本文主要是介绍基于单片机的Buck型变换器控制，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
摘要：对于电子产品而言，必不可少的供电电源，随着人们对电子产品的安全性能要求越来越高，变相的对供电电源提出了新的机遇和挑战。Buck型变换器控制的研究一直是该领域重要的一方面，对于直流斩波电路而言，研究最多是压斩波电路。本文研究了一种基于单片机STM32F10ZET6的Buck型变换器控制，由主回路、控制回路以及超前滞后校正器三方面组成，控制回路用于输出指定的频率和占空比的数字PWM脉冲波；主回路主要涉及电阻、电容以及电感的性能参数的选择；超前滞后校正器主要用于使稳定输出电压的作用。设计了闭环状态下的五种补偿方式进行补偿，通过对仿真图的比较分析，选择双零三极补偿；最后通过对Buck电路的闭环仿真，闭环控制的稳压作用很好的满足设计要求。
关键词：STM32；Buck型变换器；数字PWM；
The buck converter control based on Single-chip Microcomputer
Abstract：For electronic products, the essential power supply, with the increasing demand for the safety performance of electronic products, raises new opportunities and challenges for the power supply in disguised form. The research on the control of type Buck converter is always an important aspect of this field. For the DC chopper circuit, the voltage chopping circuit is the most studied. This paper studies a Buck converter MCU control based on STM32F10ZET6,control circuit and lead lag corrector three, used to specify the output frequency and duty ratio of the pulse wave digital PWM control circuit; the main circuit mainly relates to the resistance, capacitance and inductance parameters selection; lead lag corrector mainly used for the stable output voltage effect. The design of the five kinds of compensation under the condition of closed loop compensation, through a comparative analysis of the simulation map,finally through the closed loop simulation of Buck circuit, meet the design requirements and stabilizing effect of closed-loop control of the good.
Key words: STM32;Buck converter;digital PWM;
目 录
第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2研究现状 2
1.3研究目的及意义 3
1.4研究的主要内容 4
第2章 Buck变换器的设计原理 6
2.1 Buck变换器基本工作原理 6
2.2 Buck变换器的调制方法 6
2.2.1 PWM调制模式 7
2.2.2 PFM调制模式 7
2.3 Buck变换器的控制模式 8
2.4闭环控制原理 8
2.4.1 降压斩波电路工作原理 9
2.4.2超前—滞后校正器原理 10
第3章 基于STM32的PWM发生器的设计 11
3.1 主控单片机的选型 11
3.2 程序设计 11
3.3硬件设计 11
3.3.1电源电路 11
3.3.2 复位电路 12
