串联谐振交流耐压阻抗.docx

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1、串联谐振交流耐压阻抗随着开关电源的发展，软开关技术得到了广泛的发展和应用，已 研究出了不少高效率的电路拓扑，主要为谐振型的软开关拓扑 和PWM型的软开关拓扑。近几年来，随着半导体器件制造技术的 发展，开关管的导通电阻，寄生电容和反向恢复时间越来越小了，这 为谐振变换器的发展提供了又一次机遇。对于谐振变换器来说，如果 设计得当，能实现软开关变换，从而使得开关电源具有较高的效率。 LLC谐振变换器实际上来源于不对称半桥电路，后者用调宽型（PWM） 控制，而LLC谐振是调频型（PFM ）。串联谐振电路 在具有电阻 R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流 相位一般是不同的。如果调

2、节电路元件（L或C ）的参数或电源频率, 可以使它们相位相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态 称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。 按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。科学和应用技术上 应充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。串联谐振电路特点：a.电路阻抗Z最小，且为纯电阻，及Z=R , b.电路中的电流I达到 最大值，且与电源电压相同电路发生串联谐振时的电流称为谐振电流，用I。表示，当电源电 压一定时:可根据RLC串联电路的电流是否达到最大来判断是否发生 了串联谐振。c.L、C上电压大小相等，方向相反，相互抵消因此串 联谐振又称为电压谐振

3、，谐振时电感和电容两端的等效阻抗为0,相 当于短路。d.电阻上的电压等于电源电压，达到最大值。e.功率有功功率：电源发出的功率及时电路电阻消耗的功率，且功率最 大无功功率：谐振时，电路不从外部吸收无功功率。但电路内部的 电感和电容之间周期性的进行磁场能量与电场能量的交换。在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL 相等时，即XC=XL ,电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈 现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻 抗Z=VR八2 +(XC-XL)八2二R ,电路中总阻抗最小，电流将达到最大 值。L创建串联谐振电路。从元器件库中选择电压源、电阻、电容、

4、电感连接成串联谐振电路，选择频率特性仪XBP1 ,将其输入端和电 源连接，输出端和负载连接。2、串联谐振电路的相频特性：在Mode选项组中单击Phase (相 频特性)按钮，可得到该电路的相频特性。3、从串联谐振电路的相频特性可以看出，电路的以谐振频率fO 为分界点，当信号频率低于fO时，相位超前；当信号频率高于fO时, 相位滞后。因为当信号频率低于fO时，整个电路呈容性，电流相位（负载电阻上的电压相位）超前于电压（外加电源）的相位；而当信 号频率高于fo时,整个电路呈感性，电流相位（负载电阻上的电压 相位）滞后于电压（外加电源）的相位。该仿真结果与理论分析一致。4、串联谐振电路的品质因素Q值

5、和电路的选择性关系：在保持 串联谐振频率不变的情况下，即L , C不变，改变元件参数，可改变 电路的品质因素Q值。在电路中R二1 k。, L=1H, C=1 ,则 Q=1RLC=1 ,若选择电容 Cl = l pF，电感 L1= 1H 电阻 Rl = 100 。，则Q=1RLC=1O ,对于RLC串联谐振电路来说，不同的Q 值对应的幅频特性曲线不同，Q值越大，对应的幅频特性曲线越尖, 电路的选择性越好，若用串联选择电路作为无线电检波电路，其灵敏 度越高，抗干扰能力就越低；Q值越小，对应的幅频特性曲线越钝, 电路的选择性变差，若作为无线电检波电路，其灵敏度降低，但它的 抗干扰能力会提高，所以串联谐振电路的Q值大小，要根据具体的 应用情况具体选择。