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

1、隨著微電子技術的發(fā)展，電子設備集成的功能越來越多，用戶對其供電電源的要求也越來越高，DC-DC變換器因具有效率高、體積小及重量輕等優(yōu)點得到廣泛應用。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、設計周期短、可靠性高等優(yōu)點而成為開關電源的發(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，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-輸出小信號傳遞函數(shù)的單位階躍響應的超調量，上升時間和調整時間與傳遞函數(shù)極點建立起了直接清晰的函數(shù)關系，所以只要根據(jù)期望單位階躍響應選擇期望極點，通過狀態(tài)反饋移動當前極點到期望極點位置，就能獲得期望單位階躍響應。與傳統(tǒng)的頻域法或經驗法相比，設計更為簡單、直接、準確。該算法針對單純狀態(tài)反饋控制數(shù)字Buck DC-DC變換器單位階躍響應存在穩(wěn)態(tài)誤差的問題，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

3、基于經驗人工選擇期望極點難以保證數(shù)字Buck DC-DC變換器性能最優(yōu)的問題，采用粒子群算法在期望極點范圍內以包含超調量、上升時間和調整時間的函數(shù)J為目標函數(shù)尋找最優(yōu)期望極點，保證了數(shù)字Buck DC-DC變換器綜合性能最優(yōu)。
　　本文所設計的Buck DC-DC變換器輸入電壓典型值為5V，輸出電壓為1.8V，額定負載電流為1A，F(xiàn)PGA測試結果表明，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