随着半导体工艺技术的不断发展,便携式、高集成、低功耗的电子产品得到越来越广泛的应用,这就对电子设备所需要的电源设备提出了更高的要求。需要更小体积,更低功耗,更高性能的Buck型DC-DC变换器为便携式设备提供电源供电。相比于传统模拟控制方法,更加先进的数字控制方法不断应用于开关电源的控制策略中。本文给出了一款基于模糊PID控制的快速响应Buck型DC-DC变换器的设计,包括Buck型DC-DC变换器的主拓扑、模数转换器、模糊PID控制器及数字脉冲宽度调制模块,并完成了整个系统的设计仿真与测试。本文首先在频域设计了传统的数字PID控制器,权衡响应速度及超调量,根据系统要求得到PID初始参数；然后引入模糊算法与PID算法加以组合,将根据整定规则得到的边界PID的参数变化量加到初始PID参数中,实现模糊PID组合控制。本文重点研究了模糊PID控制器,包括隶属函数形状的选取,根据设计指标设计模糊子集,比例因子的确定,模糊PID规则表的确定以及解模糊的实现,对各个模块进行优化设计及MATLAB建模仿真,并对仿真结果加以对比分析。在此基础上,本文进行了Buck型DC-DC变换器的软硬件电路设计,搭建电路测试平台对所设计的模糊PID算法进行验证与测试。分别进行主拓扑开环和系统闭环的测试,在3.6-5.0V的输入电压,1MHz的开关频率,1A的负载电流条件下,输出电压稳定在1.8V,纹波小于10mV,峰峰值小于30mV,建立时间小于5ms。同时在0.4A-1.0A的负载阶跃条件下,恢复时间小于130μs；转换效率在负载为0.8A时达到最大值81%。满足了开关电源系统对动态及静态性能的要求,较好的验证了模糊PID控制算法在数字控制开关电源中的优越性。