3.3.3 JTAG下载电路 13
第4章 Buck变换器的控制系统的设计 14
4.1 Buck变换器主电路设计 14
4.2 Buck变换器闭环控制的参数设计 16
4.2.1 Gvd(s)的传递函数分析 16
4.2.2 补偿环节Gc(s)的设计 18
第5章 Buck变换器仿真结果及分析 24
5.1 Buck变换器开环仿真结果及分析 24
5.2 Buck变换器的闭环仿真结果与分析 25
第6章 结 论 29
致 谢 30
参考文献 31
附录A 33
附录B 35
第1章 绪论
1.1引言
电压开关电源有诸多优点，比如它效率高、重量轻、能耗低，传统的稳压电源被逐步取代，特别是在通信家用电器等领域，因此，高频的开关电源登入了人们的日常生活舞台中［１］。随着中国科技的不断创新，开关电源行业逐步成为世界最大的生产基地，开关电源的需求也快速增长。供不应求的情况下，为了获得最快的速度和最佳性能，电子设备的功耗变得更加绿色、低功耗，也就是说电压电子设备应该变得越来越小，电流越来越大，由于各种电子器件的集成开发，整个形状的电流开关电源也越来越小，功能不断丰富，开关电源的稳定性以及可靠性逐渐被大家所重视，智能开关电源将成为未来趋势[3]。
根据调制和控制的组合，开关转换器可以分为基本控制和组合控制，任何开关转换器的控制电路必须具有包含在控制电路中的调制器。因此，开关转换器控制技术由“控制”和“调制”的组合形成，其对应于PWM和PFM的两种基本调制模式，并且恒定频率控制和频率转换控制基本上是调制技术。如表1.1所示，有电压型、电流型，也有充电型、磁通控制技术。
表1.1 按照调制与控制结合分类的开关变换器控制技术
在中国，电子市场的发展由信息和电器领域的迅猛发展而得以推动，特别是在电讯领域。功率模块在通信、汽车、电力控制和军事领域起着重要的作用。在市场应用中，2015年全球开关电源市场总额达30亿美元，据统计，模块化电源的全球市场规模从2010年的30亿美元增长到2016年的50亿美元。开关转换器的分类更加完善和完整，它可以使工程师了解研究学者对其研究的程度，其中，调制技术、控制技术和各种其它技术规则都只作为开关电源的一个分支。目前，开关电源广泛应用于通讯、信息、家用电器，中国的开关电源市场预计总共超过70亿元，开关电源的比例将会越来越大。
1.2研究现状
电力电子技术经历了几个不同的发展阶段，每个阶段都伴随着一些新技术和材料的诞生和广泛应用。对于逆变器的逆变整流器阶段，随着关闭管道晶间的研发成功，而且电源技术也带来了类型的升级。这种变化是由于半导体技术的飞速发展，人们开发出了许多优良的半导体开关管属性，这种技术开始转移并应用于电源开关等领域。研发的第一个DC-DC，其性能与现今研发的DC-DC的性能相差甚远，对于现阶段的小型微处理器技术，目前已经发展的非常成熟，可以集成在高功率密度的DC-DC中使用。首先，它可以代替许多模拟电路，减少模拟组件的数量，因为这些功能依赖于微控制器上运行的微型程序的改变，所以技术很容易保密。另外，微型微控制器方案的变化也可以使用相同的硬件电路生产不同参数的DC-DC转换器，简化复杂的工作设备准备，缩短开发周期。
一般来说，对于半导体功率器件而言，高频控制是需要通过开关断开，称为转换器。基于部分转换器用作系统，通过反馈链路保证输出电压的稳定性，并且链路是闭环，然后添加必要的保护装置叫做开关电源[6]。计算机电源的这项技术已经广泛应用于各种电子通信设备等。随着信息通信、移动通信产业的兴起，生活中的开关电源开始无处不在。
开关电源决定电源开关是否是开关器件，转换直流电源以满足不同需求高品质的直流，交流开关电源在交流和直流电之间转换。由于模拟开关电源的价格相对较低，结构比较简单，所以开关电源使用多种模拟控制方式做控制器。开关电源的技术开发模拟现在比较成熟，开发过程明确，性能相对稳定，可以承受长时间的测试，可靠性非常高。但是开关电源各种器件仿真的设计也是常用的模拟器件，放大器等器件组成的补偿电路，开关电路补偿电路对精度和稳定性的精度有很大的影响，因此在模拟开关电路中，模拟放大器的参考电源的精度和稳定性都非常高。
随着分布式电源系统的应用，电力系统的快速发展需要DC-DC电源，其所需的性能也越来越高，除了用于去除常规所确定的电性能，所需的要求是越来越小的体积，因此，高功率密度的开发设计，更高的转换效率，低成本和高性能的DC-DC转换器已成为现有的目标。许多电力电子技术工程师从20世纪80年代末增加了DC-DC转换器的体积，减少了功率密度，增加了电源开关的操作周波数，结果体积在其精力大为减少，但效率变低，热值增加时体积减小，高温切换改善MOSFET开关仍是较快的大大减少速度，MOSFET的开关损耗驱动损耗大大增加。电源开关的调节与控制技术，其中大量的工作也使科研人员得到了很多的成果。20世纪初开始，经历了开关转换器的控制技术，获得的是大量的研究成果，这对电气和电子技术的发展作出了巨大贡献，不同控制技术可以通过开关和转换器表现出不同的方法。表1.2按照控制本质和原理分类的开关变换器控制技术。
