mǎn)足輸出電壓或電流的要求,L和C中必須有一個(gè)是可調的,為了精確找到諧振點(diǎn),還需要參數可以無(wú)級微調。所以,現代諧振變壓器一般使用變頻電源作為電源,以便調整ω,以帶抽頭電抗器作為L(cháng),與C配合就可以方便地找到諧振點(diǎn)。
高頻諧振變壓器是作為開(kāi)關(guān)電源最主要的組成部分。開(kāi)關(guān)電源一般采用半橋式功率轉換電路,工作時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)三極管輪流導通來(lái)產(chǎn)生100kHz的高頻脈沖波,然后通過(guò)高頻變壓器進(jìn)行降壓,輸出低電壓的交流電,高頻變壓器各個(gè)繞組線(xiàn)圈的匝數比例則決定了輸出電壓的多少。
在研究各種諧振電路時(shí),常常涉及到電路的品質(zhì)因素Q值的問(wèn)題,那末什么是Q值呢?下面我們作詳細的論述。
圖1是一串聯(lián)諧振電路,它由電容C、電感L和由電容的漏電阻與電感的線(xiàn)電阻R所組成。此電路的復數阻抗Z為三個(gè) 元件的復數阻抗之和。
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
上式電阻R是復數的實(shí)部,感抗與容抗之差是復數的虛部,虛部我們稱(chēng)之為電抗用X表示, ω是外加信號的角頻率。
當X=0時(shí),電路處于諧振狀態(tài),此時(shí)感抗和容抗相互抵消了,即式⑴中的虛部為零,于是電路中的阻抗最小。因此電流最大,電路此時(shí)是一個(gè)純電阻性負載電路,電路中的電壓與電流同相。電路在諧振時(shí)容抗等于感抗,所以電容和電感上兩端的電壓有效值必然相等,電容上的電壓有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU,品質(zhì)因素Q=1/ωCR,這里I是電路的總電流。
電感上的電壓有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU品質(zhì)因素Q=ωL/R
因為:UC=UL 所以Q=1/ωCR=ωL/R
電容上的電壓與外加信號電壓U之比UC/U= (I*1/ωC)/RI=1/ωCR=Q
電感上的電壓與外加信號電壓U之比UL/U= ωLI/RI=ωL/R=Q
從上面分析可見(jiàn),電路的品質(zhì)因素越高,電感或電容上的電壓比外加電壓越高。
電路的選擇性:圖1電路的總電流I=U/Z=U/[R2+(ωL-1/ωC)2]1/2=U/[R2+(ωLω0/ω0-ω0/ωCω0)2]1/2
ω0是電路諧振時(shí)的角頻率。當電路諧振時(shí)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
因為電路諧振時(shí)電路的總電流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作此式的函數曲線(xiàn)。設(ω/ω0-ω0/ω)2=Y
曲線(xiàn)如圖2所示。這里有三條曲線(xiàn),對應三個(gè)不同的Q值,其中有Q1>Q2>Q3。從圖中可看出當外加信號頻率ω偏離電路的諧振頻率ω0時(shí),I/I0均小于1。Q值越高在一定的頻偏下電流下降得越快,其諧振曲線(xiàn)越尖銳。也就是說(shuō)電路的選擇性是由電路的品質(zhì)因素Q所決定的,Q值越高選擇性越好。