什么是諧振
中國(guó)的振動(dòng)力學(xué)泰斗聞邦椿先生在其著作《振動(dòng)利用工程》中，將電磁振蕩列入其中，那是因?yàn)殡姶耪袷幒蜋C(jī)械振動(dòng)的研究公式都是二階微分方程。在機(jī)械力學(xué)中，振動(dòng)力學(xué)就是王冠上的鉆石，學(xué)習(xí)上有很大的難度，但中國(guó)的振動(dòng)學(xué)研究得很好，否則，中國(guó)的航天工程就進(jìn)行不下去。而中國(guó)的電磁振蕩卻研究的不怎么樣，甚至在基本慨念上是一塌糊涂，貽害科學(xué)，誤人子弟。
什么叫“諧振”，在《簡(jiǎn)明電路分析基礎(chǔ)，李翰蓀》p531說(shuō)“含有兩種不同儲(chǔ)能性質(zhì)元件的電路，在某一頻率的正弦激勵(lì)下，可以產(chǎn)生一種重要的現(xiàn)象——諧振（resonance）”。“對(duì)含有電容和電感的正弦交流電路，當(dāng)輸入阻抗為純電阻、亦即輸入電壓，電流同相時(shí)，稱該電路處于諧振狀態(tài)。”
Resonance，在1978年出版的《英漢技術(shù)詞典》p787頁(yè)的解釋是（1）共[諧]振，共鳴；（4）反響，回聲。
在機(jī)械力學(xué)里，共振有可以利用的一面，也有令人恐怖，避之不及的一面，最著名的就是很久很久以前，一隊(duì)士兵（有說(shuō)是刻板的德國(guó)士兵）操著正步通過(guò)一座大橋，結(jié)果導(dǎo)致大橋和士兵一起掉到河里。
李翰蓀先生已經(jīng)對(duì)諧振做出了準(zhǔn)確的定義了，《電路分析》應(yīng)該是電學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)理論吧，看看在實(shí)際工程應(yīng)用領(lǐng)域的諧振應(yīng)用是否符合這些條件呢？
本人才疏學(xué)淺，但據(jù)我所知，只有收音機(jī)、電視機(jī)里的選頻電路和感應(yīng)加熱的電子管高壓振蕩符合諧振的條件，其電路是交流電路，電路里的半導(dǎo)體器件（或電子管器件）是工作在特性曲線的放大部分，又稱放大電路。而串聯(lián)（并聯(lián)）諧振中頻電源以及LLC串聯(lián)諧振變流器，其半導(dǎo)體器件在上世紀(jì)70年代叫開(kāi)關(guān)器件，由開(kāi)關(guān)器件組成的電路叫開(kāi)關(guān)電路，開(kāi)關(guān)電路的激勵(lì)是直流電，器件是工作在特性曲線的兩個(gè)極端，截止和飽和。放大電路是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大；而開(kāi)關(guān)電路是在開(kāi)關(guān)的（有規(guī)律的）控制之下，將LRC電路對(duì)恒輸入（直流）的響應(yīng)曲線（片段），拼接成設(shè)定的曲線，他們的工作原理是有本質(zhì)的區(qū)別的，豈能混為一談。無(wú)線電技術(shù)中諧振是正確地、廣泛地應(yīng)用的成熟技術(shù) 。
本人幾年前也在電源網(wǎng)上寫(xiě)過(guò)LLC串聯(lián)諧振的文章，至今再看背上直冒冷汗，羞愧之至。雖然知道哪里不對(duì)，但要說(shuō)清楚問(wèn)題，水平不夠，殊屬不易。經(jīng)過(guò)幾年學(xué)習(xí)，自認(rèn)為可以說(shuō)清楚問(wèn)題了，寫(xiě)出來(lái)與大家共享。
振動(dòng)學(xué)人才輩出，專著極多，很容易找到。而本人在寫(xiě)電磁振蕩的基礎(chǔ)書(shū)籍中找到李翰蓀先生在不同時(shí)期出版的三本《電路分析》，時(shí)間跨度30多年每本書(shū)的名字都不一樣，最近在網(wǎng)上瀏覽了一下，發(fā)現(xiàn)幾十年來(lái)《電路分析》內(nèi)容基本沒(méi)有變化。
比較振動(dòng)理論和二階電路理論，方程式是一樣的，特征方程一樣。振動(dòng)理論有固有頻率，二階電路理論有諧振頻率；振動(dòng)理論特征方程有2個(gè)根，而二階電路理論特征方程的2個(gè)根被稱為電路的固有頻率。
振動(dòng)理論就是一個(gè)體系，共振只是振動(dòng)的一個(gè)特例。
《電路分析》沒(méi)有將諧振放在二階電路里研究，而是放在頻率響應(yīng)里討論，將體系割裂開(kāi)來(lái)，為誤會(huì)創(chuàng)造了條件。
振動(dòng)理論研究的是振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)激勵(lì)的響應(yīng)，二階電路理論是LRC電路對(duì)輸入的響應(yīng)。從本質(zhì)上講，諧振就是LRC電路對(duì)正弦輸入的響應(yīng)。