表1.2按照
控制本质和原理分类的开关变换器控制技术
1.3研究目的及意义
电子设备在各个领域中有着非常重要的作用，而Buck型控制器的研究在电子设备中是不可忽视的。电子设备中薄的、成本带来小、高效率的开发。作为小型、轻量、高效率的代表，所述开关电源已经被广泛应用于各种电子信息设备。对于开关电源，其自身的有着许多方面值得研究，特别是在它能在较大电流和较低电压下，能作为关断开关。对于斩波电路，是开关源不可缺少的部分，它主要的作用是驱动相应的开关，使其在一定的电压和电流下，正常的开启或关闭。BUCK降压斩波电路是一个直流斩波器最基本的电路，MOSFET驱动器的功率晶体管具有大容量，高电压，电流大等性能。MOSFET和功率晶体管之间波数特征，在数万赫兹频率范围能工作顺利，因此，高频周波的应用处于领先地位。
数字控制开关功率转换器其控制得到了增加，其灵活性和可靠性也是得到了提升，类似物意味着分立元件的数量，这些因素用于确定软件换能器的性能、成本。其体积减小能实现复杂的算法功能和全系统的控制功能，是开关电源的发展趋势。数字控制这些优势，显著的提高着功率转换器的综合性能，由模拟控制的功率转换器，其系数朝向电力电子功率转换器中的数字控制的开关之前混合控制，相对损耗的模拟控制系统，当数字控制获得一些低孔隙率的大的发展趋势，设计周期短，还有诸如容易由分割模块集群管理和控制方便地引入复杂和微妙的控制策略的优势。然而，一些数字控制方法通常非常复杂，有些还运用到了矩阵运算。
DC-DC转换器的开关是以实现实时控制算法内完成的，只是需要微处理器切换频率周期，但是未到达相对复杂的控制算法。同时切换DC-DC转换器控制，通常采用一个脉冲宽度来调整传统的PWM控制变换器，固定开关频率的显著负载相对而言，很容易做到连续导通模式，非常低或非常高的系统被控制和稳定化，以及缺乏限位开关转换器的输入电压范围，其输出工作负载范围降低DC-DC转换器的动态响应。
1.4研究的主要内容
本文在研究和学习了模拟开关电源的基础上，研究了一种基于单片机的Buck型变换器控制的设计，通过以下几章对本论文的内容进行简单的阐述；
第一章，通过对Buck型变换器的学习所了解的相关的知识，其次，针对Buck型变换器方面介绍了国内外研究的现状、目的及意义。
第二章，简述了Buck型变换器的工作过程，其次，分类的介绍了两种调制方法。
第三章，介绍了基于STM32的PWM发生器的设计，先介绍了芯片的选型，其次，介绍了通过编写程序来产生PWM波形，最后，给出了相关的外围电路模块的设计。
第四章，对Buck型变换器的整体设计进行了简述，从Buck型变换器的主电路以及闭环控制的参数设计进行了相关的说明。
第五章，经过实验得到了仿真结果，并对其进行了简单的分析，从开环和闭环两方面进行了相关说明。
第六章，总结了本文所做的研究和分析。
第2章 Buck变换器的设计原理
2.1 Buck变换器基本工作原理
如图2-1所示，Buck变换器的主电路。为输入电压、为输出电压、Q为波控制的开关管、为储能电感、C为输出滤波电容、R为负载电阻。
当达到一定电压时，二极管导通，电能通过电感L提供给负载，电感电流线性增加，电容器进入充电状态。
当低于一定电压时，二极管关断，二极管开通，减小电感电流线性电源负载，同时对电容充电；当进入电容放电状态时电流下降，输出电压可以保持的稳定的输出。如图2-2所示，为工作波形图。
图2-1 Buck变换器电路
图2-2 Buck变换器的主要工作波形
2.2 Buck变换器的调制方法
良好的控制系统和控制精度是控制方式的衡量标准，对于它的稳定性和高速响应、容积效率成本因素都有相应的要求。通过控制系统的不同两种主要方式，通过改变PWM接通控制方案的持续时间的操作是固定的，PFM保持导通时间宽度恒定，该方法的周波数控制着输出电压的变化。两种模式的优缺点如表2.1所示。
表2.1 PWM和PFM控制方式的比较
控制方式 工作频率 占空比 效率
重载 轻载
PWM 固定不变 随负载变化 高 低
PFM 随负载变化 不变 低 高
2.2.1 PWM调制模式
