数字式开关电源的PID控制

数字pid控制原理
数字PID控制原理数字PID控制是现代工业控制中常用的一种控制方法，它结合了比例、积分和微分三个控制器，对系统进行精确调节和稳定控制。

数字PID控制原理的核心在于通过计算机或微处理器实现对控制系统的精确控制。

比例控制器根据输入信号与设定值的差异，产生一个与误差成正比的输出信号。

这样可以快速响应系统变化，并通过增大或减小输出信号来实现对系统的调节。

积分控制器根据误差的积分值产生输出信号。

这个信号可以消除系统的稳态误差，使系统更加稳定。

积分控制器的作用是根据误差的累积值来进行补偿，以实现系统的精确调节。

微分控制器根据误差变化的速率产生输出信号。

这个信号可以抑制系统的振荡和快速变化，使系统更加平稳。

微分控制器的作用是根据误差的变化速率来进行补偿，以实现系统的稳定控制。

数字PID控制的优势在于它可以通过计算机或微处理器进行实时计算和调节，具有快速响应、精确控制和稳定性好的特点。

它广泛应用于工业生产中的温度、压力、流量等参数的控制，提高了生产效率和产品质量。

数字PID控制原理是一种高效、精确的控制方法，通过比例、积分和微分三个控制器的组合，实现对系统的精确调节和稳定控制。

它的应用范围广泛，对于提高工业生产效率和产品质量具有重要意义。

.专业资料分享.目录第一章绪论 (1)1.引言 (1)第二章实验目的 (2)第三章实验要求 (3)3.1设计指标 (3)3.2 Buck主电路的参数设计 (3)3.3用Matla软件参数扫描法计算 (4)3.4原始系统的设计 (6)3.5补偿网络的设计 (8)3.6总电路图的仿真 (12)第四章心得体会 ..................................................................................................................... . (14)第一章绪论1.引言现代自动化控制中，参数的自动控制占有很大的比例，这些控制多采用P、I、D的组合通常情况下，对系统的动态过程利用微分方程经拉普拉斯变换导出时间函数，可得到输出量的时间函数，但要得到系统的动态响应曲线，其计算量庞大。

因而在一般情况下对控制结果很难得到精确的预见。

矩阵实验室（Matrix laboratory,MATLAB）软件是一个适用于科学计算和工程应用的数学软件系统，历尽20多年的发展，现已是IEEE组织认可的最优化的科技应用软件。

该软件有以下特点：数值运算功能强大；编程环境简单；数据可视化功能强；丰富的程序工具箱；可扩展性能强等。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，开关电源比普通线性电源体积小,轻便化，更便于携带。

常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。

PD控制器可以提供超前的相位，对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利，但不利于改善系统的控制精度；PI控制器能够保证系统的控制精度，但会引起相位滞后，是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性；PID控制器兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但实现与调试要复杂一些。

本文中介绍基于PID控制器的Buck电路设计。

模糊PID算法在开关电源中的设计及仿真1 引言开关电源是采用开关方式控制的直流稳压电源。

因为它体积小、重量轻、效率高等诸多优点被广泛应用于电子设备当中[1]。

随着计算机技术与集成电路技术的发展，以数字芯片为载体的数字控制技术在各个领域发挥出越来越重要的作用。

在开关电源领域，数字控制与传统模拟控制相比，具有诸多优势：避免模拟信号传递失真，降低杂散信号干扰，实现数字通信，便于运用先进控制方法等[2]。

但由于开关电源本身是一个非线性的对象, 其精确模型的建立是相当困难的, 常采用近似处理, 并且其供电系统和负载变化具有不确定性, 所以采用上述模拟或数字PID 控制方法常常难以使PID 调节器的参数随之变化, 控制效果不理想。

近来发展起来的Fuzzy 控制是一种仿人智能控制法, 它不依赖被控对象的数学模型, 便于利用人的经验知识实行控制, 这对于一些复杂可变的或结构不确定难以用准确的数学模型描述的系统而言是非常适宜的, 具有较强的鲁棒性[3], 特别是对于无法确定的复杂对象具有较好的控制性能。

