LC谐振电路的工作原理分析

以下文章来源于EMC小白，作者EMC小白

看了电源网其他作者关于LC谐振的讲解，收获很多，本文想从纯电磁学角度结合仿真软件推算LC谐振电压跟几个参数之间的关系。

先看LC谐振电路：

输入电压5V，断开开关后，LC电路形成谐振，由于负载的存在，能量会逐步消耗，此时测得最高电压为10.39V。LC谐振电路主要跟电源输出电阻R1，电感L，电容C，负载R2有关。

我们依次改变以上参数，观察对幅值的影响，R由100R改变为10R，其他值不变。

1.电源内阻变小 R1由100R减小到10R

当电源内阻变小时，开关闭合，此时流过回路的电流增大，断开开关，电流会从更高的值跌落，由于电感的作用，变化电场形成变化的磁场，变化的磁场再形成变化的电场(变化率非恒定)，即L*di/dt，di/dt值会更加大，形成的电压更大，由于电容作用，电压不会突变，慢慢增加到电压最高，此时电感电能释放结束，最高电压由10.39V增加到32.671V，。电压内阻越小，电感充电电流越大，LC谐振时电压越大。

2.电感减小 电感L由1H减小到0.5H

当减小电感时，给电容充电最高电压由10.389V减小到7.961V。这是由于电感L减小，在di/dt不变的情况下，L*di/dt数值减小，因而最终形成的电压降低。

3.输出电容减小 C由15uf减小到1uf

当减小输出电容时，LC谐振最高电压由10.389V增加到25.401V，在电感L不变，di/dt也不变的情况下，为什么给电容充电的电压会更加高呢，个人理解是对于电感而言，储存的能量等于1/2*L*i*i，该能量跟时间无关，对于电容而言，Q=CU，由于电感的能量是一定的，可以理解为Q固定(能量固定，可以给电容的充电的电荷应是固定的)，则C越大，U越小，反之，C越小，U越大。因而电容越小，U越大，即LC谐振的最高电压越大。

4.输出负载增加 R2由1K减小到100R

当负载增加时，LC谐振最高电压由10.389V减小到2.487V，在L，di/dt，R1，C不变时，负载的增加会导致最高电压减小，其实这可以类比电源，即一个驱动能力不足的电源，遇到大负载时，电压会被拉低。

综上：

LC谐振的电压跟电源内阻成反比，电感L成正比，电容C成反比，输出负载R2成反比。

以上仅是个人理解，若有不恰当处，多多指出，谢谢。

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