buck电路范文

buck电路篇1

关键词：Saber Buck 仿真

中图分类号：G43 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0195-02

《电力电子技术》是电气类学生普遍反映比较难的一门课程，其原因主要在于：一方面电路拓扑结构较多且复杂；另一方面是由于器件工作状态不断变化，导致电路工作状态较多，使得电路工作波形复杂，学生理解起来较为困难。课件的引入，再加上动画演示，能够帮助学生理解各工作状态的波形，但是在教学过程中仍然显得过于理论化，与实践相脱节，很难达到理想的教学效果。引入仿真软件教学后，教师可以在仿真中一边搭建电路，一边针对电路的构成进行讲解，并对各项参数进行修改，仿真后让学生观察工作波形的变化情况，学生对各项参数设计的理解将更为深刻。同时，学生参与到仿真分析中，增加了教学的互动性，同时提高了学生学习的积极性[1]。

Saber是1987年由Analogy公司推出的一款仿真软件，到现在已有二十多年的历史[2]。它主要用于混合信号和混合技术领域的仿真验证，主要分为三个部分：SaberGu

ide、SaberSketch和SaberScope。SaberSketch主要用于绘制电路图，而SaberGuide用于仿真控制，仿真结果可在SaberScope查看。与其他仿真软件相比，Saber具有以下特点：（1）器件库丰富。它包含了各种元器件的理想模型，以及各大公司生产的常用芯片模型。（2）分析功能全面。它既包含了DC工作点分析、时域分析、频域分析等基本分析功能，还包含温度、参数灵敏度、蒙特卡诺、噪声等各种高级分析功能。（3）数据处理能力强大。可以自由的对仿真结果数据进行各种分析和比较乃至运算。因此Saber仿真软件在电力电子仿真中应用非常广泛，将其与电力电子技术教学相结合，将更有助于加强学生对电路工作原理的理解。

1 采用Saber仿真软件教学的必要性

直流变换电路与电力电子技术中其他变换电路相比，结构相对简单，可以作为电力电子技术的入门教学部分。与在模拟电子技术中所学的线性电源不同，电力电子技术中的直流变换电路采用电力电子器件作为开关管使用，电路分为开关管开通和关断两种状态，同时电路采用电感、电容作为滤波或者能量缓冲元件。多种工作状态，以及元器件的多种功能，使得直流变换电路虽然较为简单，但是对于学生来讲，入门分析却较为复杂。Buck变换器即降压变换器，是直流变换电路中最简单的一种，其电路中所用到的元器件在其他更为复杂的电路中也有相同的应用，因此Buck变换器是研究直流变换电路的基础。采用Saber仿真软件逐步对Buck电路结构进行推导，可以加强理解各元器件所起的作用，掌握分析其工作原理的方法，为相关电路的进一步分析打下基础。

另外，在电力电子系统设计的过程中，将设计后的技术指标与数据搭建成仿真电路，由于和实际电路参数一致，其得出的仿真结果与实际电路运行结果基本一致，因此仿真软件经常用来验证设计是否正确，以避免重复实验所造成的浪费，所以目前在电力电子行业中，无论是设计还是研发，都要用到仿真软件进行辅助设计。从这方面考虑，在电力电子技术教学中加入仿真软件的教学，可以加强学生理论和实践相结合的能力，提高学生进入社会后的竞争力。

2 基于Saber的Buck电路结构推导

要实现直流降压变换，最简单的方式莫过于在电路中加入开关管，通过对开关管的周期性控制，来减少电源输送到负载的能量，从而使输出电压的平均值降低[3]。仿真电路如图1（a）所示，电源电压为DC24V，开关管驱动波形周期为T=20μs，占空比D=0.5，即开关管每个周期导通时间ton=10μs。仿真结果如图2（a）所示，显然输出电压Vo的波形与驱动波形相似，为矩形波，其平均值为12V。这种矩形波虽然是直流电压，但是含有大量的交流分量，不适合用于对电压纹波要求较高的场合，因此为减小纹波必须加入滤波器。一般针对电压纹波，可采用电容器进行滤波。我们在仿真电路中的负载上并上470μF的电容，如图1（b）所示，仿真后的波形如图2（b）所示，显然输出电压的交流分量被滤除，只剩下直流分量，近似于恒定的直流电压，其大小为原波形的平均值Vo=DVin=12V。但是，由于输入电压与输出电压不相等，开关管的通断必然引起电容上电压的突变，导致电容产生很大的充放电流，引起电流尖峰。由仿真结果可以看出，开关管上的电流尖峰为输出电流的5倍以上，很容易导致开关管的损坏。为了抑制电流尖峰，保护开关管，可以考虑在电路中串入能够抑制电流变化的电感元件。我们在仿真电路的开关管上串入100μH的电感，如图1（c）所示。仿真后的波形如图2（c）所示，可以看出电路中的电流尖峰减小到了开关管可承受的范围。但这样，电路是否就能正常工作了呢，我们观察开关管DS两端的电压可以发现，它大大超过了开关管的耐压值。其原因是串入电感后，由于开关管的通断，造成流过电感的电流突变，电感的感应电压与输入电压相叠加后加在开关管DS两端，造成电压尖峰，开关管瞬间击穿损坏。然而此时不能再并入电容对电压尖峰进行抑制，否则会循环产生电流尖峰，因此在开关管关断时，必须为电感电流提供续流路径，而在开关管开通时此路径必须关断，即该路径必须具有单向导电性，由此，我们可以选择并入二极管，并且方向为阴极朝上。修改后的仿真电路如图1（d）所示，这就是Buck变换器完整的电路结构。电路的工作波形如图2（d）所示，电路正常工作。通过以上的分析可以得出主要元器件的作用。

开关管主要用来控制能量的输送，开关管在一个周期内开通时间越长，负载得到的能量越多，输出电压越高，反之则输出电压越低。

电容主要用于滤波，保证输出电压的平稳。

电感用于缓冲能量，抑制电容产生的电流尖峰。

二极管为电感电流提供续流通路。

另外，若需进一步抑制开关管和二极管上的电压尖峰，可以继续引入RCD缓冲电路的教学。

以上的仿真实例可以清楚的演示出Buck电路的推导过程，通过对工作波形的分析，逐步加入所需的元器件，有效的加强了学生对各元器件功能以及电路工作原理的理解。

3 结语

通过教学实践，我们可以发现，在电力电子技术教学过程中采用Saber仿真软件，对电路结构进行逐步推导，能够使分析过程更为直观，其工作波形的变化使各元器件的作用一目了然，教学过程更为形象有趣，学生的学习和参与的积极性被充分调动起来，在学习的过程中学生也能主动设计电路，加强了理论和实践相结合的能力，为以后的学习和工作打下坚实的基础。

参考文献

[1] 王红梅，黄华飞，唐春霞.Saber仿真在电力电子教学中的应用[J].装备制造技术，2007（1）：80-82.

