PIC单片机控制的Buck可调稳压电源设计与实现

"这篇论文是关于基于PIC18F4520单片机的Buck可调稳压电源设计，旨在提供一个开放可定制的电源平台，适用于电力电子、控制原理以及单片机教学实验。文章介绍了PID控制理论及其在Buck电路中的应用，特别是选择了增量式PID算法以减少累积误差和计算量。文中还探讨了影响系统稳态性能的两个关键因素：占空比变化精度和反馈检测量的处理方法。作者赵志斌等人提出了输出电压均值滤波和PID控制量尺度变换的改进策略，以提高电压控制精度。通过仿真和实验验证，该设计能在输入电压和负载变化时快速稳定，并保持高稳态精度。" 这篇论文的核心内容围绕着Buck可调稳压电源的设计，其中关键技术和概念包括： 1. **Buck电路**：Buck电路是一种降压型直流-直流转换器，通过调整开关管的占空比来改变输出电压，以满足不同负载的需求。 2. **PIC单片机**：PIC18F4520是Microchip Technology公司的一款8位微控制器，被用作Buck电路的控制中心，实现PID控制、温度监控和电压监测等功能。 3. **PID控制**：PID（比例-积分-微分）控制是一种广泛应用的闭环控制系统算法，它可以有效地调节系统的稳定性并减少误差。文中提到了位置式和增量式的PID算法，最终选择了增量式，因为它避免了累积误差且计算量较小。 4. **增量式PID控制**：这种算法只基于当前偏差，减少了累积误差问题，适合用于Buck电路的闭环反馈控制。 5. **系统稳态性能影响因素**：占空比变化精度决定了运算速度和输出波形的超调量；反馈检测量的处理方法影响了输出波形的干扰杂波和采样频率。 6. **改进策略**：为了提高电压控制精度，作者提出了两个策略：输出电压均值滤波，用于平滑电压波动；PID控制量尺度变换，以优化控制效果。 7. **实验验证**：通过仿真和实际测试，证明了该设计在输入电压和负载变化时的快速响应能力和高稳态精度，符合教学实验的需求。 这篇论文对于理解Buck电路的工作原理、PID控制的应用以及如何利用单片机进行电源设计具有很高的参考价值，同时对于教学实验和电源系统开发提供了实用的解决方案。