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用于DC-DC变换器的数字控制器的研究与设计
资料介绍
随着数字信号处理技术的发展，数字控制技术在DC-DC变换器中得到了广泛应用，数字控制可以提高控制系统的可靠性和稳定性，控制灵活多变，能够实现各种复杂的控制算法。目前，常用的开关电源数字控制有单片机控制、DSP控制和FPGA控制等，基于单片机的控制，控制精度和开关频率都不高，基于DSP和FPGA的控制，虽然控制精度得到改善，但是设计成本高，而且它们都不是DC-DC变换器专用的控制器。因此有必要为开关电源设计专用的数字控制器，专用控制器具有结构简单、成本低的优势。
本文研究用于DC-DC变换器的专用数字控制器的设计与实现，重点研究数字PID控制算法的实现和数字PWM发生器的设计。数字PID控制算法，是将连续域中实现的PID控制算法离散化来实现的，完成了反馈环路的数字PID补偿，改善了系统的带宽和相位裕度，提高了系统的响应速度，减小了输出纹波幅度。综合考虑硬件面积、开关频率、分辨率和精度等因素，采用计数比较与延迟相结合的混合方式，并加入数字抖动来实现数字PWM，延迟环节采用闭环实现方式，较好地实现了对时钟频率和面积的折衷处理，而且在不增加硬件资源的基础上提高了数字PWM的有效分辨率，这是一种新型数字PWM实现方式。
本文实现的数字控制器在BUCK型DC-DC变换器中得到了验证，实验结果表明变换器的输出电压稳定，纹波系数符合设计指标要求，动态响应迅速，达到设计预期目标。
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