[2] 丘东元，眭永明，王学梅，等.基于Saber的“电力电子技术”仿真教学研究[J].电气电子教学学报，2011，33（2）：81-84.

buck电路篇2

关键词：Matlab/Simulink；直流斩波电路；电力系统工具箱；建模

中图分类号：TM13文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2009)05-174-02

Simulation Research of DC Chopper Circuit Based on Matlab/Simulink

WANG Hui,CHENG Tan

(Pingdingshan Institute of Technology,Pingdingshan,467044,China)

Abstract：The course of power electronics is the required specialized course for the students major in electrical information.The course has high theory and practice.It includs much complex circuits and wave forms.The simulation technology is seldom used in the field of power electronics.The simulation model of buck chopper circuit is constructed based on Matlab/Simulink.The buck chopper circuit and Boost-Buck chopper circuit are fully simulated and analyzed based on this model.The results show that the voltage wave forms both based on simulation and based on conventional circuit analysis are identical.It proves that the software has a good application value in the researching and teaching of the power electronic.

Keywords：Matlab/Simulink;DC chopper circuit;power system toolbox;modeling

0 引 言

在电力电子技术中，将直流电的一种电压值通过电力电子变换装置变换为另一种固定或可调电压值的变换，称为直流-直流变换。直流变换电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其他领域的交直流电源。

这里主要讨论了PWM(脉冲宽度调制)控制方式的降压电路(Buck Chopper)，并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink，对该电路及升降压电路(Boost-Buck Chopper)进行了建模，并对仿真结果进行了分析，既避免了繁琐的绘图和计算过程，又尝试得到了一种直观、快捷分析直流变换电路的新方法。

1 直流斩波电路工作原理

直流降压斩波电路原理图如图1(a)所示。图中用理想开关S代表实际的电力电子开关器件；R为纯阻性负载。当开关S在ton时间接通时，加到负载电阻上的电压Uo等于直流电源Ud。当开关S在toff时间断开时，输出电压为零，直流变换波形如图1(b)所示。

输出电压平均值为:

Uo=tonTsUd=DUd(1)

式中：ton为斩波开关S在一个周期内的导通时间；toff为斩波开关S在一个周期内的关断时间；Ts为斩波周期，Ts=ton+toff；D为占空比，D=ton/Ts。

由此可见，改变导通占空比D，就能够控制斩波电路输出电压Uo的大小。由于D是在0~1之间变化的系数，因此输出电压Uo总小于输入电压Ud，即为降压输出。

图1 降压型斩波器电路及波形

2 直流斩波电路的建模与仿真

2.1 仿真模型及参数设置

(1) 由IGBT构成直流降压斩波电路(Buck Chopper)的建模和参数设置

图2为由IGBT组成的Buck直流变换器仿真模型，IGBT按默认参数设置，并取消缓冲电路，即R＜sub＞S＜/sub＞=5 Ω,CS=0；电压源参数取US=200 V,E=80 V；负载参数取R=10 Ω,L=5 mH。

图2 由IGBT组成的Buck直流变换器仿真模型

(2) 直流降压斩波电路的仿真

打开仿真参数窗口，选择ode23tb算法，相对误差设置为1e-03，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.01 s，控制脉冲周期设置为0.001 s(频率为1 000 Hz)，控制脉冲占空比为50%。参数设置完毕后，启动仿真，得到图3的仿真结果。

图3 由IGBT组成的Buck直流变换器仿真结果

由图3可以看出，负载上电压分别为100 V，160 V，80 V，满足Uo=tonTsUd=DUd。

2.2 直流升降压斩波电路(Boost-Buck Chopper)的仿真

升降压斩波电路输出电压平均值为：

Uo=-tontoffUd=-D1-DUd(2)

式中：负号表示输出电压与输入电压反相。当D=0.5时，Uo=Ud；当D＞0.5时，Uo＞Ud，为升压变换；当D＜0.5时，Uo＜Ud，为降压变换。

图4给出了由IGBT元件组成的升降压斩波电路仿真模型，IGBT按默认参数设置并取消缓冲电路，负载R=50 Ω，C=3e-05 F，电感支路L=5 mH。启动仿真，得到图5的仿真结果。

图4 由IGBT组成的Boost-Buck直流变换器仿真模型

图5 由IGBT组成的Boost-Buck直流变换器负载电压波形

从图5可以看出，负载上电压分别为100 V，33 V，300 V，满足Uo=-D1-DUd，与升降压斩波理论分析吻合。

3 结 语

通过以上的仿真过程分析，可以得到下列结论:

(1) 直流变换电路主要以全控型电力电子器件作为开关器件，通过控制主电路的接通与断开，将恒定的直流斩成断续的方波，经滤波后变为电压可调的直流输出电压。利用Simulink对降压斩波电路和升降压斩波的仿真结果进行了详细分析，与采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较，进一步验证了仿真结果的正确性。

(2) 采用Matlab/Simulink对直流斩波电路进行仿真分析，避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程，得到了一种较为直观、快捷分析斩波电路的新方法。同时其建模方法也适用于其他斩波电路的仿真，只需对电路结构稍作改变即可实现，因此实用性较强。

(3) 应用Matlab/Simulink 进行仿真，在仿真过程中可以灵活改变仿真参数，并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况，适合电力电子技术的教学和研究工作。

参考文献

［1］王兆安,黄俊.电力电子技术［M］.北京:机械工业出版社,2004.

［2］张志涌.精通Matlab 6.5版［M］.北京:北京航空航天大学出版社,2003.

［3］周渊深.电力电子与Matlab仿真［M］.北京:中国电力出版社,2004.

［4］华亮,沈申生,胡香龄.Matlab/Simulink在单相交流调压电路仿真中的应用［J］.电力学报,2005,20(4):350-352.

［5］朱晓东,高继贤.Simulink在电力电子中的应用［J］.东北电力学院学报,2005,24(4):85-89.

［6］张宝生,王念春.Matlab在电力电子教学中的应用［J］.电气电子教学学报,2004,26(3):102-104.

