对于一些特殊的供电场合,需要电压调整模块(Voltage Regulation Module,VRM)具有低的输出电压电流纹波、快速的动态响应、低压大电流和高功率密度等特性。传统单相Buck变换器已不能满足其特性需求,而多相交错并联技术的提出使之成为可能。选择多相交错并联Buck变换器与合适的控制策略相结合,可以保证VRM稳定高效为负载供电。所以,对多相交错并联Buck变换器拓扑结构及其控制策略的研究具有一定价值。针对传统单相Buck变换器存在输出纹波大,能量转换效率低,传统PID控制对具有非线性、时变特性的直流开关变换器动态响应控制效果不佳等问题,本文将四相交错并联同步Buck变换器与单神经元自适应PID控制算法相结合,以此提升变换器性能。交错并联拓扑结构具有高频低纹波等特性,利于变换器的轻量化和滤波网络的设计。在对四相交错并联Buck变换器四种工作模态分析的基础上,采用小信号模型法为变换器建立数学模型,根据频率响应曲线设计出合适的补偿网络。同时,借助MATLAB/Simulink仿真平台,分别将单神经元自适应PID与传统PID这两种控制算法用于四相交错并联同步Buck变换器的电压闭环控制。仿真结果显示,变换器在单神经元自适应PID控制策略下的静态稳定性、动态响应速度和控制精度等方面均优于传统PID控制。最后,搭建了输入55-65VDC、额定输出28V/200A、功率质量比为4.4kW/kg的实验样机及其测试实验平台。通过全功率范围内测试的数据和波形可以看出,所设计的变换器电流动态响应速度大于125A/s,输出电压纹波小于0.2V,能量转换效率达到95%以上。