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同步Buck变换器在传统Buck变换器基础上结合了同步整流技术，具有效率高、体积小和拓扑结构简单等优点。同步Buck变换器控制可以采用模拟控制或数字控制两种方式，相对于传统模拟控制而言，数字控制具有较强的适应性和灵活性[1]，数字控制的实现要求设计者具备使用高性能数字控制芯片的能力、仿真分析控制算法的能力以及良好的自动控制理论基础。
文献[2]详细介绍了同步Buck数字电源的硬件电路设计，包括主电路器件选型、驱动电路设计和辅助电源电路设计。文献[3]基于平均电流模式同步Buck数字电源，讨论了电压模式和电流模式下的闭环控制器设计，提出在PI补偿器的基础上增加一个高频极点以降低系统的高频噪声。文献[4]提出了同步Buck电路的双闭环PI参数计算方法，对引入补偿器后的系统开环传递函数按照系统型别进行补偿器优化设计。本文在以上研究的基础上结合理论分析和Matlab/Simulink软件仿真，分析了同步Buck的环路设计条件，确保变换器在严苛条件下仍能稳定运行，详细阐述了两种电压电流双闭环PI参数设计方法，提出一种基于电流环简化的电压环设计方法，提高了数字环路设计的灵活性，并以ST公司的STM32G474处理器为主控芯片，设计了一款基于平均电流模式的同步Buck数字电源，实现高精度恒压恒流电源功能，具有一定的参考意义和实用性。
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作者信息：
李键文，潘永雄，徐家锐，梁康
（广东工业大学 物理与光电工程学院，广东 广州 510006）
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