［7］杨一军, 王欣.Matlab在负反馈放大电路分析中的应用.现代电子技术,2008,31(13):144-146.

作者简介

buck电路篇3

关键词：DCDC变换器；Buck；仿真效率；Matlab；Simulink

中图分类号：TP391;TN86 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1802303

Application of Matlab/Simulink in the Simulation of DCDC Converter

ZHU Chunhua1,WANG Jianguo2

(1.Shandong College of Electronic Technology,Ji′nan,250014,China;2.Shandong Radio & TV Monitoring Center,Ji′nan,250062,China)

Abstract：DCDC converter is widely used in communication,computers,industrial equipment and household appliances.Therefore its simulation is of most importance.However when the traditional simulation soft wares are used in the simulation of DCDC converter,the simulation circumstance is not perfect in fact and the simulation speed is very slow.Matlab/Simulink is a soft ware used popularly in the modeling,simulation and analyzing of dynamic system internationally.It also shows much advantage when used in the simulation of DCDC converter.By analyzing the switching process of buck converter,its simulation is finished with three methods of Matlab/Simulink.At last,the simulation results are consistent and correspond to theory by comparing the waveforms of simulation results.Obviously,Matlab/Simulink is suitable for the simulation of DCDC converter.The application of Matlab/Simulink in the simulation of DCDC converter is an innovation,which greatly improves the efficiency of the simulation.

Keywords：DCDC converter;Buck;simulation etficiency;Matlab;Simulink

1 Simulink在DCDC变换器仿真中的意义

计算机仿真在DCDC变换器设计中起着很重要的作用。设计者利用计算机仿真可以对电路工作情况进行模拟，论证设计方案的可行性，找出设计中存在的问题，得到改进方法，这样既可以避免不必要的损失，节约新产品的开发成本，又可缩短新产品的开发周期。

现在市场上的电路仿真软件品种很多，其中Spice因其友好的图形界面，强大的功能库，在电路仿真时得到广泛的应用。然而在使用该软件对DCDC变换器进行电路仿真时，实际情况并不理想，因为Spice在对变换器电路的电路及其对控制器仿真很困难，其仿真速度也相当得慢，而且不能处理复杂的电路。相对来说Simulink作为国际上较为流行的用来对动态系统进行建模、仿真与分析的软件包，它支持离散、连续或者是两者混合的线性和非线性系统，在对DCDC变换器电路仿真时同样具有很大优势。近年来，人们对如何利用Simulink对DCDC变换器进行仿真进行深入的研究和探讨，其实际应用效果也比较理想。

本文以最基本也是最常用的一种DCDC变换器即Buck变换器为例，对Buck电路的开关过程进行分析,采用Matlab/Simulink的3种方法进行建模和仿真。文中所采用的几种分析方法和建模思想可以推广到Boost，BuckBoost，Cuk及其他拓扑电路中。

2 Buck电路的开关过程分析

Buck电路的基本拓扑电路如图1所示。Buck变化器有电感电流连续（CCM）和电感电流断续（DCM）2种工作模式。这里仅对CCM模式进行分析和仿真，但该思想和方法也可用于DCM模式中。在CCM模式下，电路工作过程分VT导通和关断2个阶段。VT导通时为电感L储能阶段，此时电源向电感及负载提供能量，VT关断时电感L释放能量供负载工作。在CCM模式下，Buck电路的工作情况如图2所示，图2（a）为VT导通时的拓扑电路，图2（b）为VT关断时的拓扑电路。

图1 Buck电路图图2 Buck电路的拓扑电路3 Buck电路的三种仿真方法

3.1 状态空间平均法

从图2的拓扑电路中，可以分别写出Buck变换器导通和关断2个阶段的状态方程。在1个开关周期内用状态空间平均法可以得到1个关于输出电压和开关频率的非线性状态方程。

VT导通时的状态方程为：ИИddtIL

Uo=0－1L

1C－1RCIL

Uo+1L

0Ui（1）

VT关断时的状态方程为：ИИddtIL

Uo=0－1L

1C－1RCIL

Uo+0

0Ui（2）

对式（1）和式（2）用时间平均得到：ИИddtIL

Uo=0－1L

1C－1RCIL

Uo+DL

0Ui（3）

式（3）中，Uo代表输出电压；D代表占空比；IL代表电感电流；UiТ表输入电压。

用Simulink进行数学建模如图3所示。该模型中k=D/L；k1=1/C；k2=1/RC；k3=1/L。

Constant代表输入电压。模型上半部分为电感电流iL的状态方程的模型实现，下半部分是关于电容电压uCУ淖刺方程的模型实现。其仿真结果见图4(a)。

图3 状态空间平均法的Buck变换器仿真模型图4 仿真结果波形图3.2 电路分析法

电路分析法就是对Buck电路的导通和关断的2个阶段分别应用电路理论，对节点应用节点电流分析，对回路采用回路电压分析法分析。然后，结合它的工作过程应用Simulink对其进行建模。

应用KCL和KVL对Buck变换器列写电路方程：

VT导通状态下：ИLdiLdt=ui－uc

Cducdt=iL－ucRo(4)

VT关断状态下：ИLdiLdt=－uc

Cducdt=iL－ucRo (5)

考虑到D的影响，D×式(4)+(1－D)×式(5)，У茫邯ИLdiLdt=Dui－uC

iL=CduCdt+uCRo(6)

由于电感电流过零后不能变负，所以使用Switch模版。其仿真模型如图5所示。

图5 电路分析法的Buck变换器仿真模型图5中左半部分实现占空比对输入电压调制的模型实现，同状态空间平均法的Buck变换器仿真模型。上半部分为电感电流iLУ淖刺方程的模型实现，下半部分是关于电容电压uCУ淖刺方程的模型实现。其仿真结果见图4(b)。

3.3 基于Matlab/Power System Blockset的方法

Power System Blockset为Simulink中的一个模块库，它提供了电力系统和电力电子电路仿真时所需要的丰富的元件库。其基本建模思想是使用模块中直接给出的电学元件根据实际电路进行建模，仿真模型与实际电路相似。

使用Power System Blockset对Buck变换器建立模型如图6所示：

图6 Matlab/Power System Blockset的Buck变换器仿真模型ideal switch为模拟MOS管的理想开关，右侧的i，v分别用于测量iL和uCУ氖值，i需要串联于电路中，v需要并联于电路中。其仿真结果见图4（c）。