由于模糊PID算法在开关电源的设计中具有不可比拟的优越性，本文将对模糊PID算法在开关电源中的实现方法进行详细介绍。

2 模糊PID算法介绍2.1 模糊控制器模糊控制器(FC-Fuzzy Controller )也称为模糊逻辑控制器(FLC-Fuzzy Logic Con2troller )，由于其所采用的模糊控制规则是由模糊理论中模糊条件语句来描述的，因此，模糊控制器是一种语言型控制器，故也称为模糊语言控制器(FLC-Fuzzy Language Controller )。

模糊控制器的组成框图如图2—1所示。

它包括有：输入量模糊化接口、数据库、规则库、推理机和输出解模糊接口5个部分。

图2-1 模糊控制器的组成模糊控制器的输入必须通过模糊化才能用于模糊控制输出的求解，因此它实际上是模糊控制器的输入接口。

它的主要作用是将真实的确定量输入转换成一个模糊矢量。

基于PID控制的DC-DC升压开关电源专业：电子信息科学与技术班级： 0310412班学号： **********名：***一、设计要求本课程要求设计一个基于PID控制的DC-DC升压开关电源，输入低压直流信号，输出为高压直流信号。

设计要求：1、输入1.5V直流，输出5~12V、30mA直流2、在额定负载情况下，纹波的峰-峰值<=30mV3、应用PID控制程序二、设计方案1、理论基础The boost converter，是一种开关直流升压电路，它可以是输出电压比输入电压高。

在充电过程中，开关闭合（三极管导通），等效电路如图二，开关（三极管）处用导线代替。

这时，输入电压流过电感。

二极管防止电容对地放电。

由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。

随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。

当开关断开（三极管截止）时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。

而原来的电路已断开，于是电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了。

升压完毕。

说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。

充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。

如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。

如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

2、实际方案本课题采用驱动式开关升压方式，主要利用电容和电感的储能特性实现。

具体可以分为以下几个部分。

第一个是振源，因为是开关电路，所以需要利用高频的方波信号实现三极管的导通与截止。

然后的主放大电路用来给负载端升压，需要一个三极管和一个电感，利用电感的储能实现直流信号的输出。

由于在开关闭合的瞬间，电感上会产生巨大的瞬时电压，而且电感的充电与放电是交替进行的，所以输出不可能是一个单纯的直流信号，那么就需要一个滤波电路把交流信号滤除。

基于PID控制方式的9A开关电源Multisim仿真研究学院：电光学院专业：电气工程及其自动化班级：：学号：目录1.引言 (3)2.基于PID控制方式的Buck电路的综合设计 (3)2.1设计指标 (3)2.2 Buck主电路的参数设计 (4)2.3用Multisim软件参数扫描法计算 (5)3．PID补偿网络设计 (8)3.1主电路直流增益计算 (8)3.2补偿网络的设计：控制方式为PID (9)3.3变换器传递函数及波特图 (11)4. Buck变换器的负载突加突卸仿真 (12)4.1总电路图的设计如图 (12)4.2突加突卸80%负载 (14)5. 小结 (15)参考文献 (15)1.引言开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。

为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。

粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。

但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。

例如，已知主电路的时间常数较大、响应速度相对缓慢，如果控制的响应速度也缓慢，使得整个系统对外界变量的响应变得很迟缓；相反如果加快控制器的响应速度，则又会使系统出现振荡。

所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。

常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。

PD控制器可以提供超前的相位，对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利，但不利于改善系统的控制精度；PI控制器能够保证系统的控制精度，但会引起相位滞后，是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性；PID控制器兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但实现与调试要复杂一些。

详细讲解PID控制PID的数学模型在工业应用中PID及其衍生算法是应用最广泛的算法之一，是当之无愧的万能算法，如果能够熟练掌握PID算法的设计与实现过程，对于一般的研发人员来讲，应该是足够应对一般研发问题了，而难能可贵的是，在很多控制算法当中，PID控制算法又是最简单，最能体现反馈思想的控制算法，可谓经典中的经典。