目前所看到的串（并）聯(lián)諧振變流器，LLC變流器都是應(yīng)用了諧振的計(jì)算公式，因?yàn)樗扔脛?dòng)態(tài)方程，二階微分方程簡(jiǎn)單，容易上手。實(shí)際上是錯(cuò)誤的，但要論證它要說(shuō)許多話，要寫(xiě)專著，這里僅舉一小例。
《現(xiàn)代感應(yīng)加熱裝置》潘天明在p51上說(shuō)“顯然，諧振時(shí)由電源輸入的電流很小，而各支路的電流卻很大，為電源輸入電流的Q倍。因此，常稱此諧振為電流諧振。”但在并聯(lián)型中頻電源電路中，LRC并聯(lián)的槽路外接的電源是直流電源，而不是交流電源。以最簡(jiǎn)單的單管IGBT電磁爐——所謂并聯(lián)諧振電路分析，在IGBT導(dǎo)通時(shí)，從電源流出的電流流進(jìn)兩個(gè)支路——電容支路和電感支路，而且電容支路在IGBT開(kāi)通之初的浪涌電流只取決于電容支路的電阻，而此電阻值極小，以致電容支路電流極大，遠(yuǎn)超過(guò)IGBT所能承受，這就是電磁爐容易損壞的基本原因。很顯然與《現(xiàn)代感應(yīng)加熱裝置》所說(shuō)的絕不相同。
再回頭，看詞典對(duì)Resonance的解釋是（4）反響，回聲。與二階電路理論的響應(yīng)應(yīng)該是一致的。現(xiàn)代電力電子技術(shù)是舶來(lái)的技術(shù)，翻譯成“諧振”十分的高大上，響應(yīng)——那是什么？翻譯講究的是：信、達(dá)、雅。信就是要忠實(shí)表達(dá)原意，差之毫厘，繆就千里了。
舶來(lái)的偽劣串（并）聯(lián)諧振技術(shù)一直在統(tǒng)治著中國(guó)的中頻電源，因?yàn)椴皇侵袊?guó)人的原創(chuàng)，國(guó)人奉為經(jīng)典，言必稱技術(shù)來(lái)自國(guó)外。筆者不知道外國(guó)是不是這樣，如果是這樣那么不僅是中國(guó)科技界的恥辱，也是世界科技界的悲哀，幾十年來(lái)就沒(méi)有人認(rèn)識(shí)到么？
更上一層樓的是LLC串聯(lián)諧振變流器。
振動(dòng)學(xué)里有單自由度振動(dòng)，也有多自由度振動(dòng)。光是單自由度振動(dòng)就十分復(fù)雜，多自由度振動(dòng)更是令人望而生畏。LLC似乎是電磁振蕩中的更復(fù)雜的振蕩技術(shù)——教科書(shū)沒(méi)有，但是看看他們?nèi)匀徊捎弥C振理論解決問(wèn)題，就可以知道這也是個(gè)偽技術(shù)了。
所謂的LLC串聯(lián)諧振變流器并不工作在振蕩狀態(tài)，而是工作在直流斬波狀態(tài)。在LLC串聯(lián)諧振變流器使用的開(kāi)關(guān)元件為IGBT和MOSFET，按《IGBT和IPM及其應(yīng)用電路》P31所說(shuō)：“標(biāo)準(zhǔn)IGBT1禁止接到反向電壓”，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的IGBT并不具有反向阻斷能力，MOSFET也不具有反向阻斷能力，而振蕩型的電路在運(yùn)行過(guò)程中加在開(kāi)關(guān)元件上的電壓是會(huì)換向的，因此要承受反向電壓IGBT和MOSFET就要串聯(lián)上一支二極管。IGBT的飽和壓降本來(lái)就大，MOSFET的導(dǎo)通電阻不小，再加上串聯(lián)二極管的壓降，如果是小電流的應(yīng)用，其串聯(lián)總電阻和振蕩電路的特征阻抗相比較小，影響不算大。但是見(jiàn)有人將IGBT用在大功率的半橋串聯(lián)諧振中頻電源中，在大功率的振蕩電路中，其特征阻抗較小，開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通電阻和它相比已經(jīng)不能忽略了，開(kāi)關(guān)器件的熱損失會(huì)很大其能承受很大的熱應(yīng)力嗎？LLC串聯(lián)諧振變流器也沒(méi)見(jiàn)串聯(lián)有二極管啊。本人認(rèn)為，LLC實(shí)際上就是技術(shù)大忽悠，看看各個(gè)集成元件廠商的技術(shù)文件，無(wú)非就是為賣元件制造噱頭。
筆者認(rèn)為用“振蕩”取代“諧振”，方能正確體現(xiàn)電路的基本屬性，因?yàn)閼?yīng)用的是“二階電路的欠阻尼振蕩”理論，諧振只是振蕩的一個(gè)特例。所以建議此類變流器應(yīng)該稱為“振蕩變流器”。還“諧振”以本來(lái)面目，科學(xué)技術(shù)也需要打假，打掉假的諧振以及更燦爛炫目的準(zhǔn)諧振等，中國(guó)的電力電子技術(shù)才能真正以原創(chuàng)技術(shù)立于世界。
