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(2)输出电容的选择 输出电容的选择应满足最大输出纹波电压u的要求，而输出纹波几乎完全由滤波电容的等效串联电阻的大小决定，通常通过选择合适的等效串联电阻来满足输出纹波电压的峰一峰值的，这里取u为0．1V。因此有 实际选用三个60V／1000μF的电解电容器并联。 7)采样电路设计 (I)电压采样电路 图5所示的电压采样电路是采样48V输出电压，经过电压跟随电路及线性光耦HCNR20l，传输给差分放大电路AD8131变成差分信号传入高速AD转换器。
(2)电流采样电路 图6所示的电流采样电路是实时监测输出电流(20A)，该采样电路由电流检测放大器LTC6102，基本放大电路，线性光耦HCNR201以及差分放大电路AD813l组成。
3 系统的软件设计 主控制器采用DSP处理芯片，外扩16位高速AD采样，以满足实时要求，控制算法采用模糊自适应PID控制算法。控制程序主要由主程序和中断程序组成。中断包括定时器周期中断、定时器下溢中断、比较单元比较中断。其中，每个比较单元均会在一个对称PWM周期内产生两次匹配，一次匹配在前半周期的递增计数期间，另一次匹配在后半周的递减计数期间，所以两个比较单元会在一个PWM周期内通过四次中断完成PWM输出跳变。 4 模糊自适应PID控制器的设计 模糊自适应PID控制系统框图如图7所示，该图中模糊自适应PID控制器以电压误差eu(k)和误差变化率ceu(k)作为输入，针对不同情况对PID参数进行调节，模糊推理的输出结果△kp、△ki、△kd与常规PID控制参数kp、ki、kd分别相加，作为修正后的PID参数模糊自适应PID控制的核心在于设计模糊隶属函数和控制规则。首先，确定模糊控制器的输入变量eu(k)和ceu(k)、输出变量△kp、△ki、△kd的模糊集合为7个模糊子集：[正大(PB)，正中(PM)，正小(PS)，零(ZE)，负小(NS)、负中(NM)，负大(NB)]。各变量的模糊集论域均为[一3，一2，一1，0，1，2，3]，实际中通过调节量化因子和比例因子将各变量变化范围映射到论域范围。隶属函数均采用三角形隶属函数，eu(k)、ceu(k)，△kp、△ki、△kd的隶属度函数分别表示在图8和图9中。模糊推理采用Mamdani方式，解模糊方法为面积重心法。
5 MATLAB仿真研究 该系统主电路使用MATLAB工具进行相关的仿真，控制算法采用模糊自适用PID算法，仿真系统如图10所示，并与传统的PID算法控制进行了比较。并比较了两者控制性能上的差异。被控对象由功率变换及输出滤波两部分组成。由于DC／DC变换器的输入为稳定的400V直流电压，功率变换部分相当于一个固定的比例环节，输出滤波部分由滤波电感Lf、滤波电容Cf和负载Ro组成，为二阶振荡环节。则被控对象的传递函数可表示为
从图ll～l3曲线图可以看出，模糊自适应PID控制算法比传统PID控制算法具有更快的响应速度，更低的超调量以及更少的调节时间。
以设计一款48V／20A的数字通信开关电源为目标，通过对开关电源技术的深入研究，提出了以Boost型功率因数校正电路和移相全桥软开关PWM电路为主电路拓扑、以TI公司的TMS320F2812型DSP为主控芯片的设计方案。对模糊算法的采用进行了一些尝试，进行了以模糊PID控制器取代传统PID控制器的系统仿真，并通过仿真结果得出模糊自适应PID控制算法比传统PID控制算法具有更好的控制性能。从而在数字开关电源的应用中，采用模糊PID控制算法能使控制系统性能得到较好的改善。 |
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