串联和并联谐振讲述
串联谐振变换器和并联谐振变换器
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。
串联谐振和并联谐振
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。
串联谐振 并联谐振
串联谐振并联谐振串联谐振赫兹电力导读：串联谐振和并联谐振，在物理学中，共振是一种现象，其中谐振电路中的自由谐振频率与强制谐振频率一致。
在电力中，谐振电路的模拟是由电阻，电容和电感组成的电路。
根据它们的连接方式，它们区分串联谐振和并联谐振。
串联谐振串联RLC电路中会发生串联谐振。
发生谐振的条件是电源频率等于谐振频率w =wр，因此电感和电容电阻XL = XC。
由于它们的符号相反，因此电抗将为零。
UL线圈和UC电容器上的电压将同相并且彼此抵消。
在这种情况下，电路的总电阻将等于有源电阻R，继而导致电路中电流的增加，从而导致元件两端的电压增加。
在谐振时，电压UC和UL可能远远高于电源电压，这对电路很危险。
随着频率增加，线圈的电阻增加，电容器的电阻减小。
当源频率等于谐振频率时，它们将相等，并且电路Z的总电阻将最小。
因此，电路中的电流将最大。
从电感和容性电阻相等的条件下，我们找到谐振频率根据所写的方程式，我们可以得出结论，可以通过更改源电流的频率（强制谐振的频率）或更改线圈L和电容器C的参数来实现谐振电路中的谐振。
您应该注意，在串联RLC电路中，线圈和电容器之间的能量交换是通过电源进行的。
并联谐振在电阻和电容并联的电路中会发生并联谐振。
产生谐振电流的条件是源频率等于谐振频率w =wр，因此电导率BL = BC。
也就是说，在电流谐振时，电容和电感电导率相等。
为了使图表清晰起见，暂时我们将从电导率中提取出来，然后转到电阻。
随着频率增加，电路的阻抗增加，电流减小。
在频率等于谐振的瞬间，电阻Z最大，因此，电路中的电流取最小值，并等于有源分量。
让我们表达共振频率从该表达式可以看出，与电压谐振的情况一样，确定谐振频率。
共振现象既可以是正面的，也可以是负面的。
例如，任何无线电接收机都基于谐振电路，该谐振电路可通过改变电感或电容来调谐到所需的无线电波。
另一方面，谐振现象会导致电路中的电压或电流浪涌，进而导致事故。
LC串并联谐振回路知识讲解
.
I L Rs
.
RL
Vi
r
C
QL
r
0L RS
RL
Q0
1111 QL Q0 QR QS
QR
0L RL
QS
0L RS
LC串联谐振回路的讨论
当 回 路 处 于 谐 振 状 态 ， 即 0 时 ， 回 路 谐 振 电 流 为 最 大 。 其 值 为 ：I(j 0) V i(r j 0)
而回路中各元件的端电
V
1
f0
2
1MHz LC
LC 1116 022120.25m3H
Q 0L R0L2 f0L1.9 5
R
1-1断开,串接Z时,Z为Cx与Rx串联,
则回路总电容为 C || CX
f02 L 1 C ||C X1 M H C |z |C X10 p0 FCx=200pF=C
V 回C路X 总电VC 阻2R.'5V0LVC 2||CfX0L5V
3、LC并联谐振回路的谐振频率
回路谐振时：
回路电压与输入激励电流同相位
Ii
回路呈纯阻特性 XP(j)0
L C
r
r2 L2 L0
C
回路谐振频率:
P
1r2 LCL
L1C111Lo
1 1Q2
其中: o
1
为回路无阻尼振荡频率。
LC
r2C
Q1 LoL 1 r C r oCr
当 Q1 时， p0
4、LC并联谐振回路的两种电路形式等效
i()eji()
0
Q值越高，回路的谐振曲线越尖锐，选择性越好， 对无用信号的抑制能力越强，但通频带越窄。
回电阻路与空阻载尼品电质阻因时，素回Q0路：电表抗示与回其路固不有含损外耗加电负阻载r
并联谐振和串联谐振
并联谐振和串联谐振一、概述谐振电路是一种能够在特定频率下实现高效能量传输的电路。
谐振电路分为并联谐振和串联谐振两类，它们的共同点是在特定频率下具有较大的阻抗，从而实现了高效能量传输。
本文将详细介绍并联谐振和串联谐振的原理、特点、应用等方面。
二、并联谐振1. 原理并联谐振电路由一个电感L和一个电容C组成，如图1所示。
当交流信号通过该电路时，如果信号频率与电感和电容的共振频率相同，则会在该频率下形成高阻抗状态，从而实现了高效能量传输。
