首都青年網 |
      • 手機客戶端
      • 微信
      您的位置:首頁 > 產經 > 正文
      具體分析RLC諧振電路
      來源:電子工程師之家 2023-06-08 15:14:27

      RLC諧振電路,分為RLC 電路的串聯諧振和并聯諧振,下面主要從這兩種諧振電路形式來具體分析。

      Part.1

      RLC串聯諧振


      (資料圖片僅供參考)

      RLC 串聯諧振電路如圖如下:

      由歐姆定律可以得出其交流電壓U和交流電流I(均為有效值)的關系:

      電流和電壓的相位差為:

      其中,Z被稱為交流電路的阻抗,XL=ωL被稱為感抗,XC=1/ωC被稱為容抗。ω為角頻率=2πf,由上面兩個公式可以看出,I和φ都是角頻率的函數,即而也是頻率f的函數,兩個式子分別反映了電路的幅頻關系和相頻關系。

      I 為縱坐標, f 為橫坐標, 可以描畫出一條I-f曲線,如下圖所示:

      由圖中曲線可以明顯看出,在f0處, 電流I有一個極大值, 即阻抗Z有一個極小值?我們把 RLC 串聯電路的這種狀態, 稱為串聯諧振, f0 被稱為諧振頻率? 由于諧振時

      所以可以得出f0的值為:

      上式說明,電感L和電容C組成的電路具有一定的固有頻率f0,也可以說有固有角頻率ω0.

      諧振時,φ= 0, 故而電流與電壓同相位, 電路呈純阻性R?

      由歐姆定律可以到電感 L 與電容 C 兩端的電壓分別為:

      諧振電路的性能常用電路的品質因數Q表示, 它定義為諧振時電感 (或電容) 兩端的電壓 UL (或 UC ) 與總電壓U的比值:

      由公式可以看出,當電路產生諧振時, 電感或電容上的電壓UL 或UC是電源電壓的Q倍。

      當R遠小于XL(或XC ) 時, Q>>1, 因而電感或電容兩端的電壓可以比電源電壓U 大很多, 故串聯諧振又稱為電壓諧振,這種特性也常用來做升壓電路。

      這種串聯諧振電路也經常會出現在濾波電路中,典型的電路為LC濾波電路, R 為 LC 濾波電路中的等效串聯電阻, 是一 個很小的值, L 為濾波電感, C 為濾波電容, U 為干擾源, 負載常與 C 并聯?

      這樣, 在 LC 濾波電路的諧振點的頻率上或附近, 該濾波電路表現為 “放大” 干擾源的作用, 這是濾波電路設計時要特別注意的地方?

      另外, 考慮一個電容的實際頻率特性時, 要考慮電容的實際等效模型。

      電容兩端的等效電路也是 LCR 的串聯, 只是此時設計者更關心的應該是 LCR 兩端的電壓, 而并非 C 兩端的電壓? 因此, 串聯諧振還是能取得較好的 EMC效果?

      Part.2

      RLC并聯諧振

      RLC 并聯諧振電路如下圖所示:

      電阻 R? 電感 L 和電容 C 組成并聯電路? 它的總阻抗 Z? 電流 I 與電壓 U 的相位差分別為:

      由上式可以描繪出總電流及總電阻隨頻率變化的關系曲線:

      圖中的極大值對應于的狀態, 這時 Z 最大, I 最小, φ = 0, 電路呈純阻性,這一狀態被稱為并聯諧振, 其諧振頻率為

      f0 為RLC串聯諧振電路的諧振頻率, 當(CR平方 ) / L<<1 而可略去時, f = f0 ?

      和串聯諧振電路類似, 電路的品質因數 Q 越大, 電路的頻率選擇性越好?

      在諧振時, 兩分支電路與電流 IL 和 IC 近似相等, 且等于總電流 I 的 Q 倍, 故并聯諧振也被稱為電流諧振?

      在高頻的情況下, 產品中的電感要考慮其電感兩端的寄生電容及電感的等效串聯電阻, 此時, 電感的等效模型就是如圖所示的 RLC 并聯諧振網絡? 此時, 電感也能取得較好的EMC效果。

      關鍵詞

      圖片新聞
      最近更新
      Copyright @ 2008-2023 www.npbk4zh.cn All Rights Reserved 首都青年網 版權所有
      文章采集互聯網,為了傳遞信息,如有出處與本站無關。 非本站原創,系由網友自助上傳或轉載、采編于其它媒體,不代表本站的觀點和和看法,一切責任由發布者承擔,與本站無關!
      版權文章處理
      聯系方式:QQ  39 60 29 14 2 @qq.com  備案號:皖ICP備2022009963號-20