经典的未必是复杂的，经典的东西常常是简单的，而且是最简单的。

PID算法的一般形式：PID算法通过误差信号控制被控量，而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和。

这里我们规定（在t时刻）：1.输入量为2.输出量为3.偏差量为PID算法的数字离散化假设采样间隔为T，则在第K个T时刻：偏差=积分环节用加和的形式表示，即微分环节用斜率的形式表示，即PID算法离散化后的式子：则可表示成为：其中式中：比例参数：控制器的输出与输入偏差值成比例关系。

系统一旦出现偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。

特点：过程简单快速、比例作用大，可以加快调节，减小误差；但是使系统稳定性下降，造成不稳定，有余差。

积分参数：积分环节主要是用来消除静差，所谓静差，就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值，积分环节实际上就是偏差累计的过程，把累计的误差加到原有系统上以抵消系统造成的静差。

微分参数：微分信号则反应了偏差信号的变化规律，或者说是变化趋势，根据偏差信号的变化趋势来进行超前调节，从而增加了系统的快速性。

PID的基本离散表示形式如上。

目前的这种表述形式属于位置型PID，另外一种表述方式为增量式PID，由上述表达式可以轻易得到：那么：上式就是离散化PID的增量式表示方式，由公式可以看出，增量式的表达结果和最近三次的偏差有关，这样就大大提高了系统的稳定性。

需要注意的是最终的输出结果应该为：输出量 =+ 增量调节值目的PID 的重要性应该无需多说了,这个控制领域的应用最广泛的算法了.本篇文章的目的是希望通过一个例子展示算法过程,并解释以下概念：(1)简单描述何为PID, 为何需要PID,PID 能达到什么作用。

第三章数字PID控制算法
数字PID控制算法是一种基于数字信号处理技术的PID控制算法。

它
将传统的模拟PID控制算法转化为数字形式，通过采样、离散化和数值运
算等过程实现控制系统的自动调节。

数字PID控制算法主要包括以下几个步骤：
1.信号采样：通过模数转换器将被控系统的输出信号转化为数字信号，以便进行后续的离散化处理。

2.离散化：将连续时间域的PID控制算法转化为离散时间域的算法。

通常采用离散化的方法有Z变换法、欧拉法等。

3.数值运算：根据离散化得到的差分方程，通过数值运算得到当前时
刻的控制量。

常用的数值运算方法有增量式PID算法、位置式PID算法等。

4.输出控制信号：根据计算得到的控制量，通过数字信号处理器将其
转化为模拟信号，作为控制器的输出信号，控制被控对象。

数字PID控制算法相对于模拟PID控制算法具有以下优点：
1.精度高：数字PID控制算法通过离散化处理可以实现更精确的控制，提高控制系统的响应速度和稳定性。

2.灵活性强：数字PID控制算法可以通过调节离散参数来实现不同的
控制效果，适应不同的被控对象和控制要求。

3.可编程性好：数字PID控制算法可以通过编程的方式实现，便于调
试和修改，提高系统的可维护性和可扩展性。

数字PID控制算法在工业控制、自动化设备、机器人等领域得到广泛应用，并且随着数字信号处理技术的不断发展，数字PID控制算法也在不断优化和改进，为实现更高效、精确的控制提供了强大的工具。

DC/DC变换器数字PID控制方法研究1引言随着DSP等数字信号处理器的出现，电力电子电路的数字控制得到了很大的发展。

数字处理器能够瞬时读取变换器的输出值，并快速地计算出控制值对变换器进行控制。

由于数字控制可以采用灵活的控制策略，一些先进的控制方法应用于电力电子电路成为可能。

随着数字处理器价格不断下降和性能的不断提升，应用数字控制的开关型电力变换装置会日益增多。

未来电力电子的发展方向可以用“高频化、数字化、绿色化、模块化”来概括。

PID控制1 引言随着DSP等数字信号处理器的出现，电力电子电路的数字控制得到了很大的发展。

数字处理器能够瞬时读取变换器的输出值，并快速地计算出控制值对变换器进行控制。

由于数字控制可以采用灵活的控制策略，一些先进的控制方法应用于电力电子电路成为可能。

随着数字处理器价格不断下降和性能的不断提升，应用数字控制的开关型电力变换装置会日益增多。

未来电力电子的发展方向可以用“高频化、数字化、绿色化、模块化”来概括。

PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好及可靠性高，被广泛应用于各种控制中，尤其适合可建立精确数学模型的确定性系统。

