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串联谐振为什么输入电压不能太大?
2021-09-18

试验电源的频率固定为50HZ,采用便携式自耦调节器调节输入电压,由于调压器的容量并不大吗,因此要求被试品的容量不能太大,且试验电压波形稍有畸变。


谐振频率怎么测量


这种等效模型称作APR(All-Primary-Referred),即所有参数都等效于一次侧,该模型满足FHA分析。通过选择n可以得到APR模型:


准则1:转换器设计工作在正常输入电压(nominalinputvoltage)


在t4 ~t5时段,MOSFETQ2开通,流过一个很大的直通电流,该电流由MOSFETQ1体二极管的反向恢复电流 产生。这不是偶然的直通,因为高、低端MOSFET正常施加了门极信号;有如直通电流一样,它会影响到该开 关电源。这会形成很高的反向恢复dv/dt,时常会击穿MOSFETQ2。这样就会导致MOSFET失效,当使用的 MOSFET体二极管的反向恢复特性较差时,这种失效机理会更加严重。


电路谐振


在电路原理图设计时,就应充分考虑一般元器件和功率器件的放置,主要应该注意以下五点:(1)控制芯片无用端要通过相应的匹配电阻接电源或接地集成电路上接地或接电源端都要接,不要悬空;(2)继电器需要匹配上高频电容;(3)每个集成电路需配一个去耦电容;(4)降低负载电容,以使靠近输出端的集电极开路驱动器便于上拉,电阻值尽量大;(5)看门狗电路上不要使用可编程器件。


串联谐振


给出了可能出现潜在器件失效的工作模式。在t0~t1时 段,谐振电感电流Ir变为正。由于MOSFETQ1处于导通状态,谐振电感电流流过MOSFETQ1沟道。当Ir开始上 升时,次级二极管D1导通。因此,式3给出了谐振电感电流Ir的上升斜率。因为启动时vc(t)和vo(t)为零,所有的 输入电压都施加到谐振电感Lr的两端。这使得谐振电流剧增。


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中总阻抗最小,电流将达到最大值。


成反比,在高频范围内,频率变化时,tanδ和电介质的相对介电系数。的变化很小,所以击穿电压与施加电压的频率f的平方根成反比,实验结果也证实了这一点。


电磁干扰可以通过时域和频域进行表示,大部分干扰信号都是时变的,为讨论和分析方便,都采用频域分析方法为宜。典型的信号表示方式有正弦、非正弦、周期性、非周期性和脉冲等,它们都是通过空间辐射和通过导线传导的。工程中对非周期信号和脉冲信号运用较多,将干扰信号用f(t)表示,非周期性信号傅立叶积分为


电容的ESR和ESL是由电容的结构和所用的介质决定的,而不是电容量。通过使用更大容量的电容并不能提高抑制高频干扰的能力,同类型的电容,在低于Fr的频率下,大容量的比小容量的阻抗小,但如果频率高于Fr,ESL决定了两者的阻抗不会有什么区别。


其中存在两个电容,分别为POWERMOSFET的等效漏源极电容(输出电容)Coss和谐振腔阻抗杂散(stray)电容Cstray,因此节点N处的总电容Czvs为


限制最小工作频率只有在最小工作频率归一化后大于1才有效果。所以,考虑到输出端过载和短路的情况,转换器的工组哦频率必须大于谐振频率fr,以降低功率吞吐量(powerthroughout)。


在电感和电容并联的电路中,当电容的大小恰恰使电路中的电压与电流同相位,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。


其中Rout为负载阻抗,该阻抗折算到变压器原边的反射阻抗Rac为


在传统的开关电源中,通常采用磁性元件实现滤波,能量储存和传输。开关器件的工作频率越高,磁性元件的尺寸就可以越小,电源装置的小型化、轻量化和低成本化就越容易实现。但是,开关频率提高会相应的提升开关器件的开关损耗,因此软开关技术应运而生。


在物理模型中,问题无法在数学上得到解决:因为含有5个未知量LL1,Lμ,nt,LL2a,LL2b;而APR模型中只有3个参数:Lr,Lm,n。


发生谐振会怎么样


为此,在元器件选择、电路板设计和接口设计等各个环节就应充分考虑电磁兼容性,使驱动模块工作在正常状态而不影响其他设备。


在pcb设计时,尽量不要使用单面板,同时,模拟电路和数字电路要分开布局;中、高速电路也应分开布局;接地线要明确,不能所有接地都共用;pcb走线上需串接电阻,以降低控制信号线上下沿的跳变速率;处理器或发热器件需通过导热材料与其它芯片隔离,并在处理器周围多点射频接地。


电抗器通常由几节组成,通过电抗器的各种组合方式可以进行不同电压等级的交流耐压试验。调感式串联谐振耐压试验装置的主要特点:


在超低频系统中,所需功率非常低。理论上讲,与50Hz系统相比0。1Hz系统要小500倍,所以设备体积小、质量轻,成本接近直流测试系统。0。1Hz超低频试验能有效地检验橡塑电缆、发电机、变压器等设备的生产质量和安装质量,考核发电机、变压器的主绝缘、电缆终端头和中间接头的绝缘强度,较灵敏地发现机械损伤等明显缺陷。


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