在当前应用的PWM开关电源的控制系统的最广泛的之一，其特点是低噪音，全负荷效率在模式。其调制原理，如图2-3所示：
图2-3 PWM调制原理
2.2.2 PFM调制模式
如表2.2所示，为降压型Buck变换器有三种工作主要模式，它们在实际工程应用中所表现出了各自的优劣势，所以，应该根据它们根据所需的输出纹波和输出效率来相应的选择。
表2.2 降压型Buck变换器的三种工作模式
突发模式 通过检测误差放大器的输出电压来检测负载变化
跳脉冲模式 通过控制跳过功率管套筒脉冲的周期数来稳定输出电压的高低
强迫连续模式 电感的电流将被迫的返回到主电源,使得电感的电流在一个开关周期中可以反向流动
2.3 Buck变换器的控制模式
对于Buck变换器，运用电流控制模式比较多，因为电流模式控制有较多的优势，不仅稳定而且抗干扰能力强，响应速度也快，下面总计了电流模式控制的几点优点，如图2-4所示。
图2-4 电流模式控制方式
2.4闭环控制原理
当其环路增益为时，根据闭环控制的原理出发，通过分析小信号模型，得出环路增益具备的条件，如图2-5所示：
图2-5 环路增益具备的条件
如图2-6所示，建立PWM型变换器的模型，对此来研究参数对闭环控制的影响，各参数的含义如下所示：
低通滤波器的传递函数：
补偿器的传递函数：
载波信号的峰峰值：
图2-6 PWM型变换器的小信号模型
2.4.1 降压斩波电路工作原理
如图2-7所示，为降压斩波电路的原理图。在驱动的传导时刻，输入电压开始向负载供电，负载电流呈指数上升。
当时刻，控制S关断，负载，负载电流的曲线变化呈指数形式。根据实际情况，增大电感值，从而达到使稳定负载电流的大小，直到一个循环结束，然后驱动器传导，重复以前的循环过程。
图2-7 降压斩波电路原理图
当电路处于稳态运行时，平均负载电压为：
(式2.6)
：处于通态的时间
：处于断态的时间
：开关周期
：导通占空比
2.4.2超前—滞后校正器原理
如图2-8所示，为超前-滞后校正器的框图。
图2-8 超前滞后校正系统
超前滞后校正系统的原理如下：
在原有降压斩波控制回路中再添加一个领先的磁滞校正装置，使系统性能稳定，能得到稳定的输出电压，达到控制要求。通过增加系统相位和相位裕度，使相位的滞后来提高系统的稳态性能。
超前滞后校正系统的优点如下三点：
1）系统响应速度快；
2）高频噪声抑制性能强；
3）系统稳定性高；
第3章 基于STM32的PWM发生器的设计
3.1 主控单片机的选型
作为单芯片的微型控制器，单片机凭借其外形小、性能可靠、重量小等优点，在诸多领域，如航空航天、智能仪表、卫星导航、工业控制、通讯设施、家用电器中都有着广泛的应用［23］。在数字开关电源中，单片化作为控制器，还需要配备AD采用模块和DA转换模块，其主要作用是把模数转换模块采集到的信号与预设的信号进行比较，得到误差信号。然后将误差信号经过相应的程序运算得到一个调节信号，之后进行数模转换，把得到的模拟量输入到PWM波生成模块中，产生PWM波，然后通过对应的驱动电路去控制开关管的导通与关断。与传统的模拟开关电源相比，基于单片机控制的数字开关电源不但在控制精度上有了比较大的提升，而且使得电源的控制调节变得比较灵活，更加易于操作。但是在整个控制过程中要经过两次的模数和数模转换，会对信号的传输产生一些延时，而整体电路的模块较多，这对整个电源系统的动态反应速度会有一定的影响。
作为系统的控制核心，本文采用单片机型号为STM32F10ZET6，主控芯片的原理图如附录B所示，该芯片STM32F103有非常强大的配置，它拥有的资源包括：64kb的SRAM，512KB闪存、2个基本定时器、4个通用定时器、定时器2先进，2个DMA控制器、3个SPI、5个串行端口、1个USB等。
3.2 程序设计
对于STM32F10ZET6的定时器而言，只有部分的定时器都可以用于生成PWM输出。在同一时间，STM32F10ZET6的TIM3可以产生30个PWM输出，本文选择CH2产生一路PWM输出。主函数程序参见附录A，使用STM32F1的TIM3来产生PWM输出的程序参见附录A。
3.3硬件设计
3.3.1电源电路
电源电路，如图3-1所示，电源部分总共有2个稳压芯片：LTC2576和，输入电压经过LTC2576，DC-DC芯片转换为5V电源输出，为稳压芯片，给开发板提供电源。在输出5V的电路中采用了LM2576-5电压芯片，这是一款高效降压芯片，，，芯片内部有过热保护电路和过流保护电路。图中电容C3可以抑制输入端的瞬态大电压，同时也为LM2576-5在开关时提供了瞬态电流。二极管D1有续流和保护电路的作用。采用LM2576-5开关稳压电源不仅转换效率高，功耗较低，还能减少外部的高频窜入干扰。