但实际的电力电子系统是一个线性和非线性相结合的系统，难以建立精确的数学模型。

在实际调试过程中，PID参数往往整定不良、性能欠佳，适应性比较差，长期以来，人们一直在寻求数字PID参数的整定方法。

本文根据变换器系统的硬件条件将采样频率调至极限值，提高系统的控制性能，运用极点配置的方法整定PID的比例、积分、微分系数，并通过MATLAB仿真修订这些参数，得到良好的控制效果。

2 控制对象简介本文控制的对象为移相全桥零电压开关变换器。

主电路如图1所示。

这种变换器结合了零电压准谐振技术和传统PWM变换器技术两者的优点，工作频率固定，在换向过程中利用LC谐振使器件零电压开关，在换向完毕后仍然采用PWM技术传送能量，开关损耗小、可靠性高，是一种适合于大中功率开关电源的软开关电路。

DC/DC变换器数字PID控制方法研究1引言随着DSP等数字信号处理器的出现，电力电子电路的数字控制得到了很大的发展。

数字处理器能够瞬时读取变换器的输出值，并快速地计算出控制值对变换器进行控制。

由于数字控制可以采用灵活的控制策略，一些先进的控制方法应用于电力电子电路成为可能。

随着数字处理器价格不断下降和性能的不断提升，应用数字控制的开关型电力变换装置会日益增多。

未来电力电子的发展方向可以用“高频化、数字化、绿色化、模块化”来概括。

PID控制1 引言随着DSP等数字信号处理器的出现，电力电子电路的数字控制得到了很大的发展。

数字处理器能够瞬时读取变换器的输出值，并快速地计算出控制值对变换器进行控制。

由于数字控制可以采用灵活的控制策略，一些先进的控制方法应用于电力电子电路成为可能。

随着数字处理器价格不断下降和性能的不断提升，应用数字控制的开关型电力变换装置会日益增多。

未来电力电子的发展方向可以用“高频化、数字化、绿色化、模块化”来概括。

PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好及可靠性高，被广泛应用于各种控制中，尤其适合可建立精确数学模型的确定性系统。

但实际的电力电子系统是一个线性和非线性相结合的系统，难以建立精确的数学模型。

在实际调试过程中，PID参数往往整定不良、性能欠佳，适应性比较差，长期以来，人们一直在寻求数字PID参数的整定方法。

本文根据变换器系统的硬件条件将采样频率调至极限值，提高系统的控制性能，运用极点配置的方法整定PID的比例、积分、微分系数，并通过MATLAB仿真修订这些参数，得到良好的控制效果。

2 控制对象简介本文控制的对象为移相全桥零电压开关变换器。

主电路如图1所示。

这种变换器结合了零电压准谐振技术和传统PWM变换器技术两者的优点，工作频率固定，在换向过程中利用LC谐振使器件零电压开关，在换向完毕后仍然采用PWM技术传送能量，开关损耗小、可靠性高，是一种适合于大中功率开关电源的软开关电路。

