串联谐振以及并联谐振电路课件
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串联谐振变换器和并联谐振变换器好嘞,今天咱们就聊聊串联谐振变换器和并联谐振变换器。
听起来是不是挺高大上的?听起来复杂,实际也就是个简单的电气玩意儿。
想象一下,你在参加一个聚会,现场音乐嘈杂,结果你却被一首歌吸引住了,浑身心都跟着那旋律起伏。
这种现象就跟谐振器的工作原理类似,好的谐振器能把特定频率的信号“放大”,让你听得特别清晰。
而串联和并联的区别呢,就像不同的聚会风格,有些是个别聊天,有些是大家一起热闹。
先说说串联谐振变换器。
想象一下,几个人排成一排,听到一个有趣的笑话,每个人都跟着这个笑话笑,笑声连成一片。
这个时候,笑声就是电流,笑的频率就是电压。
串联的好处在于,当一个部分被激活,整个队伍都跟着一起动。
哎呀,真是“众人拾柴火焰高”,同样的道理,串联谐振变换器能将输入信号的频率增强,使输出信号更加稳定。
但这可不是说简单的连接哦,它们可得有个特定的频率,才能“玩”得开心。
再说并联谐振变换器。
想象一下,一个大圆桌,大家围坐着,各自聊着自己的话题。
每个人的声音虽小,却可以在合适的时机瞬间形成一股强大的力量。
并联谐振变换器就是这样的一个大家庭。
每个部分都独立工作,但又能够在合适的频率下集体合作。
它的强大之处在于,如果其中一个部分出了问题,其他部分还能继续保持运转。
就像聚会上,大家各自交流,没有人会因为某个人的冷场而停下来。
相对来说,它的稳定性更高,可以容忍一定的“骚动”。
说到这里,可能有人会问,为什么要分成串联和并联呢?每种方式都有自己的适用场景,就像人生中,有人喜欢热闹,有人更享受安静。
串联谐振变换器适合需要高增益和频率选择的场合,比如一些高频信号的放大。
而并联谐振变换器则更适合需要高效率和低损耗的场合,比如电源管理,保证系统稳定运行。
使用这些变换器的时候,也得注意“对症下药”。
每种场合都有它的“黄金法则”,可不能随便换。
就像喝酒,开车不喝,喝酒不开。
否则,事儿可就大了。
实际上,理解这些原理并不难,关键在于多做实验,多动手操作。
电路中,所接受的电磁信号频率与电路本身的固有频率相同,从而电路产生的振荡电流达到最大,即电学中的共振现象!谐振,E文叫Resonance,就是在电路中,Z=R+j(Xl-Xc),当XL==Xc 了,Z呈现纯电阻性,我们就认为发生了谐振。
串联谐振产生过电压,并联谐振产生大电流。
谐振分串联谐振和并联谐振。
1.串联谐振正弦电压加在理想的(无寄生电阻)电感和电容串联电路上,当正弦频率为某一值时,容抗与感抗相待,电路的阻抗为零,电路电流达无穷大,此电路称为串联谐振;若纯电感L、纯电容C和纯电阻R串连,所加交流电压U(有效值)的圆频率为w。
则电路的复阻抗为:(3.1)复阻抗的模:(3.2)复阻抗的幅角:(3.3)即该电路电流滞后于总电压的位相差。
回路中的电流I(有效值)为:(3.4)上面三式中Z、φ、I均为频率f (或圆频率ω,ω=2πf )的函数。
当时,知φ=0,表明电路中电流I和电压U同位相,整个电路呈现纯电阻性,这就是串联谐振现象。
此时电路总阻抗的模Z=R为最小,如U不随f变化,电流I=U/R则达到极大值。
易知,只要调节f、L、C中的任意一个量,电路都能达到谐振。
2.并联谐振如果正弦电压加在电感和电容并联电路上,当正弦电压频率为某一值时,电路的总导纳为零,电感、电容元件上电压为无穷大,此电路称为并联谐振。
若纯电感L与纯电阻R串连再和纯电容C串连,该电路复阻抗的模为:(3.5)幅角为:(3.6)式中Z、φ均随电源频率f变化。
改变频率f,当ωL-ωC(R L2+ω2L2)=0时,φ=0,表明电路总电压和总电流同位相,电路总阻抗呈现纯电阻性,这就是并联谐振现象。
谐振频率可由谐振条件ωL-ωC(R L2+ω2L2)=0求出:(3.7)2,则上式近似为:一般情况下L/C>>RL(3.8)式中ω0、f0为串联谐振时的圆频率和频率。
可见在满足上述条件下,串并联电路的谐振频率是相同的。
由(3.5)式可知并联谐振时,Z近似为极大值。