【干货】LC串联谐振拓扑构成与工作原理分析
深入解析LC串联谐振拓扑:高效能量转换与工作机理探索
在高压电源设计中,LC串联谐振拓扑因其卓越的性能备受青睐。它不仅具有高效能的能量传输,还能实现频率选择性,小巧的体积设计,以及可靠的运行特性,广泛应用于高压充电电源、静电驻极电源和静电除尘高压电源等领域。
LC电路揭秘
让我们一起走进森木磊石的讲解,从LC高压充电电源的结构着手。它由原边的全桥串联谐振电路、变压器和副边整流电路组成,图形化呈现一目了然。
副边整流电路有全桥(图示左)和倍压(图示右)两种选择,全桥适用于大电流场景,而倍压则适用于小电流应用场景,灵活适应不同需求。
原边电路包含直流输入Vin、输入电容Cin,开关器件Q1至Q4,以及谐振电感和电容Cr。这些元件包括体二极管D1-D4和寄生结电容C1-C4。副边则由整流二极管DR1-DR10和负载Cd构成。
工作模式解析
LC串联谐振电路的工作由两关键频率——开关频率fs和谐振频率fr决定。LC电路根据fs与fr的关系,分为三种工作模式:
- DCM(电流断续模式):当0 < fs < 0.5fr时,工作在低损耗、干扰小的状态,如图所示,开关器件以零电流开通与关断。
- CCM(连续电流模式):0.5fr < fs < fr时,容性谐振回路影响下,开关器件在硬开通和零电流关断,需考虑反向恢复特性,但损耗和干扰增大。
- CCM(连续电流模式):当fr < fs时,感性谐振回路导致较大损耗和电磁干扰,输出特性与恒流源特性有偏离。
工作原理深入剖析
工程实践中,DCM和PWM工作模式应用广泛。以全波整流电路为例,分析两种模式下的工作原理。在PFM模式下,等台阶充电方式让负载电容电压逐级上升;而在PWM模式中,通过精确的开关控制,输出电压保持稳定。
副边整流电路设计
对于低压输出,简单的整流电路即可满足,但高压输出则需要采用多级倍压电路,例如10倍压电路,选择二极管和电容时,需充分考虑耐压、通流能力和电容的容量计算。
总结,LC串联谐振电路以其独特的构造和工作原理,为高压电源设计提供了强大工具。在后续的篇章中,我们将深入探讨电路设计与仿真,带你走进LC电路的实践世界。
【干货】LC串联谐振拓扑构成与工作原理分析
LC串联谐振电路的工作由两关键频率——开关频率fs和谐振频率fr决定。LC电路根据fs与fr的关系,分为三种工作模式:DCM(电流断续模式):当0 < fs < 0.5fr时,工作在低损耗、干扰小的状态,如图所示,开关器件以零电流开通与关断。CCM(连续电流模式):0.5fr < fs < fr时,容性谐振回路影响下,...
【干货】LC串联谐振拓扑构成与工作原理分析
电路构成与工作模式以LC高压充电电源为例,其包含原边全桥串联谐振电路、变压器和整流电路。原边电路包括输入电容Cin、开关管Q1~Q4、谐振电感和电容,而副边可选用全桥或倍压整流电路,根据应用场景调整。工作模式根据开关频率fs与谐振频率fr的关系分为三种:电流断续工作模式(DCM,0<0.5fr)、连续电流...
电源中的安规电容主要有哪些作用?
电源中的安规电容主要有滤波和旁路作用。一:安规电容在电源中作滤波用 滤波是安规电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到...
东师宁雪: 串联回路产生谐振时的电压波形.当电压方波作用于LC 串联回路时,方波的前后沿都会对LC 串联回路产生激励(即接收能量),每次激励过后又会产生阻尼振荡(即损耗能量),当输入电压波形的上升率dv/dt 值大于谐振回路波形(正弦波)...
海南藏族自治州17562869655: 串联谐振的原理及基本性能??
东师宁雪: MEXB系列变频串联谐振由变频电源、激磁变压器、电抗器和电容分压器组成.被试品的电容与电抗器构成串联谐振连接方式;分压器并联在被试品 上,用于测量被试品上的谐振电压,并作过压保护信号;调频功率输出经激励变压器耦合给串联谐振回路,提供串联谐振的原理及基本性能?
海南藏族自治州17562869655: 电路原理 串联谐振 - ?
东师宁雪: RLC串联电路中,品质因数Q的定义式就是:Q〓ω0*L/R=1/ω0CR.而:Q=ω0/(ω2-ω1)是用上式推导出来的.其中ω0为中心频率,(ω2-ω1)称为电路带宽或者通频带.RLC电路中的电流表达式:I(ω)=U/√[R²+(ωL-1/ωC)²].电路谐振时,ω=ω0...
海南藏族自治州17562869655: 串联谐振耐压试验装置功能和技术参数 - ?
东师宁雪: 工作原理 电抗器L和被试品电容C组成的串联谐振都有一个固定的谐振频率F=1/(2π√L·C)当试验频率等于这个频率时,该电路发生谐振. 通过这个原理,由调频电源提供电源送给励磁变压器,经过励磁变压器变压成中压加上L和被试品电容C上...
海南藏族自治州17562869655: 串联谐振的原理和主要特点是什么啊? - ?
东师宁雪: 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=√R^2 (XC-XL)^2=R,电路中总阻抗最小,...
海南藏族自治州17562869655: 谐振电路工作原理 - ?
东师宁雪: 谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换,此增彼减,完全补偿.电场能和磁场能的总和时刻保持不变,电源不必与电容或电感往返转换能量,只需供给电路中电阻所消耗的电能. 其动力学方程式是F=-kx. 谐振的现象是电流增...
海南藏族自治州17562869655: 串联谐振系统的工作原理是什么? - ?
东师宁雪: 串联谐振系统的工作原理是什么?串变联谐振变试验装置?谐振变操作请参考具体的说明书.串联谐振有哪几部分构成,各部分都有什么作用呀,请教高手设备组成◆TPCB-B型变频控制电源 ◆EDYD系列激励变压器 ◆EDDK系列电抗器 ...
海南藏族自治州17562869655: 关于串联谐振知识简介 - ?
东师宁雪: 你好,以前在华天电力研究过BPXZ-HT串联谐振的试验,对它非常了解,我简单那给你介绍一下,喜欢就采纳哦: 串联谐振安全操作准则:1. 不允许正在试验时突然切断系统电源,每次试验时要退出正在试验状态,才可以切断电源.2. 主机...
海南藏族自治州17562869655: 什么是串联谐振,什么是并联谐振,各有什么特点????、 - ?
东师宁雪: 1、所谓串联谐振是指回路中LC串联,两者阻抗之和刚好为0,所以整个回路呈纯电阻性,整个回路阻抗最小,电流将最大.在电力系统中可能会造成过电压,所以在电力系统中也较电压谐振 2、所谓并联谐振是指回路中LC变脸,且两者的阻抗相等,所以当谐振时LC的阻抗将是无穷大,电压将直接加在LC上,所以在LC上会出现很大的电流,所以也较电流谐振
海南藏族自治州17562869655: 什么是电压谐振电路 - ?
东师宁雪: LC串联电路谐振时,电感上的电压与电容上的电压大小相等,相位相反,正好抵消,电路阻抗呈电阻性,所以串联谐振也叫做电压谐振.