3.4 仿真结果

对以上3种模型分别进行仿真，仿真波形如图4所示（图4中横坐标为t/s,纵坐标为Uo・iL/V・A）。仿真参数为：d=0.4；L=200 μH；C=50 μF；R=5 Ω；f=10 kHz。

通过比较可以看出3种仿真结果的波形基本相同，第3种模型的仿真结果与前2种模型的仿真结果差别较大是由于第三种模型中的器件有一定的寄生电容和寄生电阻所造成。并且从波形很容易看出，该结果与理论计算的结果相一致，可见建立的模型是正确的。

4 结 语

本文通过应用Matlab/Simulink对Buck变换器进行建模，应用3种方法。在这3种方法中，前2种方法具有很大的相似性，实际上是通过对电路工作过程的分析来建模，工作过程比较清晰，而第三种方法是直接应用模块来搭建，比较直观和方便，但是仿真时间较前两种方法要长些。

在电路设计中，利用仿真模型，将会更有效地加快可调功率变换器的设计，特别是当控制参数和变换器的元件值变化时。利用Matlab/Simulink进行仿真工作，突破传统的仿真方法需要大量繁琐的编程调试工作，使用户不必对计算机系统本身赋予更多的精力，而将主要精力集中在课题本身。基于Matlab/Simulink建模方式的仿真方法值得大力推广。

参 考 文 献

［1］张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计［M］.北京：电子工业出版社，2004.

［2］杨旭，裴云庆，王兆安.开关电源技术［M］.北京：机械工业出版社，2004.

［3］陆治国.电源的计算机仿真技术［M］.北京：科学出版社，2001.

［4］洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的Matlab仿真［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［5］薛定宇，陈阳泉.基于Matlab/Simulink的系统仿真技术与应用［M］.北京：清华大学出版社，2002.

［6］陈在平，杜太行.控制系统计算机仿真与CADMatlab语言应用［M］.天津：天津大学出版社，2001.

作者简介 朱春华 女，1981年出生，硕士。

王建国 男，1978年出生，在读硕士研究生。

buck电路篇4

关键词：Buck-Boost变换器；太阳能电池板；充电管理；锂电池组

引言

为了对野外环境数据进行实时监测，一些小型检测设备如小型气象站、小型水质检测站等需安装在没有供电的地方。如何为这些小型设备安全可靠地供成为一个比较棘手的问题。而带有储能的单板太阳能供电系统具有体积小、可靠性高、寿命长、成本低等特点，非常适用于为此类监测设备供电。为此本文设计了一款基于LTC4020芯片的单板太阳能供电系统，并做了相关仿真及实验。

1 单板太阳能供电系统结构及原理

单板太阳能供电系统主要由太阳能电池板、稳压及充电电路、蓄电池组及用电负载等组成。太阳能电池板选用BCT260-24型单板，开路电压43.2V，最佳工作电压为34.4V，最大功率260W。主电路采用如图1所示的buck-boost电路，其主要由四只MOSFET开关管构成，其中开关管B与开关管D用于实现对电路的检测。控制电路采用LTC4020芯片控制，该芯片是一款具有多项保护功能的稳压及充电管理芯片，其具有多种充电模式，可以为不同电压的锂电池或者铅酸蓄电池充电。本装置选用了一款24V24AH锂电池组，充电模式为恒流/恒压充电。主电路工作频率由外接于控制芯片的电阻设置，本设计将工作频率设定在250k以减小电感体积[1-2]。

LTC4020芯片采用平均电流模式控制[3-4]，当输入电压Uin大于所设定的输出电压Uout时，主电路工作在降压状态，开关管V1与开关管V2由LTC4020 相应引脚产生的PWM波驱动，理论上开关管V3保持断开状态，开关管V4持续导通，电路等效为buck电路，如图2所示，通过控制开关管V1（即buck开关管）的占空比调节输出电压。由于开关管V4采用自举驱动，开关管V3在每个周期需要导通150nS以上，这段时间禁止开关管V4导通。

当输入电压Uin小于所设定的输出电压Uout时，电路工作在升压状态，开关管V1保持开通，开关管V2关断，开关管V3与开关管V4由相应引脚产生的PWM波驱动，电路等效如图3所示，通过调整开关管V3（即boost开关管）的占空比调节输出电压。

当输入电压 Uin与输出电压Uout相近时，电路工作于升降压状态，四个开关管均由PWM波驱动。

2 实验验证

为了测试实验参数制作了一台样机，记录了蓄电池的充电曲线。由于太阳能电池板电压变化较慢，而主电路工作频率较高，因此，仿真及测试中采用了不同电压的直流源模拟太阳能电池板作为输入。实验中分别采用了15V与36V直流源，测试了其在buck和boost模式下的工作状况。

该电路为锂电池充电过程分为三个阶段，既涓流充电、横流充电和恒压充电，如图4所示。涓流充电阶段：在充电初期电池上电压较低，采用浮充的方式充电至18V，浮充阶段充电电流较小。横流充电阶段：当电压超过18V后，充电进入恒流充电模式，充电电流维持在6.2A，在此阶段电池电压快速上升，电压上升至25V。恒压充电阶段：充电电压为25V，保持电压不变，充电电流快速下降，充电电流小于0.1C既可认为充电完成。

3 结束语

本文采用凌特半导体公司生产的LTC4020芯片设计了一款小型太阳能供电系统，其带有蓄电池储能，适用于野外小型气象站等设备供电。通过实验证明了文中设计方案的可行性。

参考文献

[1]Steve Knoth.用一款简单的解决方案实现复杂的高压、大电流电池充电系统[J].中国集成电路，2014，23（10）：37-40.

[2]Jay Celani.用于48V电源的完整单IC电源管理电池维护/后备系统[J].中国集成电路，2014，23（12）：89-91.

[3]俞鹏，王明渝，邓湘鄂，等.基于平均电流控制的宽范围输入双管Buck-Boost电路[C].第五届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集，2011.

