為了滿足教學實驗中對開放式可定制電源的需求,以PIC單片機為監(jiān)控中心,設計了一種集PID控制、電壓監(jiān)測、溫度監(jiān)控于一體的Buck電路可調(diào)穩(wěn)壓電源。將Buck電路的開關管移到下支路,以簡化驅(qū)動電路;采用運放電路進行電壓采樣變換,提高了反饋信號的抗干擾能力;為了提高電壓穩(wěn)態(tài)控制精度,設計了兩種改進策略,即輸出電壓均值濾波及PID控制量尺度變換。仿真及實驗結果表明,在輸入電壓、負載較大變化時,均能快速穩(wěn)定在預設值上,且具有較高的穩(wěn)態(tài)精度。 

【文章來源】：電子設計工程. 2020,28(15)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

Buck可調(diào)穩(wěn)壓電源系統(tǒng)電路設計圖

由運放LM224及電阻R1、R2、R3、R4組成的單電源差分反饋檢測電路如圖2所示，運放高輸入阻抗低輸出阻抗特性，既降低主電路信號的衰減，又增大輸出的驅(qū)動能力。v+、v-分別接到輸出電壓的正、負兩端。令R1=R3=10 kΩ、R2=R4=100 kΩ，運放輸入輸出關系為：

式中，Kp、Ki(Ti）、Kd(Td）分別表示比例、積分、微分系數(shù)。為了快捷有效確定3個參數(shù)，利用Matlab自帶的“PID Tuner”工具，通過階躍響應實時檢驗系統(tǒng)動態(tài)及靜態(tài)指標，在線確定最優(yōu)的Kp、Ki、Kd參數(shù)。根據(jù)圖1系統(tǒng)設計原理建立閉環(huán)控制框圖如圖3所示。圖3中，Vr(s）、Vf(s）、V(s）、d(s）分別表示輸入電壓vr、反饋電壓vf、輸出電壓v及占空比d的s函數(shù)；控制信號Vc(s）與誤差信號E(s）的傳遞函數(shù)為Gc(s），即式（3)PID函數(shù)；占空比至輸出的傳遞函數(shù)Gvd(s）為：

【參考文獻】：
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