在設計大型的開關電源模塊時，首先需要對系統有一個整體的規劃，以便于設計整體結構及相應的輔助電源。高頻開關直流電源系統的總體框圖。(如圖1)。

　　2 控制主電路設計

　　2.1電壓電流雙環控制

　　為了實現輸出電壓電流均可控，通常采用電流模式控制，常用的電流模式控制有峰值電流控制法和。針對峰值電流控制的不穩定性，容易發生次諧波振蕩，對噪聲敏感，抗噪聲性差等幾個缺點。我們采用平均電流控制法PWM。

　　平均電流模式采用雙閉環控制，其內環控制輸出濾波電感電流，外環控制輸出電壓，提高了系統響應速度。平均電流模式控制PWM的原理圖(如圖2)。

　　圖2 平均電流模式控制原理圖

　　將誤差電壓信號Ue接至電流誤差信號放大器的同相端，作為輸出電感電流反饋的控制信號Uip。將帶有鋸齒紋波狀分量的輸出電感電流反饋信號Ui接至電流誤差信號放大器的反相端，跟蹤電流控制信號Uip。Ui與Uip的差值經過電流誤差放大器放大后，得到平均電流跟蹤誤差信號UC。再由UC與三角鋸齒波信號通過比較器比較得到PWM控制信號。UC的波形與電流波形Ui反相，所以，是由UC的下斜坡(對應于開關器件導通時期)與三角波的上斜坡比較產生控制信號。顯然，這就無形中增加了一定的斜坡補償。但為了穩定工作，要求電感電流的下降坡度不能大于晶振的坡度。

　　2.2小信號分析及電流、電壓環PI調節器的參數設計

　　控制方式有恒壓和恒流兩種工作方式。當D1導通時，電路工作在恒流模式，此時，電壓環不起作用，電路相當于單環控制。當D1截止時，電路工作在恒壓模式下，電路采用串級雙環控制，電流環作為電壓環的內環，電壓環PI調節器的輸出Ue作為電流環PI調節器的給定。其電路方框圖(如圖3)所示，在設計參數時，先設計電流環的調節器，獲得穩定的內環，然后得到電流環的閉環傳遞函數Tic(s)，并將其作為電壓環的一個環節，(如圖4)所示，然后設計電壓環的調節器。這種控制方式的最大的優點是很好地解決了電路的限流問題，使電路具有最快的限流響應速度。而且可以通過調節電阻R3，減小D1管壓降的變化量，以提高這種控制方式的穩流精度。

　　H為輸出電壓采樣系數，

　　Ki為電感電流采樣系數;

　　FM為脈寬調制器的傳遞函數，FM=1/Upp，(Upp為三角波峰峰值);

　　圖3 雙環控制模式下的電路方框圖

　　圖4 電壓外環等效方框圖
　　GV(s)為電壓環PI調節器的傳遞函數：(1-1)

　　Gi(s)為電流環PI調節器的傳遞函數：(1-2)

　　Gdi(s)為主電路的占空比對電感電流的開環傳遞函數(1-3)

　　忽略輸出濾波電感電容的等效電阻的影響(1-4)

　　式中：

　　Udc輸入直流母線電壓;

　　n為副邊與原邊的匝比

　　L為輸出濾波電感值;

　　RL為濾波電感的電阻;

　　C為輸出濾波電容;

　　RC為濾波電容的串聯等效電阻;

　　R為負載電阻。

　　Z(s)為負載和輸出電容支路的并聯阻抗：(1-5)  

　　由圖3可得，電流環(內環)的閉環傳遞函數為：(1-6)