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讨论

对于谐振回路品质因数的本质大家讨论讨论吧

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w137155390
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高级工程师
  • 2013-2-4 13:07:04
对于谐振回路品质因数的理解一直觉得很模糊,感觉把握不住本质,所以发这个帖子希望大家都发表下自己的简洁,正所谓三个臭皮匠赛过诸葛亮,不要怕说错,犯错也是进步的机会哟~~~
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niyiban
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高级工程师
  • 2013-2-5 16:45:13
 
我的理解就是这个网络里电容的电压,到底可以飞到多高,


这是很水的一个理解。。
w137155390
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高级工程师
  • 2013-2-5 16:59:51
 
回路中电容的电压跟输入电压和回路的特征阻抗(由回路的R、L、C决定)有关,而品质因数Q可以用来表征回路对不同频率的选择特性,Q越大,回路选择性越好。除了这个作用,品质因数还有什么样的特性?在开关电源设计中,品质引述对哪些参数有较大影响,设计时应予以考虑呢?希望大家能够积极踊跃的参与进来撒~~~搞清楚一个概念也是很大的进步。还有各位前辈高人也给大家讲讲,传授传授撒小弟先谢过了
niyiban
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高级工程师
  • 2013-2-5 17:11:01
 
开关电源与品质因数的,,LLC了?,谐振电容C上的电压峰值到底有多少,对于下管开通时对能量的传输还是很重要的吧,


但单说LCR网络,频率就不用说了吧,都到Q值了,那频率就是以谐振频率为中心咯,其它的用上面那个很水的理解已经可以解释了,


同样的信号注到这个网络,电容容量越小,电容上电压就越高,


至于选择特性,越高越好对比,高也是用低对比出来。
w137155390
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高级工程师
  • 2013-2-5 17:41:24
 
啊,是我没说清楚撒,因为我对软开关技术研究的比较多,所以对于品质因数与开关电源中哪些参数有关比较感兴趣,不过大家不用局限撒~~~讨论的越广泛,越全面,理解的才越深刻嘛~~大家可能常接触的领域不同,只要是关于品质因数的,尽管尽情的讨论
蒋江黔
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版主
  • 2013-2-5 17:54:20
 
Q值的基本定义, 就是"稳定条件"下, 储能元件的最大储能与一周期内消耗的能量之比, 基于此分析便是了.
蒋江黔
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  • 2013-2-5 17:55:09
 
跟激励电压, 电流 什么的, 没关系
niyiban
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高级工程师
  • 2013-2-17 19:31:44
 
学习了~!~!
greendot
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  • 2013-2-5 19:35:38
 
错了,是2*pi*(储能元件的最大储能与一周期内消耗的能量之比)。
二手电工
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  • 2013-2-5 23:00:10
 
这倒是
蒋江黔
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  • 2013-2-7 10:50:40
 
谢谢斧正
yanpm
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  • 2013-2-16 14:30:04
 
版主,这样的Q值定义还是有些让人束手无措,没有什么太大的参考意义
greendot
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  • 2013-2-16 17:31:21
 
不用这个定义,如何计算下图的Q值,会不会更让人束手无策?

yanpm
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  • 2013-2-16 17:34:13
 
正想请教如何用您上述的定义公式计算呢?呵呵
大师可能误会我的意思了,我并不是说Q值本身无意义,只是不太明白怎样让Q值和设计中的R,C,L相关,更接地气儿。所以如果用能量的话,理解起来还是不够直接,您觉得呢?
yanpm
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  • 2013-2-16 17:41:19
 
Bodoni
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  • 2013-2-16 18:25:45
 
不同的谐振网络,它的第一特征频率,第二特征频率怎么计算?
yanpm
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  • 2013-2-16 19:14:56
 
恕我寡闻,第一特征频率和第二特征频率我还是第一次听说,能解释一下吗?
w137155390
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  • 2013-2-18 17:54:54
 
对呀,我也不懂,愿闻其详~~
yanpm
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  • 2013-2-16 20:05:19
 