[4]颜湘武，王杨，葛小凤，等.双管Buck-Boost变换器的带输入电压前馈双闭环控制策略[J].电力自动化设备，2016，36（10）：65-70，77.

buck电路篇5

【关键字】 电子电路 LS-SVM 故障预测、电路故障

在当前电子电路故障预测中，由于技术上的限制，并不能有效预测电子电路故障。将电路特征性能参数结合最小二乘支持向量机预测算法相结合，可以有效提升电子电路故障预测效率。以下本篇以具体实例，对此做具体分析。

一、LS-SVM算法

在电子电路故障预测中，结合LS-SVM（ least squares support vector machine，LS-SVM）算法，优选电路级故障特征性能参数，然后可以利用 LS-SVM 回归算法，预测电子电路的故障预测[1]；可以提高故障预测精度，降低误差，及时发现电子电路故障[2]。可通过应用训练集T完成故障预测，在其中集合T={}，而对于x=（1a，2a，…， na）则可以为一个实例训练，它具有n个不同的属性，将其分别列在属性表A中，表示为（1A，2A，…，nA），在其中1A可以表示属性为iA取值，且以jC∈C={1C， 2C，...，mC}表示X分类结果。对于该算法，可以分为以下几步：可以在属性表中，选择出iA属性作为分类属性；如果，属性iA取值共有iK个不同的值，则可以将T划分为iK个子集1T，…，i KT，其中 ijT ={ | } ∈T[3]。

二、开环 Buck 电路故障预测

以Buck 电路为例，应用LS-SVM算法，根据Buck 电路各元件不同时刻参数值，优化设置电路，以预测Buck 电路故障。电路图如下所示：

4、分析预测结果。通过确定电路发生故障时的特征性能参数阈值，对电路中任何时刻状态情况可以进行评估。分析电子电路元器件参数以及电路输出结果进行分析，通过故障预测值，可以知道在未来4 时，Buck电子电路输出平均电压，将会偏离正常值，其纹波电压变化也会小于 1 V。故此，就可以这样认为，在未来的 4 h 内，电路并没有发生故障，而这也与实际的电子电路运行情况较为一致，可以作为预测电子电路故障的有效方法。

三、结论

综上所述，针对电子电路故障问题，应用基于LS-SVM的电子电路故障预测技术，不仅可以跟踪电子电路故障特征性能参数，还可以有效预测电路故障性能变化趋势，从而预测故障发生情况，以便及时采取预防措施，有效降低电子电路故障的发生。

参 考 文 献

[1] 姜媛媛，王友仁，崔江等.基于LS-SVM的电力电子电路故障预测方法[J].电机与控制学报，2011，15（8）：64-68，74.

[2] 王佩丽，彭敏放，杨易F等.应用模糊最优小波包和LS-SVM的模拟电路诊断[J].仪器仪表学报，2010，31（6）：1282-1288.

buck电路篇6

（陕西国防工业职业技术学院电子信息学院，陕西西安710302）

摘要：针对水轮机的大惯性和非线性特性以及传统水轮机控制系统误差较大等缺点，提出一种基于模糊规则的水泵循环节能控制系统。利用水泵模拟水轮机系统抽水蓄能发电的过程，并分别从系统硬件设计和软件设计的角度，采用了增强系统可靠性的措施，实现对水流速度的多级智能控制。实验结果表明，基于模糊规则的水泵循环节能控制系统具有更小的误差、较强的抗干扰能力，具有自动控制，可靠性高，操作简单等优点，其提高了水轮机系统的智能化程度。

关键词 ：模糊规则；水泵；水轮机；循环控制；节能

中图分类号：TN344?34；TP273+.4 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）17?0097?04

0 引言

随着电力系统中火电容量的增加和核电的发展，为了解决合理调峰问题，世界各国正在积极兴建抽水蓄能电站，水泵水轮机因而得到迅速发展。水泵水轮机可实现节能储蓄，调节电力高峰负荷，提高电力系统的总效率，节约能源。目前，水轮机调节控制系统普遍采用PID 控制[1?2]，这种控制简单易行，并且能满足大多数工业过程控制的要求。但是由于水轮机的大惯性、非线性和不确定性等特点，水轮机控制系统[3?5]易出现超调量大，摆动时间长、波动频繁、控制缓慢等现象，传统的PID控制较难改善其控制品质。针对这样的现象，提出了基于模糊规则的水泵循环节能控制系统[4?5]，将人工智能技术和水泵控制系统相结合，并分别从硬件与软件方面设计不同的改善系统动态特性的方法。

1 系统结构概述

系统选用直流水泵模拟水泵水轮机抽水蓄能发电的过程[6?7]。水泵抽水蓄能使水流循环从高处流下，用风车模拟水轮机转轮被水冲刷转动，驱动发电机发电。在这个过程中，考虑到水流流速大小与发电量的关系，设计了水泵的三种工作模式，分别为高速、中速与低速。系统整体结构框图如图1所示。

图1 中，控制模块可进行工作模式的调节；电压输入设计为12~30 V，设定工作模式后，单片机通过比较内部设定量和被控对象反馈的信息，根据拟定的专家规则表，通过电压调节模块对输入电压进行调节；显示模块提示用户当前工作状态和下一步操作；外部模块可添加其他部件丰富系统功能，比如定时，警报等。

2 硬件电路设计

2.1 电压调节模块

电压调节模块的主要功能是调节输出电压的大小，改变水泵的水流速度。它主要由脉冲宽度调制控制器TL494与BUCK电路组成。电压调节模块的工作原理图如图2所示。

如图2 所示，电压驱动型脉宽调制控制集成电路TL494在该模块中的作用是输出一个频率不变，占空比可变的方波，它通过比较差值（指反馈电压与D/A 输出电压的差值）与其引脚CT上三角波的大小来调整输出脉冲电压的占空比，控制MOS管的开通与关断。

当控制模块通过单片机I/O口改变D/A的输入数字量后，D/A 的输出电压也随之改变，电压差值变化，TL494的输出脉冲电压占空比也相应变化，则MOS管的开通关断频率改变，随之BUCK 电路的输出电压改变，从而改变水泵抽水速度。

2.1.1 脉宽调制电路TL494

设计TL494的工作方式为输出正向电压，单端模式输出，即将引脚13接地，使触发器的输出不起作用，并将TL494的两个晶体管并联起来使用，并联后输出驱动电流将增大1倍，集电极输出电流最大可达500 mA，输出方波频率等于锯齿波振荡器的频率。其电路图如图3所示。

在图3 中，D/A 为D/A 芯片输出端，Vfb 为被控对象的反馈电压，这两端电压差值的大小与电容CT 上的三角波进行比较，输出PWM 波。差值越大，PWM 波的占空比越小；差值越小，PWM 波的占空比越大。Vq 为脉宽调制电路TL494的输出端，可输出一频率不变、占空比可变的方波，控制BUCK 电路中MOS 管的开通和关断。在TL494的引脚3与引脚2之间接入了比例积分调节器，构成反馈网络。当TL494输出高电压时，MOS管（IFR540）导通，将BUCK 电路中的MOS管（IFR9532）栅极电位拉低，MOS管（IFR9532）导通，BUCK电路工作。

