王 翀，刘文生

（大连交通大学，辽宁 大连116028）

0 引 言

开关电源是采用开关方式控制的直流稳压电源。因为它体积小、重量轻、效率高等诸多优点被广泛应用于电子设备当中。现在开关电源大部分由PID控制，分为模拟PID和数字PID。由于PID算法简单，鲁棒性好等优点，所以被广泛地用于开关电源控制回路之中。但是常规的PID参数整定方法复杂，由于参数的整定不当，往往性能欠佳。而近来发展起来的模糊控制法不依赖被控对象的数学模型，便于利用经验和知识实行控制，非常适合复杂可变或不能准确描述数学模型的系统［1］。所以本文综合两者的优点采用模糊PID的控制算法来实现对开关电源的控制。

1 Buck变换器工作原理

Buck变换器结构如图1所示，其中Ui是电源电压，TV是功率开关管，Lf是电感，Cf是电容器，TD是单向导通二极管，Rld是负载，Uo是输出电压。开关周期为Ts，占空比为d。

（1）连续模式下

连续模式下电感电压和电流波形如图2所示。

图1 Buck变换器

图2 连续模式下电感电压和电流波形

可以看出在电感电流连续模式下，当输入电压不变时，输出电压随输入电压线性变化［2］，在此不做详细讨论。

（2）断续模式下

电感电流断续模式下电感电压电流波形如图3所示。

图3 断续模式下电感电流和电压波形

因为要研究Buck变换器的动态性能和设计控制器，所以得到DCM方式时Buck变换器的小信号模型如图4所示。

图4 DCM方式Buck变换器小信号交流模型

DCM时Buck变换器有两个极点和一个右半平面的零点。由于在DCM时一般电感L相对较小，所以右半平面的零点远离原点，通常比开关频率高的多。……