我刚才试了一下,您给出的2个线路并非2端网络,不能写出传递函数,只能写出其复频域阻抗表达式,谈不上Q值的计算和讨论,要计算Q值至少要是一个网络,或者滤波网络,或者储能网络。
必定是有其激励的接入和输出。
有一个特殊情况,那就是而对于磁性材料讨论其材料的品质因数Q,也是要有绕组,在一定的交变电场中去测定讨论。所谓电磁一家,也是有网络的概念在里边。
以上浅见,您怎么看呢?
greendot
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  • 2013-2-16 23:34:55
 
什么叫做Resonant Circuit?为什么要有传递函数等等,才能谈Q值?
我看兄弟的理解有偏差。

13楼的问题,就暂不解答了。
yanpm
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  • 2013-2-16 23:49:25
 
讨论嘛,自然是就自己的认识了,认识到哪里就是说到哪里,您拿出说服大家的理由那大家无不拍手称快,感恩戴德
yanpm
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  • 2013-2-18 18:48:19
 
大师能否解释一下此处Q值如何求得?谢谢
greendot
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  • 2013-2-19 18:30:39
 
写出输入阻抗 Zin(s) 的表达式,其分子是个二次方程式,与标准的二阶特征方程式比较一下,便找到Q。
yanpm
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  • 2013-2-19 18:34:51
 
我资质愚笨,还是不太清楚该如何比较,能否做个例子,解惑呢?我也是拜读了greendot大师诸多帖子才成长起来的论坛新手,知道大师的深厚内力。
大师一句话,我们要跟修禅一样,悟一辈子,岂不是耽误事儿?
greendot
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  • 2013-2-19 18:52:12
 

greendot
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  • 2013-2-19 18:39:22
 
12楼图的Q计算方法(之一),例如图一
1/Q = 1/QL + 1/Qc
Q=网络的Q,
QL=L和它串联电阻的Q = ωo*L/Rs
Qc=C和它并联的R的Q = ωo*C*Rp
ωo=网络的零相位谐振频率,
yanpm
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  • 2013-2-19 18:44:22
 
多谢大师耐心解答,膜拜中……
二手电工
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  • 2013-2-19 18:45:44
 
正解
yanpm
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  • 2013-2-19 18:47:27
 
还有一个问题请大师帮忙解惑,34楼算法用能量相关的定义如何理解12楼的线路呢?
greendot
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  • 2013-2-19 19:05:11
 
Q = 2*pi*(储能元件的最大储能与一周期内消耗的能量之比) = ω*(最大储能)/(平均功耗)= ω* E/P
或1/Q= P/ωoE = (P1+P2)/ωoE (P1=Rs 的功耗,P2=Rp的功耗)
= P1/ωoE +P2/ωoE
= P1/ωoEL +P2/ωoEc (谐振时,电感和电容的储能是相同的,E = EL = Ec)
=1/QL +1/Qc
yanpm
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  • 2013-2-19 19:15:11
 
greendot大师果然不负盛名,学生拜服
看来我对谐振电路和阻抗变换的基础太差,回头一定要恶补一下,一定将这个Q掰开了揉碎了。
blueskyy
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  • 2013-2-20 15:04:12
 
Q = 2*pi*(储能元件的最大储能与一周期内消耗的能量之比) = ω*(最大储能)/(平均功耗)= ω* E/P
其中:2*pi 是如何变成ω的呢?

yanpm
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  • 2013-2-20 15:22:11
 
由我来回答蓝天大侠,答对了给分儿O(∩_∩)O哈!