如图3-1 电源电路
3.3.2 复位电路
如图3-2所示，为复位电路。电复位电路包括和，其中低电平有效。
如图3-2 复位电路
3.3.3 JTAG下载电路
采用的是标准的JTAG接法，但是STM32还有SWD接口，SWD只需要2根线（SWCLK和SWDIO）就可以下载并调试代码了，这同我们使用串口下载代码差不多，而且速度非常快，能调试。STM32的SWD接口与JTAG是共用的，只要接上JTAG，你就可以使用SWD模式了。JTGA电路，如图3-3所示，
如图3-3 JTAG电路
第4章 Buck变换器的控制系统的设计
4.1 Buck变换器主电路设计
主电路采用常用的降压电路，STM32F10ZET6单片机可以输出对应的PWM波，从而单片机作为控制电路。通过光隔离，控制的关断，改变负载等效阻抗。为确保输出电压的稳定，主回路电路图如下图4-1所示：
图4-1 主回路电路图
其中，Buck变换器性能指标：
开关频率：
输入电压：
输出性能：；
，此时为电感电流临界连续。
（1）占空比D
占空比是关于Buck变换器输入输出电压的函数，通过参考相关性能参数即可计算得到。
（2）滤波电感Lf
电感的设计采用临界连续电流来进行计算，即。为此保证mos管的导通或者关闭时间极其短，才能没有迟滞，不会导致波形失真。
在Q关断时，由式4.1得：
（式4.1）
由，取。
（3）滤波电容量Cf计算
输出电压纹波：
电容的耐压值：
输出滤波电容的电容量：
在Buck变换器中，滤波电容值的大小直接关乎整个电路的性能，考虑到,最终权衡选取电容。
(4)开关管Q的选取
电路的输入电压：
开关管耐压值：60V
电流的最大值：
开关频率：
综上所述，选用的管，额定值为。
(5) 续流二极管D的选取
D所承受的最大反向电压：
续流二极管的工作频率：
二极管电流的有效值：
综上所述，考虑一定的裕量，选用电压和电流额定值为的肖特基二极管。
4.2 Buck变换器闭环控制的参数设计
4.2.1 Gvd(s)的传递函数分析
如图4-2所示，为Gvd(s)的传递函数的分析电路图。
图4-2 Gvd(s)的传递函数分析
在情况下，小信号传递函数为：（式4.2）
其中，
该Buck变换器的各种性能参数如下所示：
输入电压：
额定输入电压：
输出电压：
输出电流：
电感：
电容：
电阻：、
用软件，画出的幅频特性曲线及相频特性曲线，如图4-3（a）、图4-3（b）所示。
图4-3（a）Gvd(s)的幅频特性曲线图
4-3(b) Gvd(s)的相频特性曲线从图4-3(a)可以求得，一个典型的低通滤波器其相应的参数如下所示：
的低频增益:
斜率:
谐振频率:
截止频率:
当滤波电容的零点处频率时，其幅频特性曲线斜率变为。相角裕度为，不满足实际要求要，故要对其进行补偿设计。
4.2.2 补偿环节Gc(s)的设计
补偿电路的方式主要有五种，如下图所示。接下里对这几种补偿方式进行分析比较。
用作出以上情况下的各种分析，如图4-4(a)所示，为5种补偿的环路增益T(s)的幅频曲线，如图4-4(b)所示，为5种补偿方式的环路增益T(s)的相频特性曲线。经过比较，双零三极补偿为最佳选择。
图4-4(a) 5种补偿方式的环路增益T(s)的幅频特性曲线
图4-4(b) 5种补偿方式的环路增益T(s)的相频特性曲线
从的幅频特性及相频特性分析可知，从环路增益来分析，要进行补偿，具体性能参数，如下表所示。
低频增益 33.625dB
截止频率
相角裕度 5.868度
1）确定环路增益的截止频率fc
通常取，,系统响应速度快。
由得：
若参考电压，则；又取，那么：
（2）环路增益低频段要有高增益
（3）环路增益高频迅速衰减
（4）环路增益要有足够的相角裕度
补偿电路如图4-5所示，补偿电路采用双零双极和积分环节的电路。
图4-5 补偿电路图
从图4-5的补偿电路图可得：（式4.3）
其中，
4.2.3 补偿环节参数设计
环路增益，其截止频率，并且满足T(s)性能要求，令：
其中，ωc为截止角频率，。
根据得，。因此，得到的参数如下：
先取，则解得各参数如下：最后取各参数如下：
运用软件求解的过程，如图4-6(a)环路增益T(s)的幅频特性曲线。
图4-6(a)环路增益T(s)的幅频特性曲线
环路增益T(s)的相频特性曲线，如图4-6(b)所示。
图4-6(b)环路增益T(s)的相频特性曲线
如图4-7(a)为实际参数后的环路增益T(s)的幅频特性曲线。
图4-7(a) 选定实际参数后的环路增益的幅频特性曲线
如图4-7(b)为实际参数后的环路增益T(s)的相频特性曲线。
