基于狀態(tài)反饋算法的數(shù)字Buck DC-DC變換器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備集成的功能越來(lái)越多，用戶(hù)對(duì)其供電電源的要求也越來(lái)越高，DC-DC變換器因具有效率高、體積小及重量輕等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。與模擬控制相比，數(shù)字控制DC-DC變換器因具有可編程能力、設(shè)計(jì)周期短、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而成為開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向。
　　數(shù)字Buck DC-DC變換器的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能與所采用的控制算法密切相關(guān)，本文給出了一種基于粒子群算法的含積分環(huán)節(jié)的狀態(tài)反饋控制算法。該控制算法采用極點(diǎn)配置法，將數(shù)字Bu

2、ck DC-DC變換器的參考電壓-輸出小信號(hào)傳遞函數(shù)的單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量，上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間與傳遞函數(shù)極點(diǎn)建立起了直接清晰的函數(shù)關(guān)系，所以只要根據(jù)期望單位階躍響應(yīng)選擇期望極點(diǎn)，通過(guò)狀態(tài)反饋移動(dòng)當(dāng)前極點(diǎn)到期望極點(diǎn)位置，就能獲得期望單位階躍響應(yīng)。與傳統(tǒng)的頻域法或經(jīng)驗(yàn)法相比，設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單、直接、準(zhǔn)確。該算法針對(duì)單純狀態(tài)反饋控制數(shù)字Buck DC-DC變換器單位階躍響應(yīng)存在穩(wěn)態(tài)誤差的問(wèn)題，在單純狀態(tài)反饋控制中加入積分環(huán)節(jié)，消除了穩(wěn)態(tài)誤差;針對(duì)

3、基于經(jīng)驗(yàn)人工選擇期望極點(diǎn)難以保證數(shù)字Buck DC-DC變換器性能最優(yōu)的問(wèn)題，采用粒子群算法在期望極點(diǎn)范圍內(nèi)以包含超調(diào)量、上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間的函數(shù)J為目標(biāo)函數(shù)尋找最優(yōu)期望極點(diǎn)，保證了數(shù)字Buck DC-DC變換器綜合性能最優(yōu)。
　　本文所設(shè)計(jì)的Buck DC-DC變換器輸入電壓典型值為5V，輸出電壓為1.8V，額定負(fù)載電流為1A，F(xiàn)PGA測(cè)試結(jié)果表明，基于該狀態(tài)反饋控制算法的數(shù)字Buck DC-DC變換器穩(wěn)態(tài)誤差約為1.11％，紋