Q = 2*pi*(储能元件的最大储能与一周期内消耗的能量之比) = ω*(最大储能)/(平均功耗)= ω* E/P
且看上式,第一个=号与第二个=号之间都是能量之比,
第二个与第三个编程能量与功率的比了,这就是关键了,
张工再看分子分母同乘以t则, ω* E/P=(ω*t* E)/(P*t)=(2*pi*f*t*E)/(P*t)=(2*pi*1*E)/(P*t)= 2*pi*(储能元件的最大储能与一周期内消耗的能量之比)
其中f*t=1,因为是1个周期。
greendot大师真是太严谨了
blueskyy
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  • 2013-2-20 17:06:54
 
呵呵,我将greendot大师的式子看走眼了。
yanpm
  • yanpm
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  • 2013-2-20 17:15:59
 
谢赠分,呐
ming1006
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本网技师
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  • 2014-1-3 20:40:26
  • 倒数1
 
请问对于一个谐振网络中有3个及以上电感、电容元件的谐振电路,它的Q值怎么定义呢?又怎么算呢?
我遇到的谐振网络是一个LCL谐振网络,La和Rac串联后,和C并联,再整个和L串联。其中Rac其实是一个整流全桥(后面有个滤波电容)带负载RL的等效电阻,他们满足Rac=(8/(pi)^2*RL。我看的文章给出的Q=wL/RL,完全不知道是怎么得到的?看到楼主对这方面挺有研究的,故想问下楼主的看法
二手电工
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高级工程师
  • 2013-2-20 17:09:45
 
greendot大师可否将计算方法(之二)发出来?
greendot
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专家
  • 2013-2-21 14:12:20
  • 倒数10
 
图一为例,把并联的C和Rp的阻抗,变换成串联形式的 Rps(ω) - j*Xcs(ω),
这样可以求得零相位谐振频率ωo,
然后 Q=ωo*L/[(Rs+Rps(ωo)]
blueskyy
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  • 2013-2-21 16:34:58
  • 倒数9
 
大师,这个思路我以前也有过(好象在哪个帖子里也类似地用这个思路回答过您,后来又将自己否认了)
按照您这个思路:
任何串并混联的最后都能整理成:串联形式,并有
L _equal = L(ω,R,C, L)
C_equal = C(ω,R,C,L)
R_equal =R(ω,R,C,L)
也可以求得零相位谐振频率ωo
然后 Q=ωo*L_equal / R_equal
这样对吗?
greendot
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专家
  • 2013-2-21 17:25:34
  • 倒数8
 
对的。不过不一定要整理成串联形式(Z),看情况,有时并联形式(Y)可能更方便,这时Q=Re(ωo)/ωo*Le(ωo)。
blueskyy
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  • 2013-2-21 18:00:34
  • 倒数7
 
~
二手电工
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  • 2013-2-21 20:47:23
  • 倒数6
 
yanpm
  • yanpm
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副总工程师
  • 2013-2-16 18:19:55
 
关于Q值之定义,百度一下有很多,但是那个更适合您所从事的行业,那个更适合您呢?
就我所知,Q值的定义有以下几种:
1) 从电路能量角度给出品质因数的定义
Q=2*pi*( 电路一个周期内储存的最大能量)/电路一个周期内消耗的能量
上述定义描述了电路的储能效率。显然, 电路的储能效率越高, Q 值越大。
2) 从电路的频率选择性给出品质因数的定义
Q = w0 / BW
其中, w0 为滤波电路的中心频率, BW 为3dB 带宽。上述定义描述电路的频率选择性。显然, 品质因数
Q 值越大, 电路的频率选择性越好, 这是因为对给定的w0 , Q 值越大, 带宽BW 越窄。
式( 2) 主要适合于滤波电路。 3) 对RLC 串联电路给出品质因数的定义
Q =w0 L/R=1/w0CR
( 3)其中, R、L 、C 分别为RLC 串联电路的电阻、电感和电容; w0= 1/ sqrt(LC) 为电路的谐振频率。

上述品质因数定义三种的表达式尽管不同, 但它们之间具有一定的联系,可以相互推导。

4)还有不同应用领域的定义,如果您看过磁芯材料参数定义的话,您肯定不会陌生,
Q值还跟损耗正切角存在某种联系,这样的话就是磁路的能量角度给出定义了。
水平有限,并且此处不再赘述。
心囚蓝魔
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  • 2013-2-17 09:24:40
 
