基于模糊PID控制的數(shù)字開關(guān)電源研究與設(shè)計.pdf

1、傳統(tǒng)開關(guān)電源通常采用模擬設(shè)計解決方案，模擬方案發(fā)展成熟、流程清晰、具有較高的可靠性，在成本、響應(yīng)時間、占板面積方面尚有優(yōu)勢。隨著電子設(shè)計數(shù)字化的發(fā)展，設(shè)計人員不僅要求能夠?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，還在靈活設(shè)置電源參數(shù)，診斷電源故障，快速完成設(shè)計方面提出了更好的要求。數(shù)字化設(shè)計加快了開關(guān)電源的控制部分的設(shè)計，使研發(fā)平臺得以重復(fù)利用，修改代碼即可完成控制算法的升級，因而電源設(shè)計數(shù)字化成為開關(guān)電源設(shè)計的熱點之一。
　　本文首先分析了橋式拓撲

2、的工作原理，比較了橋式拓撲和正激反激、推挽輸出的差異，全橋拓撲和半橋拓撲的差異和適用場合。給出了橋式拓撲中電容電感選擇的原則。
　　本文采用PID控制對采樣電壓操作，PID控制作為工業(yè)上成熟的閉環(huán)控制方式，廣泛應(yīng)用在能源、制造、醫(yī)療等方面。介紹了兩種PID算法的推導(dǎo)過程，比較了二者的優(yōu)缺點。設(shè)計了完整的模糊邏輯體系整定PID控制的三個參數(shù)。在Simulink中建立了外圍拓撲模型，PID控制模型，模糊邏輯模型和PWM波產(chǎn)生模型。將各

3、模塊連接起來，運行模型，分析仿真結(jié)果，為系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)提供了指導(dǎo)和支持。
　　根據(jù)模型運行的情況，完成硬件實現(xiàn)，F(xiàn)PGA芯片使用XILINX公司Vertex-Ⅱ系列的XC4VSX35。在XINLINX ISE中編寫verilog代碼，實現(xiàn)PID控制模塊和DPWM波生成模塊，并編寫了模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）芯片控制模塊，完成了仿真。并把FPGA開發(fā)板與電源外圍拓撲的PCB板連接調(diào)試，驗證了模糊PID控制的可行性。本文給出了各模塊硬件實現(xiàn)的