数字控制器是数字电源系统中的核心部分,它负责控制系统的响应速度和系统的稳定性。数字控制器因为具有可靠性高、设计灵活、性能可优化、设计周期短等特点,使数字电源广泛应用于工业、信息、交通、教育等各个领域。本文设计了一款提高瞬态响应的数字电源控制器。首先介绍了数字电源系统的工作原理,分析了功率级、ADC和DPWM三个子模块的基本原理和模型的建立。然后通过Matlab中的SISO工具设计了基本数字PID控制器,并进一步对改进结构控制器进行了设计。改进结构控制器是PD控制和PID控制组成的混合控制器,PD控制部分没有积分系数,能加快动态响应速度,PID控制部分具有高相位裕度特征,能降低超调量,缩短稳定时间。根据输入控制器的误差信号范围,在改进结构控制器中设定阈值,当输入误差范围大于阈值时使用PD控制,当输入误差范围小于等于阈值则使用高相位裕度的PID控制,经过这两种控制方式的调节,实现了数字电源瞬态响应速度的提高。改进结构控制器在Simulink中得到建模并进行了系统仿真,同时改进结构控制器得到HDL代码实现,并进行了ModelSim与Simulink的协同仿真,仿真结果显示：输入电压3.3V,输出电压1.5V,开关频率1MHz,改进结构系统在负载减小时瞬态响应时间为27μs,在负载增加时瞬态响应时间为18μs,达到了设计指标要求。