开关电源的控制方式综述
开关电源控制方式综述：
1. 磁力调节控制：利用外加磁场对调节量进行控制，在变压装置的内部产生一个变化的磁场。

此方式能够根据系统需要和环境变化而变更功率，由于控制简单方便，因此得到了广泛的应用。

2. 继电器控制：工作方式是控制负载输入是否有电入继电器，就能控制开关电源的输出是否开启。

3. 控制电压变化：通过对开关电源的电压输入进行控制，从而达到控制输出电压的目的。

4. 变频控制：变频技术可以使电机的转速根据需要进行变化，从而控制开关电源的输出。

5. 智能PID控制：采用微处理器技术，计算器获取实时输出数据，再综合考虑负载等，然后决定输出功率参数以及输出电压。

它有很好的控制稳定性，肯定能达到所需要的效果。

6. 端子控制：在控制制面，通常需要多个档位，所以可以通过改变电源线路的端子数量来改变输出功率，从而达到控制的目的，如改变全部端子的端子数量，将改变输出功率和电压。

7. 固定频率继电控制：其基本原理是通过控制一个固定的频率继电器，改变输出电压，从而控制开关电源的输出能力，达到控制的目的。

8. 微型控制器控制：可以利用智能电路，搭配传感器，实现对开关电源输出的控制。

此种控制方式具有效率高、响应快、精度高以及省电等优点。

9. 模拟型控制：可以利用与负载电流相反的电流来控制，当两个电流相等时表示控制完成，从而达到控制的效果。

这种方式的控制准确度较高，但是操作繁琐重复性高，控制速度较慢。

10. 档位控制：简单易操作，可以根据负载改变功率以及电压，因此是目前比较常用的控制方式之一。

根据实际经验，总结PID算法在开关电源的控制中，对真是误差进行尽可能的消减、不断趋近目标值，进而使得实际值达到误差允许范围。

现总结控制C语言代码如下：typedef struct PI //定义结构体PI{float Setpoint; //基准值，即目标值float SumError; //误差累计，即积分项float Kp; //比例系数float Errors[10]; //误差队列float Dead_error; //积分累计死区，即积分累计极限值}PI;PI U_PI;void PI_init(PI pi,float setpoint,float kp,float dead_error) //初始化PI{PI *p=&pi;p->Setpoint=setpoint;p->Kp=kp;p->SumError=0; //积分累计初始化为零p->Dead_error=dead_error;uint i=9;while(i--)p->Errors[i]=0; //积分队列舒适化为零}float PI_Calc(PI pi,float nextpoint){float Error,U_error; //实时误差Error及经过PI算法得到的误差U_errorPI *p=&pi;Error=p->Setpoint-nextpoint; //实时误差Error=基准值-实测值if(p->SumError>p->Dead_error) //限制积分误差p->SumError=p->Dead_error;U_error=p->Kp*Error+p->SumError; //计算PI误差p->SumError=p->SumError-p->Errors[9]+Error; //重新计算积分误差，淘汰最早的误差值，加上最新的差值uint i=0;while(i<9){p->Errors[i+1]=p->Errors[i]; //积分误差队列更新，新误差入列，最先进列的误差淘汰i++;}p->Errors[0]=Error;return U_error; //返回PI误差}。

基于PID控制方式的3A开关电源MATLAB仿真研究学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：一绪论Buck变换器是最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于Buck族，现以Buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路。

开关调节系统常见的控制对象，包括单极点型控制对象、双重点型控制对象等。

为了使某个控制对象的输出电压保持恒定，需要引入一个负反馈。

粗略的讲，只要使用一个高增益的反相放大器，就可以达到使控制对象输出电压稳定的目的。

但就一个实际系统而言，对于负载的突变、输入电压的突升或突降、高频干扰等不同情况，需要系统能够稳、准、快地做出合适的调节，这样就使问题变得复杂了。

所以，开关调节系统设计要同时解决稳、准、快、抑制干扰等方面互相矛盾的稳态和动态要求，这就需要一定的技巧，设计出合理的控制器，用控制器来改造控制对象的特性。

常用的控制器有比例积分（PI）、比例微分（PD）、比例-积分-微分（PID）等三种类型。

PD控制器可以提供超前的相位，对于提高系统的相位裕量、减少调节时间等十分有利，但不利于改善系统的控制精度；PI控制器能够保证系统的控制精度，但会引起相位滞后，是以牺牲系统的快速性为代价提高系统的稳定性；PID控制器兼有二者的优点，可以全面提高系统的控制性能，但实现与调试要复杂一些。

