题目要求范仲淹在《岳阳楼记》中说：“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。”习作例文忧何忧，乐其乐我们读过了范仲淹的《岳阳楼记》，感叹了其“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的忧国忧民的情怀，于是开始对快乐产生疑问——快乐究竟是什么？(陈瑛)先天下之忧而忧，后天下之乐而乐宋代文学家范仲淹的《岳阳楼记》里有这样一句话：“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。”当齐宣公问孟子：“贤者亦有此乐乎？”......
2023-07-05
时间比率控制-优化文章标题
【摘要】：电子功率开关的通断是由时间比率控制电路产生的脉冲信号进行控制的，也就是说，逆变式弧焊电源采用了TRC控制。PWM控制常用于逆变频率较高的逆变式弧焊电源。图6-14 PWM控制信号a）电路原理图 b）波形图2.PFM控制PFM控制，即脉冲频率控制方式，也就是“定脉宽调频率”控制方式。图6-15所示是逆变式弧焊电源中采用PFM控制的示意图。
逆变式弧焊电源对能量输出的控制是通过逆变电路中的电子功率开关的通断来实现的。电子功率开关的通断是由时间比率控制（Time Ratio Control，简称TRC）电路产生的脉冲信号进行控制的，也就是说，逆变式弧焊电源采用了TRC控制。TRC控制通常有PWM、PFM以及PWM-PFM三种控制模式。
1.PWM控制
PWM（Pulse Width Modify）控制即脉冲宽度控制方式，也可以称为“定频率调脉宽”控制方式。此控制方式是在频率不变的条件下，调节脉冲宽度来调节逆变器的输出能量的。
图6-13所示是逆变式弧焊电源中采用的PWM控制示意图。控制脉冲的频率保持不变，改变脉冲宽度，即改变了逆变式弧焊电源输出电压或电流的平均值。输出的脉冲电压或电流经过滤波处理，则可获得连续的、比较平滑的直流电。
PWM控制常用于逆变频率较高的逆变式弧焊电源。例如晶体管式逆变弧焊电源、场效应晶体管式逆变弧焊电源、IGBT式逆变弧焊电源中一般均采用PWM控制方式。采用PWM控制，逆变频率保持不变，输出电抗器就易于设计。但由于最小脉宽的限制，调节范围比较小。
图6-13 PWM控制方式示意图
PWM控制脉冲形成的基本电路及其波形如图6-14所示。在比较器的同相输入端输入由振荡器产生的固定频率的锯齿波信号；比较器的反向输入端输入直流控制电压信号Uk。Uk是由给定信号和反馈信号比较处理后得到的直流电压控制信号，该信号是模拟量，它与振荡器输出的固定频率的锯齿波相比较，产生方波脉冲信号U1。此方波脉冲的宽度由Uk决定，Uk增加脉冲宽度减少（通过对内部电路进行反相等适当的逻辑处理，也可以使脉冲宽度随Uk增加而增加）。该脉冲信号经触发器和门电路组成的分相电路分为A、B两路输出，再通过驱动电路进行功率放大，即可控制逆变电路中功率开关管的通断。
图6-14 PWM控制信号
a）电路原理图 b）波形图
2.PFM控制
PFM（Pulse Frequency Modify）控制，即脉冲频率控制方式，也就是“定脉宽调频率”控制方式。PFM控制是在脉冲宽度保持不变的条件下，通过改变脉冲频率来调节逆变器的输出的。
图6-15所示是逆变式弧焊电源中采用PFM控制的示意图。脉冲宽度不变，改变脉冲频率可以改变逆变式弧焊电源输出电压或电流的平均值，即改变了输出的平均值。经过适当的滤波处理，同样可以获得连续的、比较平滑的直流输出。
PFM控制一般用于逆变频率较低的逆变式弧焊电源中，例如晶闸管式逆变弧焊电源常采用PFM控制。采用该方法逆变频率变化较大，使得输出电抗器不易设计，但由于没有最小脉宽的限制，调节范围比较大。
PFM控制脉冲形成的基本电路及其波形如图6-16所示。比较电压Uk是逆变式弧焊电源的控制电压信号，是一模拟量。Uk经压-频转换装置得到一方波脉冲信号U1。压-频转换器一般是利用其内部的充放电过程获得方波脉冲输出的。Uk的变化会使压-频转换装置内部的充放电速度变化，从而改变脉冲频率。方波脉冲U1是一个比较窄的脉冲，通过脉冲定时器后，输出具有一定脉宽的方波脉冲U2。U2的脉冲宽度由脉冲定时器确定并保持不变。U2的频率与U1一致，输出的U2的脉冲宽度保持不变，脉冲频率由Uk的大小确定。同PWM脉冲形成电路类似，通过适当处理，输出频率f可以随Uk的增大而增大。
3.PWM-PFM混合控制
PWM-PFM混合控制方式综合利用了PWM和PFM两种调制方式的优点，避免各自的缺点，以满足逆变式弧焊电源控制和调节的需要。也有专用的PWM-PFM控制芯片。
图6-15 PFM方式示意图
图6-16 PFM控制信号的电路原理图
a）电路原理图 b）波形图
4.PWM与PFM控制的比较
PWM控制是在控制电路输出脉冲频率不变的情况下，通过调整其占空比，利用脉冲宽和窄的变化，达到调整弧焊电源输出电压或电流的目的。该控制方式是目前逆变弧焊电源乃至开关电源中应用最为广泛的一种控制方式，它的特点是噪声小（输出电压电流纹波小，开关频率固定，噪声滤波器设计简单等），满负载时的效率高，且能工作在连续导电模式状态，控制方法简单易行；但是该方法在低负荷时的效率较PFM逊色，而且由于PWM控制误差放大器的影响，回路增益及响应速度受到一定限制。
PFM：脉冲频率调制，是在控制电路输出脉冲占空比不变的情况下，通过调整其频率，利用脉冲的有无变化，达到调整弧焊电源输出电压或电流的目的。该控制方法具有静态功耗小、效率高、动态响应速度快等优点，但它没有限流的功能也不能工作于连续导电方式，滤波困难（谐波频谱太宽），与PWM相比，PFM控制方法实现起来不太容易，IC价格要贵。
PWM-PFM兼有PWM和PFM的特点，若需同时具备PFM与PWM的优点的话，可选择PWM/PFM切换控制方式，在重负荷时采用PWM控制，低负荷时自动切换到PFM控制。
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