图4-7(b) 选定实际参数后的环路增益的频特性曲线
使T(s)在低频段有高增益，从图4-7(a)、4-7(b)的环路增益特性曲线可知：
截止频率的斜率：
高频段的衰减斜率：
相角裕度：
第5章 Buck变换器仿真结果及分析
5.1 Buck变换器开环仿真结果及分析
运用软件仿真电路，如下表所示，仿真所用的参数。
输入直流电压
输出直流电压
开关频率
输出电流
输出滤波电感
输出滤波电容
开关管MOSFET
续流二极管肖特基
如图5-1所示，为Buck变换器的主要工作波形图，波形从下至上依次表示为：输出电压波形、滤波电感电流波形、续流二极管电流波形、开关管电流波形、A点电压波形、开关管Q的驱动。
图5-1 Buck变换器的主要工作波形
如图5-2所示，Buck变换器的输出波形图，可以看出纹波较大且易受到外界干扰，其波形从下至上依次表示为：输出电压波形图、输出电流波形图。仿真波形与理论分析波形一致。
图5-2 Buck变换器的输出波形
5.2 Buck变换器的闭环仿真结果与分析
为了验证闭环控制的工作原理及正确性，其仿真所对应的参数如下表5.2所示。
表5.2 仿真对应的参数
输入直流电压 (额定输入为48V）
输出直流电压
开关频率
输出电流
输出滤波电感
输出滤波电容
开关管
续流二极管肖特基 SR150-1
采样分压电阻
参考电压
补偿网络
载波信号锯齿波
运用软件仿真，输入电压与输出电压波形图如图5-3所示，输出电压的纹波图如图5-4所示，初始工作时的调节过程图如图5-5所示，稳态工作波形图如图5-6所示，输入电压变化时输出波形图如图5-7所示。
图5-3 输入电压与输出电压波形
如图5-3所示，为输入电压与输出电压波形图。从仿真结果图中可以得到，其响应速度很快，调节时间为；
图5-4 输出电压的纹波
如图5-4所示，为输出电压的纹波图。从仿真结果图中可以得到，纹波电压峰峰值大约为。
如图5-5所示，为初始工作时调节过程。如图5-6所示，为稳态工作时各波形。如图5-7所示，输出电压波形随着输入电流的变化图。从仿真图中可以得出结论：闭环控制的稳压效果符合要求。
图5-5 初始工作时调节过程
图5-6 稳态工作时各波形
图5-7 输入电压变化时输出波形
第6章 结 论
在初期测试的过程中，实验数据和题目的要求根本达不到，电流的调节精度达不到8%，损耗很大，于是继续调整电路部分元器件的参数，如高速开关二极管参数的选择和滤波电容的参数选择，充电过程中的变换效率也达不基本的要求，我们对方案进行了改进，选择导通压降较小的高速开关二极管，以降低损耗。同时，由于之前产生PWM与电路不匹配，调节的精度也不够高，因此我们通过反复调整程序来提高 PWM波的频率，从而提高PWM波的精度。
本设计利用了单片机和集成芯片的功能，完成了信号的采集、处理和显示，不但可以精确检测并记录输入、输出电压，便于计算此电源的效率，同时实时反馈电流和电压数值，并改变PWM波的占空比，形成电流电压闭环控制系统，提高了装置精度。
致 谢
经过这几个月的坚持努力，我愈发的意识到这四年来上课所学的理论知识都有着非常大的作用，虽然大一、大二阶段还没体会到其重要性。尽管如此，这几个月通过每天不断的翻书、查资料，认真的研究理论知识并且研究如何运用这些理论知识到实际操作中，确实下了很多功夫，这几个月虽然每天都学习的很累，但是我是非常充实的，才真正体会到学习带给我的快乐，而不是折磨人的痛苦。尽管也有遇到问题无法解决的时候，但是通过老师和朋友的帮助，都顺利的解决了，也让我在学习中找到了成就感和自豪感。
在硬件方面，从简单的安装基本的软件开始，到熟练使用软件，并能看的懂简单的程序，再到后期的能移植相应的程序，把能独立的去调试修改程序，这方面确实发费了不少的时间，也正是因为每天的学习，我对硬件方面产生了浓厚的兴趣，也让我有意识的去规划自己的职业方向，相信只要肯学，不断的学肯定会有很大的进步和很多的收获。从最初的不知何从立意，到一步一步的反复琢磨，反复调研，也经反复修改，终于完成了论文的书写，这个辛苦的过程唯有自己才能体会，也许只有经过这次的严格的要求自己，才能在以后的生活中，更加珍惜大学给予我的教育，同时也感谢老师对我的帮助，没有老师的每次给予的修改建议，我的论文也无法完成的更出色。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础模拟部分[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2]邱关源.电路[M].北京：高等教育出版社，2012.