本次设计就采用PID控制方式。

二设计过程各项技术指标：输入直流电压(V IN)：10；输出电压(V O)：5V；输出电流(I N)：3A；输出电压纹波(V rr)：50mV；基准电压(V ref)：；开关频率(f s)：100kHz。

设计任务：1.依据技术指标设计主功率电路，采用参数扫描法，对所设计的主功率电路进行仿真；2. 掌握小信号建模的方法，建立Buck 变换器原始回路增益函数；3. 采用Matlab 绘制控制对象的Bode 图；4. 补偿网络设计，根据控制对象的Bode 图，分析所需设计的补偿网络特性，采用PID 调节方式。

基于PID控制方式的4A开关电源Multisim仿真研究学院: xxxxx专业：xxxxxxxxxx班级：xxxxxx姓名：xxx学号：xxxxxx时间：xxxxxx引言开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM ）控制IC 和MOSFET 构成。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，开关电源向高频化、小型化发展。

在开关电源中，变换器占据着重要地位。

Buck 变换器是最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥。

本文就是对Buck 变换器的主电路、控制方式以及补偿电路进行设计研究仿真，得出波特图和负载的电压电流仿真（控制方式为PID ，负载电流为4A ，仿真软件为Multisim ）。

1．主电路设计1.1 主电路参数 输入直流电压V in =15V 输出直流电压V 0=5V 输出电流I N =4A 输出电压纹波V rr =50mV 基准电压V ref =1.5V 开关频率f s =100kHz 。

图1 Buck 主电路1.2主电路参数计算 ①滤波电容参数设计如下：输出纹波电压只与电容的容量以及ESR 有关，即Ω=⨯===∆.5m 624.2050.20V rr V rr Rc I i N L由于电解电容生产厂家很少给出ESR ，而且ESR 随着电容的容量和耐压变化很大，但是C 与RC的乘积趋于常数，约为50~80F *Ωμ，故F 100062.5m F.562Rc Rc C C μμ=ΩΩ•=•=②滤波电感参数设计如下：开关闭合和导通的基尔霍夫电压方程如下：图2等效电路onLon L 0in T i L V V V V ∆•=--- （1） OFFLD L 0T i L V V V ∆•=++ （2） ms 1001T T OFF on =+ （3） 假设二极管的通态压降0.5V V D =，电感中的电阻压降为.1V 0V L =，开关管的导通压降.5V 0V on =，根据等式（1）、（2）、（3）可得：H .843L μ=，s 3.73T on μ=，故取H 74L μ=。

PID 调节器在电力电子的应用•直流电机•开关电源•▪▪▪▪▪▪DC-DC 变换器1 基本斩波电路2复合斩波电路和多相多重斩波电路3开关电源主电路4开关电源控制电路直流斩波电路（DC Chopper）将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。

也称为直流--直流变换器（DC/DC Converter）。

一般指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流。

电路种类6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk 斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。

复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。

多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。

4.1.1 降压斩波电路4.1.2升压斩波电路4.1.3升降压斩波电路和Cuk斩波电路4.1.4 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路RCLVDDE斩波电路三种控制方式T不变，变ton—脉冲宽度调制（PWM）。

