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随着开关电源趋向于高频化和小型化，随之而来的问题就是由于高频化造成数字控制延迟在开关周期中的占比逐渐增大，以及功率管高速开关带来的开关损耗。为了尽可能地实现逐周期控制，需要提升数字控制的计算速度。同时为了实现高效率，需要针对不同的负载条件寻找最优的控制参数组合。 本文针对前级以Buck电路为拓扑，后级以LLC电路为拓扑的级联变换器结构，提出一种高速高效控制算法。使用基于查找表(Look Up Table,LUT)的比例-积分-微分(Proportionintegralderivative,PID)闭环控制器，通过利用微控制器中多余的储存空间来换取计算速度上的提升，从而缩短数字控制环路延迟中的重要占比，即：由微控制器中浮点数运算所带来的耗时。然后利用基于多目标遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的优化算法来对级联变换器中的前级功率管开关频率及后级功率管的开关死区时间进行优化，并编写相关的适应度评估函数。同时在算法中加入开关频率和死区时间的阈值以防止系统发生失调，最终实现开关电源系统的实时效率优化。其次还加入了协调模块，保证系统在输出电压稳定的情况下，在全负载范围内，只有当负载发生变化时，算法才对系统的工作效率进行优化。本文所述的方案还在Matlab和Saber中搭建了相关的电路模型和控制算法模型以验证可行性及正确性。最后在120W的级联变换器样机系统中对本文所述内容进行了实际测试。 在输入电压为200V~300V，输出为12V/10A的变换器样机上的测试结果表明，使用基于LUT的PID闭环控制器相较于传统方案采用的计算型PID控制器的控制参数计算时间缩短了75%。从10%负载切换到90%负载时，稳定时间为9ms，从90%负载切换至10%负载时，稳定时间为12ms。系统在全负载范围内的工作效率提升约5%。