当基准电压（D/A 电压）和反馈电压基本相同时，TL494内部误差放大器1工作在线性区，此时误差放大器输出的是电压信号而不是电平信号。

由于TL494输出的只是驱动信号，通过开关的电流有限（最大500 mA），因而功率有限，并且TL494的工作电压范围有限，所以加入BUCK 电路，可有效地提高系统的输入电压范围和输出功率。

2.1.2 BUCK电路

BUCK电路在整体硬件电路中的作用是接收TL494发出的PWM 波，输出随PWM 波变化的电压，并且加宽系统输入电压范围和提高输出功率，以驱动更大的负载。其电路图如图4所示。

图4中Vfb，Vq 与图3一致。

设计BUCK 电路的工作方式是电感电流连续工作模式，即电感电流IL 在周期开始时不是从零开始的。电源正极输入端并联，起到保护作用的功率电阻和稳压管，二极管使用肖特基二极管LN5819。使用1∶9的电阻分压，则反馈电压Vfb 为输出电压Uo 的9 10。输出端再并联电容，进一步降低输出电压的纹波，保护执行机构水泵。

输出电压的大小为：

若水泵的功率变大，则可通过增加D/A模块的输出电压或改变BUCK 电路的参数来改变BUCK 电路输出电流的大小。

2.2 STC89C51单片机

执行机构水速的大小与发电量有关，而其电压与水速也具有一定关系，为了增加系统的稳定性和可靠性，在单片机模块加入了一个闭环，将施加在执行机构上的电压反馈给单片机，由此引入了模糊规则控制。

综上所述，由表1 可知，水泵循环节能控制模拟系统在电压调节模块使用BUCK变化器，输出端并联电容减少纹波，加入闭环系统等措施，均增加了系统的稳定性和可靠性，提升了系统的性能，并且为大功率负载的加入提供了依据。

3 基于模糊规则的水泵循环节能控制模拟系统本系统应用的是模糊控制系统[8~10]，将系统的电压调节看成执行机构（水泵）从初态到终态一系列的状态变化过程，在某一时段，让水泵的水流速度保持在一定范围之内，当有外界干扰出现时，保持水泵电压的稳定性，使水泵水流速度的值保持在设定的范围之内。根据电压设定值和系统当前的反馈电压值的偏差量E 以及偏差变化率EC 等参数经过推理，决定采用何种措施保持输出电压稳定地跟随输入，生成控制规则表，利用控制规则表决定对执行机构的控制操作，从而达到误差合理的要求。

3.1 模糊规则的拟定

选择当前输出电压相对于输入电压的偏差E 以及偏差的变化率EC 为变量，控制对象为输出电压U，取值范围设定在[-6，6]范围之内；把[-6，6]变化的连续量分为7 个档次，同时定义7 个语言变量值，将离散化的精确量与表示模糊语言的模糊量建立关系，可将[-6，6]之间的任何整数精确量用模糊量表示，可表示为“NB”={电压偏差∈[-6，-4]}，“NM”={电压偏差∈[-6，-2]}，“NS”={电压偏差∈[-4，0]}，“ZE”={电压偏差[-2，2]}，“PS”={电压偏差∈[0，4]}，“PM”={电压偏差∈[2，6]}，“PB”={电压偏差∈[4，6]}。则对电压的模糊控制规则表如表2所示。

该控制规则表可用22 条模糊条件语句来描述，在此列举两条：

（1）if E=NB or NM and EC=NB or NMthen U=NB

（2）if E=NB or NM and EC=NSthen U=NB

3.2 仿真实验

为了验证系统的正确性和实用性，使用Matlab 7.1在Windows平台上编写了一套仿真程序。在Windows XP系统，Intel? CoreTM Duo CPU T7300，主频2.00 GHz，内存1 GB的计算机上，对基于模糊规则与基于PID控制的系统进行了比较（无噪声情况），比较结果如图5所示。由图5可知，当输入为1时，基于PID控制的系统有着明显的超调，超调量达到0.27，经过13 s达到稳定，稳态误差为0.04 左右，而基于专家规则的系统超调量为0.04，经过8 s达到稳定，稳态误差为0.025 左右。基于专家规则的系统有效减少了系统的超调量，减少了摆动时间，能够快速达到稳定，系统的输出稳定地跟随输入，并且稳态误差较小。

在理想操作情况下，系统不含噪声，但是现实操作环境中，会有许多噪声的干扰。为了验证系统的抗干扰力与系统的稳定性，对于有无噪声的情况进行了仿真比较，比较结果如图6所示。

由图6 可知，对比无噪声系统，在随机噪声的干扰下，系统具有良好的抗干扰能力，输出误差略有提高，但是不超过0.04。

综上所述，模糊规则的引入有效地减少了由于水轮机的大惯性系统而带来的超调量和系统误差，能够快速达到稳态，且适用于复杂的含噪声环境，提高了水轮机系统的智能化程度，明显优于基于PID 控制的水泵系统。

4 结论

本文提出一种基于模糊规则的水泵循环节能控制系统，其突出特点是利用模糊规则建立对电压的控制规则表，可以实现对水泵循环控制系统输出偏差的快速有效调节，而且实现控制的无人值守，以及水泵循环控制系统的智能化与数字化。该系统具有体积小、成本低，避免了普通控制系统水流速度过快导致的系统超调量过大，不易到达稳态的问题。

通过实测数据与仿真实验可知，相比较于传统的水轮机控制系统，基于专家规则的水轮机控制系统可以使系统超调量达到23%，有效降低了输出误差，且具有较强的抗干扰能力。经过实际运行表明，本文提出的控制系统性能稳定可靠，效果十分理想。