ton不变，变T—频率调制。

t on 和T都可调，改变占空比—混合型。

此种方式应用最多RCLVDDEETt U on开关电源控制电路线性电源问题开关电源问题开关电源控制电路开关电源的基本工作原理一、串联型开关稳压电路调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+U I-+U o-R LV 18A 8C 基准电压三角波发生器R 1R 2V 2LC+U REFu F u Au T u B u Ei LI O频率固定的三角波误差放大续流工作波形OOO O U Ot tt O t tu T u Au B u E i L u o I O t offt onU I 脉宽调制式(PWM )on IO t T U U ≈+U I-V 1Lu EI O+U o-R L 8A8C V 2C+U REFu F u A u Tu Bi L = DU ITt D on =—占空比考试安排1、机试时间：九周星期二（4月23日）第三、四大节2、机试地点：综合实验楼2123、笔试时间：九周星期四（4月25日）第二大节10：:10 –11:304、考试地点：北区黄浩川楼4025、开卷考试，只能带教材，不允许带其它资料6、通知到每一个同学AP0904507冯志安、AP0904625梅学兵、AP0904638张铨赞单片脉宽调制式(外接开关功率管)3.2 集成开关稳压器及其应用类型单片集成开关稳压器CW1524CW4960/4962一、CW1524/2524/3524(区别在于温度范围)组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、振荡器、触发器、2 只输出功率管、过热保护最大输入电压：40 V 最高工作频率：100 kHz 每路输出电流：100 mA内部基准电压：5 V (承受50 mA 电流)取样电压基准电压输出方波定时电容定时电阻关闭,控制脉宽接扩流晶体管C 、E 极输入电压振荡/同步1 234 5678161514131211109–IN +INU IN U REF (+ 5 V)EB CB CA EA RTCT GND–限流+限流断路补偿CW1524 系列引脚排列CW1524 系列功能图防止寄生振荡外接复合管扩流产生振荡 1 234 5678161514131211109。

/******** 开关电源的数字化控制 ******/ /******** 所用拓扑为 Buck,单片机 msp430**********//*****PID 算法实现开关电源的恒流、恒压、恒功率功能 ******/ /********* 糖 coffee@uestc************/ /**********************************************Part 1**********************************************/#include <>#include ""#include ""#include ""#include ""#include ""#include "" void main( void ){WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;init_clk();init_lcd();GUI_CU();init_ADC12();init_TA();init_TB();initKey();_EINT();while(1){KeyScan();if(Mode==0) ;PutDig(iU%10);PutDig(fU/10);;PutDig(iI%10);PutDig(fI/10);;PutDig(fP/10) ;PutDig(fP %10);}void deal_U(){if((Uout>Us*100+25)||(Uout+25<100*Us)) ;PutDig(fUs);void DisplaySetI(){ unsigned char iIs,fIs;*************处理电压 PWM****************/******** 显示设置电流 ************/ }iIs = Is/10; fIs = Is%10; Set_cursor(0,3); PutcLCD('0');PutDig(iIs);PutcLCD('.');PutDig(fIs); }********显示设置功率**********void DisplaySetP(){unsigned char iPs,fPs; iPs = Ps/10; fPs = Ps%10;Set_cursor(0,3);PutDig(iPs/10);PutDig(iPs%10);PutcLCD('.');PutDig(fPs);}/*********** 键盘初始化*************/void initKey(){KeyDIR &= ~(Inc + Dec + MOD + ADD + PLU);}/************ 键盘检测**************/void KeyScan(){if(KeyIN != 0x1f){Delay(100);if(KeyIN != 0x1f){unsigned char KeyTemp = KeyIN;while(KeyIN != 0x1f); // 等待按键松开switch(KeyTemp){case 0x1e:{if(Mode==0) {Us+=1;} elseif(Mode==1) {Is+=1;} else {Ps+=5;}}break; //+case 0x1d:{if(Mode==0) {Us-=1;} elseif(Mode==1) {Is -=1;} else {Ps-=5;}}break; // -case 0x1b:{Mode++;if(Mode>2)Mode=0;if(Mode==0) {Us = 10;GUI_CU();}else if(Mode==1) {Is = 10;GUI_CC();}else {Ps = 10; GUI_CP();}}break; //modcase 0x17:{if(Mode==0) {Us+=5;} elseif(Mode==1) {Is+=2;} else {Ps+=10;}}break; //++case 0x0f:{if(Mode==0) {Us-=5;} elseif(Mode==1) {Is -=2;} else {Ps-=10;}}break; // --}}}}#endifPart init Headfile#ifndef __init#define __init/********** 初始化时钟**********/ voidinit_clk(){FLL_CTL0 |= XCAP18PF;FLL_CTL1 &= ~XT2OFF;// Set load capacitance// Turn on XT2do{IFG1 &= ~OFIFG;for (unsigned int i = 1000; i; i --); }while (IFG1 & OFIFG); FLL_CTL1 =SELS;// Clear oscillator fault flag// Test osc fault flag// Select SMCLK source as XT2CLK}/**********void init_ADC12(){ P6SEL = 0x03;// Enable A/D channel inputs ADC12CTL0 = ADC12ON + MSC + SHT0_8 + REFON + REF2_5V;//Turonn ADC12,set sampling timeADC12CTL1 = SHP + ADC12SSEL_1 + CONSEQ_1; // Use sampling timer 序列单次 ADC12MCTL0 = INCH_0 + SREF_1;ADC12MCTL1 = INCH_1 + SREF_1 + EOS;ADC12CTL0 |= ENC; }void init_TA(){ TACTL = TASSEL_2 + TACLR;CCTL0 = CCIE;CCR0 = 800;TACTL |= MC_1;}// sMCLK, clear TAR // CCR0 interrupt enabled// Start Timer_A in UP mode void init_TB(){TBCTL |= TBSSEL_2 + TBCLR + MC_1 + ID_0;TBCCR0 = 400; TBCCTL2 = OUTMOD_7;TBCCR2 = 200; P2DIR |= BIT3; P2SEL |= BIT3;// PWM = 20K // CCR2 PWM duty cycle // output // TA1 otion#pragma vector=TIMERA0_VECTOR__interrupt void Timer_A (void){ADC12CTL0 |= ADC12SC;}#endif******** 初始化TA,采样周期**********/******** 初始化TB,驱动信号**********/初始化AD,计算输出**********/ // SCLK, Clear Tar。