2. 特点（1）具有较大的输入阻抗，在输入端不会对信号源造成负载影响；（2）输出端阻抗小，适合驱动低阻抗负载；（3）对于变化较小的负载变化具有一定的稳定性。
3. 应用（1）用于滤波器设计中，可以实现对某一特定频率进行滤波；（2）用于无线通信系统中，可以实现对信号进行选择性放大；（3）用于音频放大器中，可以实现对特定频率的信号进行放大。
三、串联谐振1. 原理串联谐振电路由一个电感L和一个电容C组成，如图2所示。
当交流信号通过该电路时，如果信号频率与电感和电容的共振频率相同，则会在该频率下形成低阻抗状态，从而实现了高效能量传输。
2. 特点（1）具有较小的输入阻抗，在输入端会对信号源造成一定的负载影响；（2）输出端阻抗大，适合驱动高阻抗负载；（3）对于变化较小的输入信号变化具有一定的稳定性。
3. 应用（1）用于无线通信系统中，可以实现对信号进行选择性滤波；（2）用于音频放大器中，可以实现对特定频率的信号进行放大；（3）用于LC振荡器中，可以实现产生稳定的正弦波输出。
四、总结并联谐振和串联谐振是两种常见的谐振电路，在特定应用场景下具有各自独特的优势。
并联谐振适合驱动低阻抗负载，具有较大的输入阻抗和对负载变化的稳定性；串联谐振适合驱动高阻抗负载，具有较小的输入阻抗和对输入信号变化的稳定性。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的谐振电路。
多图详解串联-并联谐振电路
相位，即电源电能全部为电阻消耗，成为电阻电路时，叫作并联谐振。 并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要 的有功功率。谐振时，电路的总电流最小，而支路的电流往往大于电路的总 电流，因此，并联谐振也称为电流谐振。 发生并联谐振时，在电感和电容元件中流过很大的电流，因此会造成电路 的熔断器熔断或烧毁电气设备的事故；但在无线电工程中往往用来选择信号 和消除干扰。 并联谐振发生条件 在以下两类电路中 发生并联谐振时， （a） 由 可得 则谐振频率就是 （b） 可得： 一般情况下，线圈电阻 R 远远小于 XL,因此，忽略 R 得到，即得谐振频 率。 并联谐振电路的特点
● 电压一定时，谐振时电流最小 ● 总阻抗最大 ● 电路呈电阻性，支路电流可能会大于总电流 并联谐振电路的应用 LC 并联谐振回路在通信电子电路中的应用由它的特点决定。具体来说，主 要包括三大类，其一是工作于谐振状态，作为选频网络应用，此时呈现为大 的电阻，在电流的激励下输出较大的电压；其二是工作于失谐状态，此时呈 现为感性或容性，与电路中其他电感和电容一起，满足三点式振荡电路的振 荡条件，形成正弦波振荡器；其三是工作于失谐状态，即工作于幅频特性曲 线或相频特性曲线的一侧，实现幅频变换、频幅变换以及频相变换、相频变 换，构成角度调制与解调电路。 1. 用作选频匹配网络的 LC 并联谐振回路 选频即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声。 在通信电子电路中，LC 并联谐振回路作为选频网络而使用是最普遍的，它广 泛地应用于高频小信号放大器、丙类高频功率放大器、混频器等电路中。这 些电路的共同特点是：LC 谐振回路不仅是一种选频网络，通过变压器连接方 式，还起到阻抗变换的作用，减小放大管或负载对谐振回路的影响，可获得 较好的选择性。 高频小信号选频放大器用来从众多的微弱信号中选出有用频率信号加以放 大，并对其他无用频率信号予以抑制，它广泛应用于通信设备的接收机中。 单调谐放大器电路及交流通路如下图所示。 上图中，LC 并联谐振回路作为晶体管集电极负载，它调谐于放大器的中心 频率。在联接方式上，LC 回路通过自耦变压器与本级集电极电路进行联接， 与下一级的联接则采用变压器耦合。
串联谐振和并联谐振
串联谐振和并联谐振首先讲一下什么是谐振，在含有电阻、电感和电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相的，若调节电路参数或电源频率使电流与电源电压同相，电路呈电阻性，称这时电路的工作状态为谐振。
谐振又分为串联谐振和并联谐振，在串联电路中发生的谐振即为串联谐振，在并联电路中发生的谐振即为并联谐振，谐振现象是正玄交流电路的一种特定现象，它在电子和通讯工程中得到广泛的应用，但是在电力系统中，发生谐振有可能破坏系统的正常工作。
接下来我们再来分别介绍一下串联谐振和并联谐振的特电路特点。