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buck电路篇7

【关键词】倾角测量仪；MSP430；加速度传感器；低功耗

1.引言

本超低功耗倾角测量仪的设计中，使用了TI公司的MSP430、TPS61070、TPS61040和TPS54331等器件和加速度传感器，实现了超低功耗高精度角度测量仪的制作。首先，我们使用MSP430单片机，此单片机不仅具有处理能力强、运算速度快、片内资源丰富等优点，而且具有超低功耗和间歇工作的优势。其在工作时工作电流只有200uA左右，当处于休眠状态时其工作电流在1uA左右，较好的满足了超低功耗和控制运算的需求。在实际使用中，我们让它工作在2.5V，省电模式下RAM数据保持在低功耗模式，消耗电流仅0.1μA。其次，设计中还使用了TI公司的芯片TPS61070和TPS61040组成两级BOOST升压电路，相对于反激式升压电路相比，该方案不但效率高，而且有利于降低电源损耗。在选择降压电路方案中，使用了TI公司的TPS54331芯片组成BUCK降压电路。当25V将至2.5V时普通的线性降压芯片效率只有10%，但是这块芯片在轻载情况下效率也可达到30%以上，而且功耗低。此次设计中，主要使用TI的芯片，性能很好，对制作的实现起到了促进作用。

2.方案设计与论证

本设计要求通过测量重力加速度进行角度测量，并保证精度达到±1度以内，用2200uF电容供电，在工作情况下能持续工作60秒以上，并用1.5V干电池给电容充电。

2.1 控制系统的比较与选择

方案一：采用DSP，具有高精度，运算速度快的优点，但DSP功耗高，不满足本设计低功耗要求。

方案二：采用ATML的12C5A16AD，这款单片机价格便宜，但是运算速度比较慢，功耗大，不符合本设计的要求。

方案三：采用TI公司的MSP430单片机为控制系统。此单片机不仅具有运算速度快的特点而且具有间歇工作的优势。在工作时其电流在200uA左右，当处于休眠状态时其电流在1uA左右，较好的满足了超低功耗的要求和控制运算需求。

综上论证选取方案三。

2.2 测角传感器比较与选择

方案一：MMA7455，它是10位精度三轴数字加速度传感器，具有I2C，SPI通信接口，但是测量结果偏差较大，需要校正。

方案二：MMA8452加速度传感器，此传感器是一款智能、低功耗、三轴、电容式微机加速度传感器，具有体积小，重量轻和丰富嵌入式的特点，可以减少整体功耗，有利于实现系统的超低功耗运行。此传感器具有12位高精度，偏差小，不需要校正的优点，而且能够返回数字信号，有利于信号采集与功能实现。

综上论证选取方案二。

2.3 供电降压电路选择

方案一：用7805组成线性降压电路。选用7805虽然能将电压降到要求值，但是，7805的工作原理就是将额外的压降加在了芯片上，当电压由25V降到5V时，7805会严重发热，功耗很大，在超低功耗下很难工作。

方案二：用TPS54331芯片构成开关型BUCK降压电路。TI的TPS54331芯片集成了MOSFET与控制系统的功能，可以实现25v到3.3v的稳压。用此芯片实现的开关型BUCK降压电路功能，比功耗小，效率也高。

综上论证选择方案二。

2.4 充电升压电路选择

方案一：用反激击式升压电路，此电路虽然实现输入输出隔离，但是此方案工作效率低，功耗大，不利于1.5v蓄电池长期使用。且反激式电路需绕制高频变压器，占用空间较大，不利于使用。

方案二：用TI公司的芯片TPS61070和TPS61040组成两级boost升压电路，相对反激式升压电路相比，该方案效率高，易于低功耗设计的实现。

综上论证选择方案二。

2.5 系统总体结构设计

通过以上方案选取我们的系统总体结构为通过boost升压电路，将1.5V电压升到充电电压25V给电容充电。用充好电的电容通过BUCK电路降压对测量仪进行供电，通过测试按键发出信号后测量仪进行测量后显示。系统设计框图如图1。

3.理论分析和计算

3.1 倾角的计算方法

低功耗单片机控制，通过MMA8452加速度传感器将加速度在X、Y、Z轴上（芯片坐标轴如图2）的分量通过I2C通信传到单片机里，根据几何关系进行角度计算后由HT1621驱动的4位LCD角度显示。显示分辨率为0.1度，精度达±1V，测角范围为0-90度。

从倾角传感器输出到单片机的是重力加速度的XYZ轴分量，通过以下公式计算出：设X轴与水平面仰角α度，将坐标系投影到XZ平面，可得一平面坐标系，由此可求得各轴上的静态加速度值：

经传感器采集后输送给单片机Ax、Ay、Az三个数字量，其中，，，角度值。

3.2 理论功耗分析

3.2.1 单片机功耗

MSP430此单片机不仅具有运算速度快的特点而且具有间歇工作的优势，在工作时其电流在200uA左右，当处于休眠状态时其电流在1uA左右，较好的满足了超低功耗的要求和控制运算需求。

我们选用的MSP430单片机在典型的200KHZ时钟、2.5V电压下工作时，仅消耗2.5μA，在1MHZ时钟、2.5V电压下工作时有250μA，在RAM数据保持在低功耗模式下消耗电流仅0.1μA。它具有5种工作模式，不同模式下消耗在0.1～400μA间，待机模式下消耗仅0.8μA。将CPU置为省电模式，可以大大减小能耗。

3.2.2 显示器功耗

HT1621驱动的段位显示屏，此显示屏虽然屏幕比较小，显示内容有限，但是此显示屏可以在极低功耗下工作，外接32KHZ晶振，而不用内置时钟源，可以将工作电流控制在60μA以下。与普通的LCD显示屏相比，此显示屏不用背光，断码显示，用I2C总线传值，功耗更低。此显示器驱动芯片有间歇模式，处理完指令后可以进入间歇模式，等待激活后继续处理数据。这样可以大大降低功耗。

3.2.3 加速度传感器功耗

我们用的MM8452加速度传感器可以低功耗和正常两种模式。

如图3所示，此传感器开启后可以工作在唤醒和休眠2种模式下，当可以设定工作时长，节省能耗。低功耗模式下工作电流仅为14μA，正常模式下工作电流为24μA。

3.2.4 供电电路功耗

用TPS54331芯片构成开关型BUCK降压电路。TI的TPS54331芯片集成了MOSFET与控制系统的功能，可以实现25v到0.8-5v的稳压。用此芯片实现的开关型BUCK降压电路功能，比线性电源功耗小，效率也高。

我们为了进一步降低功耗，将单片机供电调整到2.5V，可以使MSP430工作在极低功耗下。

4.电路与程序设计

4.1 电路设计

4.1.1 Buck降压电路

由于电容电压为25V，所以必须采用降压电路将电压降到2.5V后对电压和加速度传感器供电。为了减小功耗采用TI公司的的TPS54331芯片组成buck电路。此芯片组成的Buck电路最大极限是由28V降到0.8V，且该芯片稳定性好，精度准，功耗低等优点。Buck电路图如图4。

