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高压串联谐振知识
2021-05-27

谐振变压器是利用串联谐振或并联谐振的原理,产生大电流和高电压,一般用于大电容或大电感负载,利用负载和设备的并联谐振,可以用较小的激励电流取得较大的负载电流,利用负载和设备的串联谐振可以用较低的激励电压在负载上取得高电压,谐振变压器的基本公式就是ω=1/√(LC),其中ω是电源的角频率=2лf,L和C是负载或设备的电感和电容量,要完全满足等式,ω、L、C中至少需要有一个参数是可调的,为了满足输出电压或电流的要求,L和C中必须有一个是可调的,为了精确找到谐振点,还需要参数可以无级微调,所以,现代谐振变压器一般使用变频电源作为电源,以便调整ω,以带抽头电抗器作为L,与C配合就可以方便地找到谐振点。

高频谐振变压器是作为开关电源最主要的组成部分,开关电源一般采用半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波,然后通过高频变压器进行降压,输出低电压的交流电,高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。


串联谐振


从负载谐振方式划分,可以为并联逆变器和串联谐振逆变器两大类型,下面列出串联谐振逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较:串联谐振逆变器和并联逆变器的差别,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。

感应加热线圈与逆变电源(包括槽路电容器)的距离远时,对输出功率的影响较小,如果采用同轴电缆或将来回线尽量靠近(扭绞在一起更好)敷设,则几乎没有影响,而对并联逆变器来说,感应加热线圈应尽量靠近电源(特别是槽路电容器),否则功率输出和效率都会大幅度降低。

典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器:主变压器、驱动变压器和辅助变压器(待机变压器),每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准,比如主变压器,只要是200W以上的电源,其磁芯直径(高度)就不得小于35mm,而辅助变压器,在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。

高频谐振变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的,按工作频率高低,可分为几个档次:10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz——500kHz、500kHz——1MHz、1MHz以上,传送功率比较大的,工作频率比较低,传送功率比较小的,工作频率比较高。

1、阻抗频率特性

表示了LC并联电路的阻抗Z与信号频率f之间的变化关系,当f=f时,LC并联电路发生谐振,阻抗最大,当ff时,电路失谐,阻抗很小,因此,f称为谐振频率,又称固有频率,即可见,元件L、C取定值时,谐振频率f是一个常数。

2、相位频率特性

表示了LC并联电路两端电压v和流进并联电路电流i之间的相位角之差与信号频率?之间的变化关系,当f=f时,∏=0,电路呈纯阻性,0,电路呈感性,>f时,∏<0,电路呈容性,可见,LC并联电路随信号频率的变化呈现不同的性质。

3、选频特性

阻频特性和相频特性统称为LC并联电路的频率特性,它说明了LC并联电路具有区别不同频率信号的能力,即具有选频特性,品质因数Q,它表征了LC并联电路选频特性的好坏,11实验和理论证明:R越小,Q值越大,曲线越尖锐,电路选频能力越强,R越大,Q值越小,曲线越平坦,电路选频能力越差。

4、选频放大器电路特点是利用LC并联电路作为负载,因此,放大电路具有选频放大能力,

工作原理:当信号频率等于谐振频率时,即f=f,放大器输出电压最大,放大倍数A最大,这种表示选频放大器的放大倍数与信号频率关系的曲线,称为调谐放大器的谐振曲线,行AFC电路分析要点 这一电路的分析也是相当困难的,要注意以下几个方面的问题:

(1)这一电路有两个输入信号,要搞清楚这两个信号频率和相位所代表的具体意思,并要知道这一电路所输出的电压是用来干什么的,

(2)分析过程中也要用到信号的相位概念,并且要知道行AFC电路是对两个输入信号的频率和相位对比过程,

(3)这一电路分析涉及到电视机中许多其它电路,在整机电路图中分析这一电路时要倍加小心。

6.场激励和场输出电路分析要点

这两个电路都是放大器电路,只是所放大的信号不是正弦信号,而是锯齿波信号,场输出级电路是一级功率放大器电路,与一般的音频放大器电路基本一样,在对这两个电路的分析过程中,困难之处不在于放大电路的本身,而在于一些有关调整电路中。

7.行激励和行输出级电路分析要点 :行激励电路的分析问题不大,主要是行输出缘电路的分析,且相当困难,在分析行输出级电路的过程中要注意以下几个方面的问题:

(1)对开关电路的工作原理要十分熟悉,行输出管工作在开关状态,即饱和截止状态,

(2)在行输出级电路的工作过程中有LC网络谐振的工作过程存在,且这一谐振分析要分段进行,要很清楚谐振回路在谐振过程中电容器、电感器的能量转换过程,

(3)对行输出级电路的分析也同分析行、场振荡器电路一样,将一个周期分成几个时间间隔来进行。

8.显像管电路分析要点

对这一电路的分析主要要了解显像管各电极的工作特性,再了解各电极的工作电压参数,以及这些电压数大小变化会对显像管重显的图像有何影响,高压电路的核心是行输出变压器,要了解它的结构和工作原理,在这一电路中也有整流电路,但并不复杂。

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