学习了
levess
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本网技师
  • 2013-4-11 22:21:38
  • 倒数5
 
Q值的感性认识,我觉得从阻尼这方面来说的话,就是对谐振电路的阻尼作用 ,为什么呢,因为Q=1/(2阻尼系数),故有過阻尼,欠阻尼,临界阻尼。那么为什人么电源要谐振呢?我的认识是----电源是能量的转换传递,那么,由于必须使用电感和电容类损耗很小的器件,同时使用了高频开关,所以要用滤波器滤除传递中不必要的谐波,所以,LC的谐振也是滤波器,从BUCK电路/boost电路可以看出(很多其它电路都可以看成是BUCK电路的衍生结构)。那么,R是什么呢?很大部分是我们的负载。所以,回到阻尼系数对系统的影响(同时可以看成Q值),阻尼系数越大(Q值越小)那么,谐振时,电感/电容的存储能量越小,其峰值电流和峰值电压越小,对我们的应力越小,相反。。。。。。
yanpm
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  • 2013-4-11 22:23:34
  • 倒数4
 
有见地
wujingyyfk
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  • 2013-4-12 10:02:55
  • 倒数3
 
yanpm
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  • 2013-2-16 12:54:54
 
今天刚好翻了些关于这方面的资料觉得犹如醍醐灌顶,不敢独自享用,分享出来加深大家对谐振概念和Q值本质的理解。如果大家觉得有用,就给我这个新人有钱的捧个钱场,没钱的捧个人场O(_)O哈!
为此专门整理 RLC Resonance2.pdf
的附件请各位参阅并指点
w137155390
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  • 2013-2-18 17:53:39
 
这个资料对于Q的理论分析挺详细,如果能结合实例说明Q在实际设计中起什么作用那就更棒了,还望指点
yanpm
  • yanpm
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  • 2013-2-18 17:54:52
 
结合实例是要给分的哦,O(∩_∩)O哈哈~
w137155390
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  • 2013-2-18 17:57:30
 
当然没问题,我就坐等给你上分了~~
yanpm
  • yanpm
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  • 2013-2-18 18:12:03
 
算了吧,咱俩都这么点,匀来匀去的不合适,一看就是在演戏,必须的一上万分大牛支持才肯呐
liu1875
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副总工程师
  • 2013-2-18 18:55:52
 
我没上万的分,但是我可以给你分鼓励一下哈
二手电工
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高级工程师
  • 2013-2-18 19:05:13
 
我很喜欢你加分的风格
yanpm
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副总工程师
  • 2013-2-18 19:19:56
 
多谢多谢,鼓励新人成长呐,我要是女的,我就亲你一口,可惜我是男的,敬个礼给你
稍候呢,我会整理个例子发上来,以饟诸位
niyiban
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高级工程师
  • 2013-2-20 09:10:15
 
楼主肯定看了电影《云图》
视窗
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助理工程师
  • 2013-2-20 14:27:34
 
我从去年到今年都为这个头疼,终于找出问题了,
Q值实际中会功耗。如下面链接中我实测和分析的待机功耗。两个电容不同功耗相差一倍。
https://bbs.21dianyuan.com/146264.html#buttom



附上实际测试和计算结果

计算公式 P=I2R+IL*V
I=电流假设, R=ESR ; IL=V/RP ; V=电容充满电后的电压






yanpm
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  • 2013-2-20 14:49:25
 
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副总工程师
  • 2013-4-12 10:07:29
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我刚才试了一下,您给出的2个线路并非2端网络,不能写出传递函数,只能写出其复频域阻抗表达式,谈不上Q值的计算和讨论,要计算Q值至少要是一个网络,或者滤波网络,或者储能网络。
必定是有其激励的接入和输出。
有一个特殊情况,那就是而对于磁性材料讨论其材料的品质因数Q,也是要有绕组,在一定的交变电场中去测定讨论。所谓电磁一家,也是有网络的概念在里边。
顺道学习.
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