【摘要】：數字DC-DC變換器采用數字控制方法,改變了模擬方案定制性強的弱點,具有天然的靈活適應性、可嵌入編程性、易設計移植性、可實時監(jiān)控管理等優(yōu)點,可廣泛應用于含可智能配置電源的高端電子應用領域。本文首先分析數字DC-DC變換器系統(tǒng)及其各部分(功率級、ADC、DPWM)的傳遞函數,并進行MATLAB-Simulink建模,為數字控制部分(DPWM、DPID)的環(huán)路驗證奠定基礎。DPWM采用含自校準模式的混合型基本結構,添加了精度選擇的功能,優(yōu)化了延遲鏈,并設計了新的譯碼方式。最終設計的DPWM能夠消除工藝偏差的影響,實現開關頻率500kHz、1MHz、2MHz三檔的靈活可調,實現143ps的高精度以及高線性度的輸出。通過帶SDF反標的方式實現了帶模糊延遲的數字混合結構的VCS仿真。DPID采用PID控制規(guī)則,得到離散的傳函,對傳函進行拆分,建立MATLAB-Simulink模型,完成了硬件設計。DPID中P、I、D、N、P2五個參數的整定,以相位裕度為標準,選擇最佳的配置位置,完成參數整定的算法設計。根據模型設計verilog代碼,在VCS仿真下與MATLAB仿真結果對應一致。基于DPID的設計,由25條規(guī)則組成的雙輸入單輸出的二維模糊控制器實現非線性控制,將負載階躍的穩(wěn)定時間25μs,將過沖降到(25-30)mV,大大改善由于數字電路帶來的動態(tài)響應差的問題。同時,加入漸消遞推最小二乘法解決器件老化問題,分別用語言驗證、代入功率級模型驗證、代入環(huán)路模型驗證,驗證了的預測作用。本文以開關頻率可調、寬范圍的高端電子應用為背景,完成了數字控制部分,包含12位高精度混合型DPWM以及10位輸入、12位輸出可在線整定的非線性控制器DPID的設計、驗證及物理實現。
【圖文】：

BUCK的Simulink建模

ADC的Simulink模型
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN624

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本文編號：2622241