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关键字：模糊PID控制 双闭环 DC/DC变换器 电压调节模块（VRM）
电压调节模块（Voltage Regulator Module，VRM）具有低压大电流输出、快速负载变化响应、高输出稳定度等特点，主要应用于CPU等对供电电源有特殊要求的集成电路芯片的供电。然而随着集成电路技术的迅速发展，晶体管体积迅速减小、单芯片晶体管数迅速增加。这样的半导体制造技术发展趋势已经使得集成电路芯片的供电电压越来越低，负载电流越来越大，负载变化速度越来越快、幅度越来越大。集成电路芯片这样的越来越严酷的供电要求需要VRM 的性能有新的提升。同时性能的提升需要传统控制方法有新的发展和变化。
传统的模拟控制器自Unitrode公司推出UC1842系列以来便通常采用双闭环控制方法。在这种控制器中需要一定的三角波信号作为峰值电流控制模式，或V2控制模式的控制内环输入信号。故在这样的控制律下一般采用输出滤波电感的电流纹波或输出滤波电容的电压纹波作为控制器内环反馈信号。但采用输出滤波电感的电流纹波信号作为控制器输入使控制器无法直接获得负载电流信号。所以该方法在采样环节存在固有的响应延迟问题。而采用输出滤波电容的电压纹波信号作为控制器反馈输入信号虽然可加快负载变化的反馈速度。但随着集成电路供电电压的不断降低，其对电源输出电压的纹波要求不断提高，输出电压纹波必须越来越小。从而输出滤波电容的电压纹波作为控制器的反馈信号必然越来越微弱，信噪比越来越低，越来越容易受到外部干扰。所以传统的双闭环控制律存在一定的缺陷，同时这一缺陷已经越来越无法适应集成电路工业对供电需求的发展。开关电源是一种非常典型的非线性系统，无法建立精确的模型。于此同时模糊PID双闭环控制器，图1作为一种优秀的线性与非线性控制相结合的控制方法具有鲁棒性强，不需要对控制对象准确建模等优点得到了广泛的应用。
图1 控制系统框图
本文基于Buck变换器提出了一种采用输出电压、输出电流进行双闭环控制的模糊PID（F-PID）控制方法。并通过Matlab/Simulink和Cadence PSpice联合仿真验证了该新型控制方法具有很好的稳定和瞬态响应性能。
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