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1、毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 ： 高 精 度 PWM 降 压 型 DC/DC 转 换 器 设 计系名信息工程系专业自动化年级姓名指导教师2011年 06 月 06 日摘 要近 些 年 来 ， 分 布 式 电 源 系 统 在 通 讯 和 相 关 的 工 业 领 域 中 得 到 广 泛 的 应 用 ， 相对 应 的 电 源 管 理 芯 片 需 求 也 日 益 增 加 。 与 此 同 时 ， 消 费 类 电 子 产 品 功 能 的 增 多 和对 电 池 能 量 供 应 稳 定 性 要 求 的 提 高 ， 使 其 成 为 了 电 源 管 理 的 新 挑 战 。 因 此 ， 设 计一 个 稳 定
2、 、 高 效 、 经 济 的 电 源 设 备 就 成 了 电 子 设 计 中 至 关 重 要 的 因 素 ， 这 也 是 本次 课 题 设 计 的 目 的 所 在 。本 次 设 计 的 课 题 是 使 用 双 闭 环 PID 控 制 系 统 ， PWM控 制 法 来 实 现 对 直 流 电源 的 电 压 控 制 。 重 点 是 要 求 所 设 计 的 的 电 源 系 统 能 够 适 应 快 速 的 负 载 变 化 和 供 电电 压 的 突 变 。整 个 开 关 电 源 是 由 Buck变 换 器 ， 开 关 管 ， PWM控 制 器 ， 驱 动 和 PID控 制 器组 成 。 其 中 ， PW
3、M控 制 器 和 对 应 的 驱 动 装 置 是 由 芯 片 SG3525来 完 成 ， 整 个 设计 由 MATLAB和 Orcad进 行 仿 真 。 这 里 逐 一 的 对 以 上 所 述 的 元 器 件 和 使 用 的 软件 进 行 介 绍 ， 并 给 出 了 相 应 的 数 学 、 电 路 模 型 和 仿 真 结 果 。 它 的 鲁 棒 性 分 析 结 果证 明 了 双 闭 环 PI控 制 器 形 成 的 系 统 能 够 有 效 地 抑 制 电 源 电 压 突 变 和 负 载 变 化 。该 系 统 的 有 效 性 要 远 远 强 于 单 闭 环 PI控 制 器 形 成 的 系 统 。关
4、 键 字 ： Buck变 换 器 ； PWM； PID控 制 ； 仿 真ABSTRACTInrecent years,distributedpowersupplyiswidelyusedinthecommunicationandrelated industrial fields. The corresponding power management chips demand is alsoincreasing. At the same time, with the increasing function of consumer electronicsproducts and stability
5、of battery energy, it becomes a new challenge of power supply.Therefore, design a stable and efficient and economic power-supply becoming animportantfactorinelectronicdesign.Thisisalsothefinalgoalofthisdesign.Thetopicofthisdesignusedtwo-feedbackPIDcontrollersystem,PWMcontrollerto achieve direct curr
6、ent control. The key is requiring the design of the power supplysystemcanadaptfastloadchangesandpowersupplyvoltagemutations.TheswitchingpowersupplyisdecomposedbyBuckconverter,switchtube,PWMcontroller, drive and PID controller. Among them, the PWM controller and thecorresponding drives is used by a c
7、hip SG3525, the whole design simulation byMATLAB and Orcad. This paper introduced every the above mentioned componentsand use of the software, and the corresponding mathematical, circuit models andsimulation are presented. Its robustness analysis result demonstrate by thedouble-closed loop PI contro
8、ller system can effectively against the supply voltagechanges and load changes. The effectiveness of the system is far better than singleclosed-loopPIcontrollercontrolsystem.K ey words: Buckconvertor; PWM; PIDcontroller; simulation1目 录第 一 章 绪 论 .11.1 课 题 研 究 背 景 及 意 义 .11.2 研 究 内 容 .11.3 研 究 方 法 .21
9、.4 章 节 介 绍 .3第 二 章 DC/DC开 关 电 源 的 设 计 .42.1 BUCK变 换 器 设 计 .42.1.1 Buck变 换 器 的 工 作 原 理 .42.1.2 Buck变 换 器 的 参 数 计 算 .52.2 开 关 管 选 择 .62.3 PWM控 制 电 路 设 计 .72.4 PID控 制 器 设 计 .82.4.1 PID控 制 器 的 工 作 原 理 .82.4.2 PID控 制 器 的 参 数 计 算 .92.5 本 章 小 结 .10第 三 章 DC/DC开 关 电 源 的 建 模 .123.1 主 电 路 的 数 学 建 模 .123.2 PID控 制 器 数 学 建 模 .123.3 本 章 小 结 .15第 四 章 MATLAB仿 真 .1624.1 开 环 DC/DC变 换 器 仿 真 .164.2 单 闭 环 DC/DC变 换 器 仿 真 .164.3 双 闭 环 DC/DC变 换 器 仿 真 .174.4 PID调 整 .194.5 控 制 效 果 比 较 .204.6 本 章 小 结 .22第 五 章 ORCADPSPICE仿 真 .245.1 开 环 系 统 .245.2 PWM驱 动 芯 片 .