串联谐振的电路特点1.总阻抗值最小；2.电源电压一定时，电流最大；3. 电路呈电阻性，电容或电感上的电压可能高于电源电压。
并联谐振电路的特点1.电压一定时，谐振时电流最小；2.总阻抗最大；3.电路呈电阻性，支路电流可能会大于总电流。
串联谐振与并联谐振的区别1. 从负载谐振方式划分，可以为并联谐振和串联谐振两大类型，下面列出串联谐振和并联谐振的主要技术特点及其比较：串联谐振和并联谐振的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。
（1）串联谐振的负载电路对电源呈现低阻抗，要求由电压源供电。
因此，经整流和滤波的直流电源末端，必须并接大的滤波电容器。
当逆变失败时，浪涌电流大，保护困难。
并联谐振的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电，需在直流电源末端串接大电抗器。
但在逆变失败时，由于电流受大电抗限制，冲击不大，较易保护。
串联谐振和并联谐振区别2（2）串联谐振的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压一φ角。
并联谐振的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波，换流是在谐振电容器上电压过零以前进行，负载电流也总是越前于电压一φ角。
这就是说，两者都是工作在容性负载状态。
（3）串联谐振是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通，造成电源短路，换流时，必须保证先关断，后开通。
串联谐振及并联谐振公式
串联谐振及并联谐振公式串联谐振和并联谐振是电路中常见的两种谐振现象。
他们都是指在特定的频率下，电路中的电压或电流振幅达到最大值的状态。
下面将详细介绍串联谐振和并联谐振的定义、特征、公式以及应用。
1. 串联谐振（Series Resonance）串联谐振是指在串联电路中，当电感(L)与电容(C)组合的等效电抗（Xl-Xc）等于零，即Réq=Xl-Xc=0时，电路达到谐振状态。
1.1特征-在串联谐振状态下，电压振幅最大，电流振幅达到最小；-谐振频率（f）由电感和电容的数值决定，可以用以下公式计算：f=1/(2π√(LC))-电流相位滞后于电压相位90度；-串联电流与电压都与频率成正比；-当频率超过谐振频率时，电感呈容性，电容呈感性。
1.2公式在串联谐振状态下，可以使用以下公式计算电流（I）、电压（V）、电阻（R）等参数：-电流（I）=电压（V）/电阻（R）-电压（V）=电流（I）×电阻（R）-电流（I）=电压（V）/(√(R^2+(Xl-Xc)^2))-电抗（Xl-Xc）=电压（V）/电流（I）其中，电抗（Xl-Xc）等于零时，表示处于谐振状态。
1.3应用串联谐振广泛应用于电路中，主要用于频率选择、滤波器、谐振电路、音频放大器等方面。
2. 并联谐振（Parallel Resonance）并联谐振是指在并联电路中，当电感（L）与电容（C）组合的等效电导（Y）等于零，即G=1/R+j(1/Xl-1/Xc)=0时，电路达到谐振状态。
2.1特征-在并联谐振状态下，电流振幅最大，电压振幅达到最小；-谐振频率（f）由电感和电容的数值决定，可以用以下公式计算：f=1/(2π√(LC))-电压相位滞后于电流相位90度；-并联电流与电压都与频率成反比；-当频率超过谐振频率时，电感呈感性，电容呈容性。
2.2公式在并联谐振状态下，可以使用以下公式计算电流（I）、电压（V）、电阻（R）等参数：-电流（I）=电压（V）×电导（Y）-电流（I）=电压（V）/(√(R^2+(1/Xl-1/Xc)^2))-电导（Y）=电流（I）/电压（V）-电抗（1/Xl-1/Xc）=电流（I）/电压（V）其中，电抗（1/Xl-1/Xc）等于零时，表示处于谐振状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
即 0
要使电路发生谐振，应满足下列条件
1 LC
谐振频率为 （2）谐振电路特点
在RLC并联电路中，当XL=XC，即时，从电源流出的电流最小，电路 的总电压与总电流同相，我们把这种现象称为并联谐振。
并联谐振电路的特点： ①并联谐振电路的总阻抗最大。 ②并联谐振电路的总电流最小。
图4.39 电流谐振曲线
