电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 28卷
Vol.28
第 15期
No.15
2020年 8月
Aug. 2020
收稿日期：2019-11-06 稿件编号：201911048
作者简介：赵志斌（1983—），男，山西万荣人，博士，副教授。研究方向：机载设备电力变换及无线电能传输
技术。
在电力电子、控制原理及单片机教学实验中，需
要设计一个开放可定制电源平台。目前，市场上也
有许多类型的开关电源、线性稳压电源等，但这些产
品不易进行二次开发，难以开展可调稳压电源的技
术研究 及实 验教学 。本文 以 PIC18F4520 单片机为
控制中心，实现 Buck 电路的 PID 控制、温度及电压监
控显示等功能
[1-2]
。PID 控制
[2]
有位置式、增量式及多
种改进型算法，与鲁棒控制、神经网络控制、模糊控
制等先进的控制算法相比较，PID 算法参数较少、设
计简单、不依赖具体数学模型，直接与输入、输出的
偏差状态相关，能适应于各种系统的闭环控制。由
于增量式 PID 控制算法只与本次的偏差有关，不会
如位置式 PID 算法易产生累积误差，且计算量较少，
本文 Buck 电路的闭环反馈主要采用增量式 PID 控制
算法
[3-4]
。实验中发现，影响系统稳态性能的主要有
两点：一是控制算法生成的占空比变化精度，精度太
小，影响运算速度，精度太大，输出波形超调量较高、
稳态时间增大；二是控制算法反馈检测量的处理方
法，输出波形有较高频率的干扰杂波，且采样频率太
基于 PIC 单片机的 Buck 可调稳压电源设计
赵志斌，肖翼洋，石 云，于春风，张元峰
（海军航空大学 青岛校区，山东 青岛 266041）
摘要：为了满足教学实验中对开放式可定制电源的需求，以 PIC 单片机为监控中心，设计了一种集
PID 控制、电压监测、温度监控于一体的 Buck 电路可调稳压电源。将 Buck 电路的开关管移到下支
路，以简化驱动电路；采用运放电路进行电压采样变换，提高了反馈信号的抗干扰能力；为了提高
电压稳态控制精度，设计了两种改进策略，即输出电压均值滤波及 PID 控制量尺度变换。仿真及实
验结果表明，在输入电压、负载较大变化时，均能快速稳定在预设值上，且具有较高的稳态精度。
关键词：PIC 单片机；Buck 电路；PID 控制；稳压电源；温度监控；均值滤波
中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1674-6236（2020）15-0176-06
DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2020.15.039
Design of Buck adjustable regulated power supply based on PIC microcomputer
ZHAO Zhi⁃bin，XIAO Yi⁃yang，SHI Yun，YU Chun⁃feng，ZHANG Yuan⁃feng
（Qingdao Campus，Naval Aeronautical University，Qingdao 266041，China）
Abstract: In order to meet the demand of open customizable power supply in teaching experiment，a
Buck circuit regulated power supply with PID control，voltage monitoring and temperature monitoring is
designed with PIC MCU as the monitoring center. In order to simplify the driving circuit，the switch of
Buck circuit is moved to the lower branch，and the anti ⁃ interference ability of the feedback signal is
improved by using the op ⁃ amp circuit to sample and transform the voltage. In order to improve the
accuracy of voltage steady ⁃ state control，two improved strategies are designed，namely，output voltage
mean filter and PID control scale conversion. The results of simulation and experiment show that when
the input voltage and load change greatly，they can quickly stabilize on the preset value and have high
steady⁃state accuracy.
Key words: PIC microcomputer；Buck converter；PID control；regulated power supply；temperature
monitoring；mean filtering
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资源评论
郑华滨2023-07-24文件中给出了具体的设计步骤和代码实现，使得读者可以轻松地复现和应用这种电源设计方案。
湯姆漢克2023-07-24文件中对于Buck可调稳压电源的优缺点进行了客观的评述，让读者能够全面了解该设计方案的适用性。
鲸阮2023-07-24这篇文件详细介绍了基于PIC单片机的Buck可调稳压电源设计，内容丰富，有助于深入理解电源设计原理。
嘻嘻哒的小兔子2023-07-24总体而言，这篇文件对于想要学习和应用基于PIC单片机的Buck可调稳压电源设计的人来说是一份难得的参考资料。
莫少儒2023-07-24作者在文件中提供了一些实际测试结果和数据分析，增加了文件的可信度和实用性。
