摘要：建立了數字控制DC/DC開關電源閉環系統的s域小信號模型，采用數字重設計法針對給定的系統季數設計了數字補償器。應用SISO Design Tool仿真平臺，在伯德圖分析和根軌連法的基礎上設計了連續城的模擬補償器，并進行了離散化處理。

在建立系統s城模型時引入了模數轉換器和數字脈寬調制發生器產生的延遲效應，使補償器的設計考慮了采樣速率對系統的影響，改善了傳統離散設計的誤蓋。基于教字重設計法構建的數字補償器實現了對脈寬調制信號的可編程精確控制，保證了變換器閉環工作良好的動態特性。仿真實驗結果驗證了所設計的數字補償器的性能。關鍵詞：數字控制系統；模數轉換；數字重設計法；數字補償器；數字脈寬調制

1引言

傳統的開關電源采用模擬控制技術，使用比較器、誤差放大器和模擬電源管理芯片等元器件來調整電源輸出電壓，存在著控制電路復雜、元器件數量多以及控制電路成型后很難修改等缺點，不利于開關電源的集成化和小型化。近年來隨著微電子學的迅速發展，電源的控制也已經由模擬控制、模數混合控制，進入到數字控制階段”，具有可編程性、設計可延續性、元件數量減少、先進的校正能力等優點。以往由于DSP等控制芯片的高成本，數字控制多用于大功率AC/DC變換器、PFC功率因數校正等場合”，而對于DC/DC高頻開關電源只是實現了一些數字化的簡單應用，如采用MCU提供保護、監控和通信功能。隨著數字控制芯片成本的降低，數字控制也逐漸應用于DC/DC直流變換器，直接參與電源的反饋回路控制，實現了信號采樣補償和PWM調節的數字化。數字PID補償器的設計非常關鍵，直接決定了電源的輸出精度、動態響應等指標。近年來對DC/DC開關電源的數字補償器的建模研究已有很多論述]，主要基于數字重設計法和直接數字設計法。數字重設計是在傳統模擬電源研究方法的基礎上，首先將數字電源簡化為一個連續的線性系統，忽略了采樣保持器效應后設計模擬補償器，然后采用雙線性近似（Tustin）、匹配零極點（MPZ）等方法對其離散化得到數字補償器。直接數字設計是直接建立零階保持器和被控對象的離散模型，再構建包括離散補償器的反饋系統。數字重設計和直接數字設計法在高采樣速率下設計的數字補償器性能差別不是很大，只是在低采樣速率下直接數字設計更加精確。