开关电源数字化控制技术研究摘要：随着我国经济的飞速发展和社会的发展，在科学技术发展的同时，各种自动化技术也得到了迅速的发展。

因此，数字控制电路被广泛地用于高频开关电源的设计。

本文从理论上探讨了基于 BUCK变换器的软切换技术，建立了基于BUCK变换器的高稳定性的移相全桥变换器的小信号模型。

关键词：数字化；控制电路；高频开关电源引言在电力系统中，开关电源是电力系统中重要的辅助电源。

当前，这种电源是以高频开关电源模块并联方式工作的，但是由于开关电源的开关频率高，电流大，开关损耗大， EMI干扰大，因此软切换技术应运而生，并随着控制技术的发展，以及微机的快速发展，直流系统开关电源的发展趋势是将软切换技术与数字智能控制技术有机地结合起来。

1.开关电源的了解内容1.1开关电源的概念开关电源是一种高频功率转换器，也称开关电源。

切换电源的作用就是把一种电压转化为不同的体系结构，转化为使用者所需的电压和电流，在日常的使用中起到了很大的作用，它可以改变不合适的电压和电流，还可以在一定程度上节省电能，保证居民的生活和使用。

开功率技术是目前最流行的一种技术，它的发展速度非常快，但也正因为如此，它才能在技术上更上一层楼。

开关电源是指开关电源，同时具备开关、高频、直流三种功能的电源。

目前有多种控制方式，数字控制技术是目前比较成熟的一种。

数字控制技术主要采用软切换技术和软切换技术。

由于电力电子技术的迅速发展，使其与人类的生产、生活紧密地联系在一起。

它具有对电力系统的内部状况进行实时监测、内外通讯，并将其内部的状况反馈到整个电力系统，从而达到对电力系统的全方位监测与控制。

开关电源的优点是功率转换效率高，电压稳定范围宽，重量轻。

开关电源的发展，改变了过去体积大、携带不便的弊端，而传统的开关电源技术存在着许多弊端，如功率转换技术不方便、切换损失大，但随着技术的发展，这种弊端也逐渐被解决。

1.2开关电源的发展和应用目前，开关控制技术在许多领域都比较成熟，其发展前景十分广阔，其发展趋势是：高频、高可靠性、高性能、低功耗、低噪声、等方向发展。