例4.16 在电阻、电感、电容串联谐振电路中，L=0.05mH，C=200pF， 品质因数Q=100，交流电压的有效值U=1mV。试求： （1）电路的谐振频率f0。 （2）谐振时电路中的电流I。 （3）电容上的电压UC。 解（1）电路的谐振频率 1 1 f0 Hz 1.59MHz 5 10 2π LC 2 3.14 5 10 2 10
（a）电路 图4.41 RLC并联谐振电路
(b)相量图
RLC并联电路如图4.41（a）所示，在外加电压U的作用下,电路的总电流 相量
1 1 I I I U U jCU I U j ( C ) R L C R jL L R
5 1 L 1 5 10 （2）由于品质因数 Q 5 10 R C 100 2 10 U 1103 故电流为 I0 A 0.2mA R 5
（3）电容两端的电压是电源电压的Q倍，即
UC QU 100103 V 0.1V
1．R、L、C并联谐振电路 （1）谐振条件 当信号源内阻很大时，采用串联谐振会使Q值大为降低，使谐振电路的选 择性显著变差。这种情况下，常采用并联谐振电路。
串联和并联谐振
主讲人：岳闯
1．谐振条件 如图4.37所示的RLC串联电路，其总阻抗为
1 R j( X L X C ) C R jX Z Z R jL j
1 2 Z R (L ) C 1 X X L X C L C
2
图4.37 RLC串联ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路
电感线圈与电容并联谐振电路的谐振频率为
CR 2 f0 1 L 2π LC 1
在一般情况下，线圈的电阻比较小，所以振荡频率近似为
f0
（2）谐振电路特点
1 2π LC
L L Z R 时， CR C
1）电路呈纯电阻特性，总阻抗最大，当 2）品质因数定义为
Q
1 L R C
3）总电流与电压同相，数量关系为 4）支路电流为总电流的Q倍，即
U ，如图4.38相量图所示。 U R
因为
UL XLI XL
U R
UC XCI XC
U R
当XL=XC>R时，UL和UC都高于电源电压U。 因为串联谐振时UL和UC可能超过电源电压许多倍，所以串联谐振也称 电压谐振。 UL或UC与电源电压U的比值，通常用品质因素Q来表示 U X U X Q L C L C U U R R 在RLC串联电路中，阻抗随频率的变 化而改变，在外加电压U不变的情况 下，I也将随频率变化，这一曲线称为 电流谐振曲线。如图4.39所示。
X L
LC
电路发生谐振的频率称为谐振频率 f 0 2．谐振电路分析
1
2π LC
Z ，电路的阻 R 电路发生谐振时，X=0，因此 抗最小，因而在电源电压不变的情况下，电路中 的电流将在谐振时达到最大，其数值为
I I0
U R
图4.38 RLC串联谐振相量图
发生谐振时，电路中的感抗和容抗相等，而电抗为零。 电源电压
U I0 Z
I L I C QI
因此，并联谐振又叫做电流谐振。
例4.18 在图4.43所示线圈与电容器并联电路，已知线圈的电阻R=10Ω， 电感L=0.127mH，电容C=200pF。求电路的谐振频率f0和谐振阻抗Z0。 解：谐振回路的品质因数
1 L 1 0.127 103 Q 80 12 R C 10 200 10
Z 1 Q2R RC
U I0 R
③谐振时，回路阻抗为纯电阻，回路端电压与总电流同相。 2．R、L与C并联谐振电路 （1）谐振条件 在实际工程电路中，最常见的、用途极广泛的谐振电路是由电感线圈和电容 器并联组成，如图4.42所示。
（a）电路 图4.42 R、L与C并联谐振电路
(b)相量图
当ω为某一值，恰好使感抗XL和容抗XC相等时，则X=0，此时电路中
的电流和电压同相位，电路的阻抗最小，且等于电阻（Z=R）。电路的 这种状态称为谐振。由于是在RLC串联电路中发生的谐振，故又称为串
联谐振。
对于RLC串联电路，谐振时应满足以下条件
1 1 L 0 或 C C 1 ω为谐振角频率，用ω0表示，则 0
因为回路的品质因数Q>>1，所以谐振频率
1 1 Hz 2π LC 2π 0.127103 2001012 106 Hz f0
电路的谐振阻抗
图4.43 L 2 2 3 Z0 Q R 80 10 6410 CR 64k 线圈与电容并联谐振电路
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。