LC諧振電路的工作原理分析

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看了電源網(wǎng)其他作者關(guān)于LC諧振的講解，收獲很多，本文想從純電磁學(xué)角度結(jié)合仿真軟件推算LC諧振電壓跟幾個參數(shù)之間的關(guān)系。

先看LC諧振電路：

輸入電壓5V，斷開開關(guān)后，LC電路形成諧振，由于負載的存在，能量會逐步消耗，此時測得最高電壓為10.39V。LC諧振電路主要跟電源輸出電阻R1，電感L，電容C，負載R2有關(guān)。

我們依次改變以上參數(shù)，觀察對幅值的影響，R由100R改變?yōu)?0R，其他值不變。

1.電源內(nèi)阻變小 R1由100R減小到10R

當(dāng)電源內(nèi)阻變小時，開關(guān)閉合，此時流過回路的電流增大，斷開開關(guān)，電流會從更高的值跌落，由于電感的作用，變化電場形成變化的磁場，變化的磁場再形成變化的電場(變化率非恒定)，即L*di/dt，di/dt值會更加大，形成的電壓更大，由于電容作用，電壓不會突變，慢慢增加到電壓最高，此時電感電能釋放結(jié)束，最高電壓由10.39V增加到32.671V，。電壓內(nèi)阻越小，電感充電電流越大，LC諧振時電壓越大。

2.電感減小 電感L由1H減小到0.5H

當(dāng)減小電感時，給電容充電最高電壓由10.389V減小到7.961V。這是由于電感L減小，在di/dt不變的情況下，L*di/dt數(shù)值減小，因而最終形成的電壓降低。

3.輸出電容減小 C由15uf減小到1uf

當(dāng)減小輸出電容時，LC諧振最高電壓由10.389V增加到25.401V，在電感L不變，di/dt也不變的情況下，為什么給電容充電的電壓會更加高呢，個人理解是對于電感而言，儲存的能量等于1/2*L*i*i，該能量跟時間無關(guān)，對于電容而言，Q=CU，由于電感的能量是一定的，可以理解為Q固定(能量固定，可以給電容的充電的電荷應(yīng)是固定的)，則C越大，U越小，反之，C越小，U越大。因而電容越小，U越大，即LC諧振的最高電壓越大。

4.輸出負載增加 R2由1K減小到100R

當(dāng)負載增加時，LC諧振最高電壓由10.389V減小到2.487V，在L，di/dt，R1，C不變時，負載的增加會導(dǎo)致最高電壓減小，其實這可以類比電源，即一個驅(qū)動能力不足的電源，遇到大負載時，電壓會被拉低。

綜上：

LC諧振的電壓跟電源內(nèi)阻成反比，電感L成正比，電容C成反比，輸出負載R2成反比。

以上僅是個人理解，若有不恰當(dāng)處，多多指出，謝謝。

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