4.1.2 充电装置电路

用1.5V干电池对电容进行充电，要求充电到25V。所以要将1.5V电压经过升压电路升到25V。我们采用TI公司的TPS61040和TPS61070芯片组成两个Boost电路，分两级将1.5V升到5V再生到25V。TPS61040芯片最大升压范围是由1.8V到28V。TPS61070芯片最大的升压范围是由0.9V到5.5V。所以由单独一片芯片不能制成由1.5V到25V的Boost升压电路，故采用两级升压。这两种芯片都具备稳定好，精度高，功耗低等特点，对充电稳定有重要意义。充电装置电路图如图5-1。

TPS16070芯片将电池1.5V电压升至5V，参数R1，R2及确定：根据芯片要求R2取180KΩ，R1=R2（Vo/VB-1）=180k*（5/0.5-1）=1.62MΩ，电容C2=3pF（200k/R2-1）=0.33pF。TPS61040芯片将上级输出升至25V，通过调节电位器R5来调节输出，其中输出Vout=1.233（1+R4/R3），通过调节R3与R4值可以改变输出电压。

4.1.3 加速度传感器电路

测试按键与单片机相连控制是否进行测试，单片机与MMA8452加速度传感器通过I2C通信，由单片机与显示器连接进行显示，加速度传感器电路图如图6。

4.1.4 总体设计电路图（如图7、8）

4.2 程序结构与设计

程序流程判断图如图9所示。

系统供电后，单片机启动首先进入休眠状态，并实时监测是否有键按下，若无键按下，继续等待；若有键按下则根据按键功能进入测量状态或模式转换显示，然后由液晶显示新测量的数值，单片机重新进入休眠状态，继续检测是否有键按下。

5.测试方案和结果

5.1 测试方案

调整好水平台，将斜坡放在水平台上，将电容充好电后尽快的接入测量仪中，然后调整斜坡进行测试观察电容能工作时间和测量的角度。

5.2 测试结果

如表1、表2所示，2200uF电容供电，以每5秒一次的频率进行测量时，测量仪工作时间约3分钟。

100uF电容供电，可工作时间约为20秒。

6.结论

本超低功耗倾角测量仪由于设计合理，结构简单，方案选取恰当，单片机、芯片和电阻电容等参数选取合适，所以很好的满足基本和发挥要求，真正实现超低功耗的功能。本设计以超低功耗为目标，设计制作，较好的完成了超低功耗工作的目标，并实现了较高的精度，成功的完成了设计目。该作品可用于实际测量，在实验室及工业生产中可作进一步推广。

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基金项目：国家大学生创新创业训练项目（编号：20111080）。

作者简介：穆伟平（1990—），男，山东青岛人，大学本科，现就读于中国石油大学（华东）信控学院2009级电气工程及其自动化专业。

buck电路篇8

CPU和DSP对数据处理速度和容量的要求不断提高，对电源模块的供电要求也就相应地提高了，主要体现在电源的输出电流大小及其变化率和输出电压峰－峰值上。采取的措施有多通道buck电路拓扑和良好的控制方法，如V2控制法和滞回控制法等，这样可以改善电源的稳态和动态性能、提高电源效率。但是对于更低的输出电压、更大的电流动态变化率，不可避免地要采用更大容量、更低ESR的电容以减少瞬态电压峰－峰值。而大容量、低ESR电容增加了模块的成本，占用更大的空间，不利于提高功率密度。基于以上种种问题，采用AVP方法（如图1所示）使电源在满载时电压比所要求的最低电压高，在空载或轻载时输出电压比所要求的最高电压低，这样不仅有利于电源模块的热设计，而且动态过程电压工作在窗口电压内，输出电压峰－峰值小、恢复时间短。但是文献提出的方法较为复杂，使用专用的控制芯片导致开发成本增加，提出的方法在实际应用中电路效率较低。本文对AVP控制方法进行深入分析，归纳总结出各种AVP的实现方法，并提出了一种新颖高效的控制方法，用实验证明AVP方法的优越性。

1 AVP控制有源法的分析

AVP有源控制为双环控制，其基本原理如图2所示。通过检测电感电流，根据降压要求相应调节输出电压的基准。输出电压跟随基准电压而实现AVP控制。图3为AVP有源控制的方块图，假设电流环增益为Ti，电压环增益为Tv，则：

Ti＝Av×FM×Gid×Ai   （1）

Tv＝Av×FM×Gvd   （2）

由（2）／（1）可得：

wESR＝1/(Rc×Co)，wR.0＝1/Ro×C0)

此处Rc为输出电容Co的等效电阻值，Ro为输出负载。当w＞＞wESR且Ai＝Rc时，则(3)式值为1。这说明了在此情况下电流环、电压环有相同的截止频率，而Av的设计对电流环、电压环的比值没有影响，其零极点的设计则依据电流环的设计方法进行。

其中，L为等效输出电感，fs为开关频率，wz用于补偿功率双极点，wp用于消除开关噪声，wi保证电流环的截止频率高于输出电容引入的ESR零点频率。基于以上原则，设计固定输出阻抗值为输出电容的ESR值。实现方法?眼2?演分别为检测开关管导通电阻、续流管导通电阻或串联阻值小的检测电阻。前两种方法受温度的影响不宜采用，而串联阻值小的检测电阻有助于改善温度变化引起的精度变化，但是在主电路中串联电阻必然引起电源模块效率的下降。

2 AVP控制无源法的实现

采用无源法增加检测电阻，如图4所示。通过检测Va使之等于VREF，实现vo＝Vref－io×Rs，使电源在满载时电压比所要求的最低电压高，在空载或轻载时输出电压比所要求的最高电压低。从而使得输出电压在负载动态跳变时能够较快地达到稳定，提高动态响应，以改善电压大电流所引起的动态响应与电路成本的矛盾关系。

3 实验结果分析

本文通过检测输出电感电阻的阻值，对其进行适当的处理，有效地实现AVP控制（如图5所示），避免了在电感与输出端增加电阻所引起的效率下降问题。图5(b)和图6为采用AVP控制方法和不采用AVP控制方法两种情况下的实测动态波形。输出电流由空载到半载(07．5A)时测得输出电压峰－峰值为97mV，而不采用AVP控制方法时输出电压峰－峰值为318mV。而且图5(b)的动态恢复时间明显比图6的恢复时间短。可见，采取AVP控制有着良好的动态响应，进而可减小输出电容及降低成本。