开关电源的发展趋势是集成化与小型化 ,把功率开关与控制电路、反馈电路集成于同一芯片 ,提高开关频率是其关键技术之一;开关频率的提高 ,必须采用高速开关元件 ,降低开关损耗。由于电路存在分布电感和分布电容 ,开关过程会出现较大的电流和电压浪涌 ,使功率器件由于过流或过压而造成损坏;同时也易引起较强的辐射干扰和传导干扰 ,影响周围电子设备的正常工作;且随开关频率的提高 ,开关损耗加大 ,开关电源本身效率和可靠性降低。 若采用 LC谐振电路 ,使加在开关两端的电压或流过开关的电流为正弦波 ,则能降低电路的浪涌电流和电压 ,使开关损耗接近于零 ,这是减小开关损耗、抑制浪涌电压和电流最有效的方式 ,称为谐振开关方式。 介绍一种带电流谐振电路的软开关 DC- DC变换器 ,给出实际电路。

电流谐振电流谐振变换器

主变换电路

主变换电路如图 1所示 ,由

电路工作过程分析

根据开关导通时 i s 的波形 ,可分为半波和全波电流谐振开关 ,图 2所示为全波电流谐振开关 ,其工作过程分为四种状态。 波形见图 3。

电流谐振控制电路的实现

控制电路

采用专用控制器 GP605构成谐振开关电源控制电路。 GP605片内含 VCO和一单稳电路 , VCO是输出频率与输入电压有关的振荡器 ,单稳电路是产生恒定

控制过程

电流谐振实际应用

采用电流谐振开关 ,研制了 200 W部分谐振开关电源 ,其参数为:

电流谐振结束语

世界各地正在大力研制开发新型开关电源 ,不断地向高频化、线路简单化和控制电路集成化方向发展。 采用软开关技术 ,实现 DC- DC功率变换 ,在提高开关频率的同时 ,能有效地抑制电路的电流和电压浪涌 ,减小开关损耗 ,提高电源效率和可靠性 ,是实现开关电源高频化、集成化的一种有效的方法 ,具有较好的应用前景。 2100433B

谐振电路在谐振时的特性有：

1． 谐振阻抗Z0为纯电阻，其值为最小，即Z₀=R。

2． 电流与电源电压同相位，即φ=ψu-ψi=0。

3． 电流的模达到最大值，即I=I₀=US/R₀ ，I₀称为谐振电流。

4． L和C两端均可能出现高电压，即

U_L0=I₀X_L0=(US/R)X_L0=QUS

U_C0=I₀X_C0=(US/R)X_C0=QUS

可见当Q>>1时，即有U_L0=U_CO>>US，故串联谐振又称为电压谐振。这种出现高电压的现象，在无线电和电子工程中极为有用，但在电力工程中却表现为有害，应予以防止。

由上两式，我们又可得到Q的另一表示式和物理意义，即

Q=U_L0/US=U_C0/US

5．谐振时电路的向量L和C两端的电压大小相等，相位相反，互相抵消了。

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。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

（1）、谐波：供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值(n=fn/f1）称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波，称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。

（2）、谐振：含有电感、电容和电阻元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位相同的情况时，称电路发生谐振。能发生谐振的电路，称为谐振电路。

（3）、串联谐振：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(也称为电压谐振)。

当电路发生串联谐振时，电路的阻抗Z=√R2 XC-XL2=R,电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

发生谐振时，由于感抗和容抗相等，所以电感和电容两端的电压有效值相等，即：UL=UC。又由于其相位相反，因此这两个电压是相互抵消的。在电容或电感的电压有效值为：UL=UC=XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。式中ω0L/R称为谐振电路的品质因数，它代表电压比。即UC/U或UL/U。

品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。如电路中电抗越大，电阻越小，则品质因数越高。因此电容或电感上的电压值将比外加电压大的多。一般电感、电容谐振电路的品质因数可达几十甚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。2100433B

谐振特点

谐振电路都有一个特点，容抗等于感抗，电路呈阻性：

那么就有ωL=1/ωC

因为LC都是已知条件，那么可以把谐振的频率点算出来。

品质因数Q=ωL/R，所谓品质因数如果为28，那么并联的谐振电路就是电流增大了28倍；如果是串联的谐振电路，那么就是电压增加了28倍。

那么串联谐振点下的电压为施加的电压乘以品质因数。

如果已知条件告诉你的施加电压为峰值，那么就直接相乘；如果已知条件告诉你的施加电压为有效值，那么还需要将算出来的电压再乘以1.414得出峰值。

谐振补充回答

因为有个前提条件ωL=1/ωC

品质因数Q=ωL/R，我考虑了电感，那么电容不是也考虑进去了吗？

首先你要清楚串联谐振实际应用中会用到哪些设备：

要谐振，当然要满足ωL=1/ωC，这其中我们可以改变三个参数来实现谐振，电容C 电感L 和频率ω ，那么现实应用中被试品是电容，电容的大小是固定的，我们可以通过串并联电容改变电容的大小，但很麻烦；那么我们可以改变电感L，以前也使用过可调电感，但实际应用很不方便，体积也比较庞大，所以后来使用最多的也就是改变频率，也就是调频电源。

谐振回路中首先将电源接至可调电源，由可调电源输入电压到励磁变压器的二次端，由励磁变压器变压到一次高压再串联电感，将电感的另一头接到被试品上。这里品质因数Q增大电压的倍数指的是实际加到被试品上的电压也就是电感另一头的电压除以励磁变的高压侧电压。

谐振变压器当然也会饱和，励磁变就是一个变压器，只要是个变压器它就存在铁芯饱和问题，我们实际应用中要计算一下这个变压器的额定电流，看看会不会超过实际容量。如果超过了电感或者励磁变的额定电流就不光是饱和的问题了，就存在损坏试验设备的问题了。

实际应用中如果电流肯定大于2A，那么一般我们可以这样做，再并联一个电抗器，这个时候电抗器就可以承受4A，当然电感也变小一倍，再将励磁变的一次电流改为4A的。（励磁变的一次电流是可以通过串并联绕组改变的）这个时候如果谐振频率不能达到你的要求，可以并联电容等等方法来实现。

谐振电路含有电感、电容和电阻元件的单口网络，在某些工作频率上，出现端口电压和电流波形相位相同的情况时，称电路发生谐振。能发生谐振的电路，称为谐振电路。谐振电路在电子和通信工程中得到广泛应用。本节讨论最基本的RLC串联和并联谐振电路谐振时的特性。