第29春第2期 2017年4月
新江水利水电学院学报
J. Zhejiang Univ of Wat. Res & Electrie Pow.
Buck变换器的控制及补偿网络设计
钱叶册，许卫兵，时国平，孙
佐
（池州学院机电工程学院，安徽池州247000）
Vol.29
No.2
Apr.2017
商要：为了保证Buck变换器输出电压稳定以及在电压、负载扰动情况下的动态性能良好，建主合理的数学模型摘
和补偿网络是关健.利用状态空间平均法建主Buck变换器电感电流连续模式下的数学模型，确定了系统的状态空间表达式及传递函数，设计了环控制系统小信号模型，建立了输入电压抚动和负载电流扰动对输出电压影响的关系式，所设计的补偿网路采用的是PID补偿器.道过仿真验证了所设计的Buck变换器数学模型和闲环控制的合理性，
关键词：Buck变换器；小信号模型；补偿网络
中图分类号：TM33
文献标志码：A
文章编号：1008536X(2017)04-0079-04
Control and Compensation Network Design of Buck Converter
QIAN Ye-ce, XU Wei-bing, SHI Guo-ping, SUN Zuo
( Department of Physics and Electrical Engineering, Chizhou College, Chizhou 247000, China)
Abstract: In order to ensure the stability of the output voltage of the Buck converter and the dynamic performance under the condition of voltage and load disturbance, it is the key to establish a reasonable mathematical model and compensation net-work. The mathematical model of Buck converter is established under the inductor current continuous mode by using state space average method, the expression of state space and transfer function of the system is determined, the small signal mod-el of closed loop control system is designed, and the relationship between input voltage disturbance and load current dis-turbance on output voltage is also established. The designed compensation nehrork adopts PID compensator. The mathemat
ical model of the Buck converter and the rationality of the elosed loop control are verified by simulation. Key words : Buck converter; small signal model ; compensation network
当今社会电力电子技术得到迅速发展，DC-DC直流开关电源已在各行各业中得到广泛应用，但由于使用环境的影响，电源系统经常受到负载电压等外在因素的干扰，会导致输出电压不稳定或者动态响应效果不太好，影响正常的生产和生活.因此，如何建立合理的数学模型，对其进行稳态、动态分析并建立闭环控制系统和补偿网络显得尤为重要(1-3)
Buck变换器主电路模型
Buck变换器是一种DC-DC降压变换器，其原收稿日期：2017-01-03
基金项目：安徽省教育厅重点科研项目（KJ2017.A577）；安微省教育厅质量工程项目（2014ZY077）
作者筒介：钱叶册（1972-），男，安徽拟阳人，頭士，讲师，研究
方向为电力电子技术。万方数据
理（见图1).当开关管Q开通时，电源向电阻R、电感L和电容C供电，电感L和电容C中储存能量：当开关管Q关断时，电感L释放能量，向负载供电，同时给电容C反向充电.因此，Buck变换器通过控制开关管0的开通与关断，来控制输出电压。的大小()
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图1Buck变换器原理图
现利用状态空间平均法来建立在电感电流连续模式下的Buck变换器主电路模型