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串联谐振电路原理分析
2021-07-19

    串联一个谐振的定义和条件


    在电阻、电感、电容进行串联系统电路中,当电路输出端电压和电流通过同相时,电路呈电阻性,电路的这种精神状态可以叫做串联谐振


    你可以做一个简单的实验,如图所示,威尔: 三元件 r,l 和 c 与一个小灯泡串联,连接到频率可调的正弦交流电源,并保持电源电压不变。


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    在实验过程中,电源的频率逐渐由小变大,发现小灯泡也慢慢由暗变亮。当达到一定频率时,小灯泡最亮,当频率继续增加时,会发现小灯泡慢慢由亮变暗。小灯泡的亮度随频率变化,也就是说电路中的电流随频率变化。如何解释这一现象?


串联谐振


    在电路进行两端加上一个正弦电压U,根据研究欧姆定律有


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    式中


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    串联谐振的特点


    (1)因为串联谐振时,Xl=Xc,故谐振时电路阻抗为


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    (2)串联谐振时,阻抗最小,当 u 为常数时,电流最大,其值为


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    因为电路是纯电阻的,所以电流与电源电压同相


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    (3)电阻进行两端通过电压大于等于总电压。电感和电容的电压是否相等,其大小为总电压的Q倍, 即


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    即


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    Q 是系列谐振电路的晶体品质因数,其值为


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    谐振电路的选择性


    由于企业串联谐振电路设计具有“选频”的本领。如果没有一个谐振电路,能够进行比较可以有效地从邻近的不伺频率中选择出所需要的频率,而相邻的不需要的频率,对它产生的干扰因素影响作用很小,我们自己就说中国这个谐振电路的选择性好,也就是说它发展具有相对较强的选择不同信号的能力。


    串联一个谐振逆变器也称电压型逆变器,其原理图设计如图2.2所示。串联谐振型逆变器的输出信号电压为近似方波,由于电子电路进行工作在谐振出现频率以及附近,使振荡电路技术对于基波具有影响最小阻抗,所以可以负载通过电流clip_image001.gif近似正弦波同时,为避免传统逆变器上、下桥臂间的直通,换流过程中必须严格遵循先关断后导通的原则,在关断与导通间必须发展留有学生足够的死区时间。


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    图2.2系列逆变器配置


 

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    (a)电容性负载                            (b)感知负载


    图 2.3负载输出波形


    当串联系统谐振逆变器在低端失谐时(容性负载),它的波形数据见图2.3(a)。由图可见,工作在容性负载运行状态时,输出信号电流的相位比较超前于电压通过相位,因此在文化负载不同电压仍为正时,电流先过零,上、下桥臂间的换流则从上(下)桥臂的二极管换至下(上)桥臂的MOSFET。由于MOSFET寄生的反并联使用二极管发展具有慢的反向关系恢复功能特性,使得在换流时会导致产生影响较大的反向运动恢复经济电流,而使电子器件结构产生变化较大的开关设备损耗,而且在二极管作为反向市场恢复正常电流能够迅速下降至零时,会在与MOSFET串联的寄生电感中产生大的感生电势,而使MOSFET受到成本很高要求电压尖峰的冲击当串联谐振型逆变器在高端失谐状态时(感性材料负载),它的工作压力波形设计见图2.3(b)。由图可见,工作在感性认知负载平衡状态时,输出输入电流的相位滞后于其他电压之间相位,其换流过程是这样学生进行的,当上(下)桥臂的MOSFET关断后,负载提供电流换至下(上)桥臂的反并联的二极管中,在滞后对于一个传统死区时间后,下(上)桥臂的MOSFET加上企业开通脉冲需要等待研究电流保护自然过零后从二极管换至同桥臂的MOSFET.由与MOSFET中的电流是从零开始不断上升的,因而我们基本信息实现了零电流选择开通,其开关产品损耗程度很小。另一重要方面,MOSFET关断时电流尚末过零,此时仍存在缺乏一定的关断损耗,但是同时由于MOSFET关断部分时间虽然很短,预留的死区不长,并且因死区而必须的功率因数角并不大,所以教师适当地管理控制智能逆变器的工作中心频率,使之略高于负载检测电路的谐振网络频率,就可以使上(下)桥臂的MOSFET向下(上)桥臂的反并联的二极管换流其瞬间没有电流作用也是一种很小的,即MOSFET关断和反并联二极管开通是在小电流下发生的,这样也限制了器件的关断损耗。上述情况分析结果可知,串联谐振型逆变器在适当的工作生活方式下,开关损耗比例很小因而,可以提高工作在较高的工作经验频率下这也是他们串联谐振型逆变器在半导体高频交流感应加热模块电源中受到人们更多的人重视的主要社会原因因素之一。


    电路的功率调节原理


    电源管理工作在开关使用频率大于谐振频率进行状态,负载呈感性,负载电流滞后于输出控制电压r角。所以在高频条件下可以输出信号功率表达式为:


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    公式里的零。9是波形速率乘以一个矩形波。从方程可以看出,当输入电压不变时,可以通过调节输出电压的滞环角 r 来调节输出功率。磁滞角 r 由谐振参数和开关频率决定。


    从上式可以看出,当系统工作在谐振频率时,clip_image008.gif=1,即r为0度,系统输出功率最大。当开关频率增加时,滞后角R同时开始增大,输出功率开始减小,从而完成功率调节。


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系统原理结构



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