[3]陈永真，孟丽囡.高效率开关电源设计与制作[M].北京：中国电力出版,2013.
[4]余孟尝.数字电子技术[M].北京：高等教育出版社，2014.
[5]赵同贺.新型开关电源典型电路设计与应用[M].北京：机械工业出社,2013.
[6]赵卫.开关电源的过流保护电路[J].电子科技，2013（6）：
[7]陈亚爱.开关变换器的实用仿真与测试技术[M].北京：机械工业出社,2012：
[8]王海永，李永明，陈宏毅.便携式电子系统的DC/DC开关电源系统结构设计和研究.固体电子学研究与进展[J]．2012年，第22卷第2期
[9]邹怀安，张锐，胡荣强.开关电源的PWM-PFM控制电路.电子质量，2013年第3期
[10]王先泉，张海呈.PWM型开关电源中的损耗与谐振型开关电源的进展.国外电子元器件，2011年10月
[11]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，2014．
[12]华伟．通信开关电源的五种PWM反馈模式研究[J]．通信电源技术，2011(2)：
[13]曲学基.新编高频开关稳压电源[M].北京：电子工业出版社，2015.
[14]张方华，朱成花，严仰光.双向DC-DC变换器的控制模型[J].中国电机工程学报，2005.25（11）
[15]廖延初，李金赐.基于MSP430单片机的BUCK型数字电源设计与实现[J].龙岩学院学报，2014，32（2）
[16]段峻，谢任践．数字电源技术助力实现离效率电源[J]．电子设计应用，2010(4):42-48
[17]Robert WE,Dragan.Fundamentals of Power Electronic Robert W.Erickson, Dragan Maksimovic.Fundamentals of Power Electronics(Second Edition). Kluwer Academic Publishers 2011.
[18]Julu Sun,Ming Xu.Light-Load Efficiency Improvement For Buck Voltage Regulators. IEEE Transactions On Power Electronics,VOL.24,NO.3,March.2013.
[19]SahuB.Rincon-moraG.A.AHigh-Efficiency,Dual-Mode,Dynamic,Buck-Boost Power Supply IC for Portable Applications[C]．In：International Conference on VLSI Design．ICVD，2010．
[20]倪雨，许建平，王金平，于海坤.控制受限滑模控制Buck变换器设计[J].中国电机工程学报，2010.6.25，30(18):
[21]刘健，程红丽，王立，冷朝霞.电流跟踪数字控制的Buck DC-DC变换器[J].电工技术学报，2011.8.26(8):
[22]冷朝霞，刘健，刘庆丰等.一种新颖的DC-DC开关变换器数字控制方法[J].西安理工大学学报，2008.24(4):
[23]范影乐，杨胜开，陈国顺，王琪.MATLAB/Simulink与控制系统仿真[M].北京:电子工业出版社，2008.
[24]徐小涛.数字电源技术及其应用[M].人民邮电出版社，北京，2011.3.
[25]廖义奎.基于STM32F4的ARM Cortex-M4嵌入式实战开发开发精解[M].北京:北京航空航天大学出版社，2013.7.
[26]倪雨，许建平，王金平，于海坤.滞环控制全局滑模控制Buck变换器设计[J].中国电机工程学报，2010.7.25，30(21):
附录B
主控芯片的原理图
这篇关于基于单片机的Buck型变换器控制的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
