DC-DC电路原理
DC-DC是英语直流变直流的缩写，所以DC-DC电路是某直流电源转变为不同电压值的电路。DC-DC是开关电源技术的一个分支，开关电源技术包括AC-DC、DC-DC两ff个分支。DC-DC电路按功能分为：
升压变换器：将低电压变换为高电压的电路。
降压变换器：将高电压变换为低电压的电路。
反向器：将电压极性改变的电路，有正电源变负电源，负电源变正电源两类。
三个主要分支，当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。
DC-DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。
降压变换器原理图如图1所示，当开关闭合时，加在电感两端的电压为（Vi-Vo），此时电感由电压（Vi-Vo）励磁，电感增加的磁通为：（Vi-Vo）*Ton。
当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi-Vo）*Ton=（Vo）*Toff，由于占空比D<1，所以Vi>Vo，实现降压功能。

 

                                         图1 降压变换器原理图概述

【一】PID控制PID功能用于对闭环过程进行控制。PID控制适用于温度、压力和流量等物理量，是工业现场中应用***为广泛的一种控制方式，其原理是对被控对象设定一个给定值然后将实际值测量出来，并与给定值比较，将其差值送入PID控制器，PID控制器按照一定的运算规律，计算出结果，即为输出值，送到执行器进行调节，其中的P、I和D指的是比例、积分和微分，是一种闭环控制算法。通过这些参数，可以使被控对象追随给定值变化并使系统达到稳定，自动消除各种干扰对控制过程的影响。

【一】S7-1200的PID控制

S7-1200 CPU提供了PID控制器回路数量受到CPU的工作内存及支持DB块数量限制。严格上说并没有限制具体数量，但实际应用推荐客户不要超过16路PID回路。可同时进行回路控制，用户可手动调试参数，也可使用自整定功能，提供了两种自整定方式由PID控制器自动调试参数。另外STEP7 Basic还提供了调试面板，用户可以直观的了解控制器及被控对象的状态。PID控制器功能主要依靠三部分实现，循环中断块，PID指令块，工艺对象背景数据块。用户在调用PID指令块时需要定义其背景数据块，而此背景数据块需要在工艺对象中添加，称为工艺对象背景数据块。PID指令块与其相对应的的工艺对象背景数据块组合使用，形成完整的PID控制器。自软件 博途V13 起，固件为 4.0 或更高版本的 S7-1200，可以使用 PID_Compact V2.2 指令。S7-1200 在 V4.0 以上，博途 V13 SP1 以上，使用 S7-PLCSIM V13 SP1 可以仿真 PLC 程序，但不支持工艺功能（高速计数器、运动控制、PID 调节）的仿真。

 

（1）下表显示了 PID_Compact 的每个版本可用于哪种 CPU：

CPU	FW	PID_Compact
S7-1200	≥ V4.x	V2.2 V1.2
S7-1200	≥ V3.x	V1.2 V1.1
S7-1200	≥ V2.x	V1.2 V1.1
S7-1200	≥ V1.x	V1.0

（2）PID_Compact V2.0 工艺对象典型 CPU 处理时间（取决于 CPU 类型）：

CPU	典型 CPU 处理时间 (PID_Compact V2.x)
CPU 1211C ≥ V4.0	300 µs
CPU 1215C ≥ V4.0	300 µs
CPU 1217C ≥ V4.0	300 µs

（3）PID_Compact V2.0 工艺对象背景数据块的存储器要求：

分类	PID_Compact V2.x 背景数据块的存储器要求
装载存储器要求	约 12000 个字节
总工作存储器要求	788 个字节
保持性工作存储器要求	44 个字节

升压变换器原理图如图2所示，当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton。
当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo- Vi）*Toff。
当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi）*Ton=（Vo- Vi）*Toff，由于占空比D<1，所以Vi<Vo，实现升压功能。

 

                                     图2 升压变换器原理图

升降压变换器、入出极性相反原理如图3, 当开关闭合时，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton；当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通，（Vi）*Ton=（Vo）*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi<Vo，也可能Vi>Vo。

 

                                          图3 升降压变换器原理图