(1) 概述:
SO-1901AD是將軟件仿真和硬件測(cè)試完全打通的一套電力電子教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),也可以用于算法快速驗(yàn)證,SO-1901AD是利用PSIM自動(dòng)代碼生成技術(shù),將軟件仿真驗(yàn)證的功能通過代碼生成工具快速實(shí)現(xiàn)一鍵生成硬件驅(qū)動(dòng)代碼,實(shí)現(xiàn)軟件仿真和硬件驗(yàn)證的一鍵切換,系統(tǒng)包括可靈活設(shè)置的電力電子通用電路、激勵(lì)電源、多用途電子負(fù)載、測(cè)量?jī)x器和代碼生成工具,可以快速驗(yàn)證多種電力電子拓?fù)?。通過對(duì)該套件進(jìn)行配置,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Buck、Boost、Buck-Boost、半橋、全橋、單相逆變電路、全橋PWM整流、單相并網(wǎng)控制及其衍生拓?fù)涞尿?yàn)證。整套系統(tǒng)可完成AC/DC,DC/DC,DC/AC多種形式的電力電子實(shí)驗(yàn),集教學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作為一體。
備注:帖子最后有仿真模型,以及試驗(yàn)說明,需要更多詳細(xì)資料的,可以添加VX交流:sevenohm1。
(2) PSIM實(shí)現(xiàn)BUCK斬波電路仿真建模:
下圖為控制電路部分拓?fù)鋱D,其中黃色線框圈定的部分為三角波發(fā)生器(Triangular)。紅色線框圈定的部分為積分電路,由直流電源(DC),積分模塊(Integrator)和限幅模塊(Limiter)組成。標(biāo)有Min的方塊為Maximum/Minimum Block ,用來比較多路輸入的大?。ㄝ斎氲男盘?hào)通道路數(shù)可以設(shè)置),通過對(duì)模塊的設(shè)置可以輸出較大值或者輸出較小值,該模塊實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。
仿真結(jié)果如下圖,左側(cè)為輸入電壓與輸出電壓波形,輸出電壓具備軟起動(dòng)過程。右側(cè)為MOS管驅(qū)動(dòng)信號(hào)與電感電流波形。
下圖為增加DSP模塊后的PSIM仿真模型,該模型中增加了PWM模塊,ADC模塊,CLOCK模塊,SCI模塊,GPIO模塊。該模塊的參數(shù)與實(shí)際試驗(yàn)平臺(tái)相對(duì)應(yīng),該模塊可直接生成DSP代碼,可直接下載到試驗(yàn)平臺(tái)的DSP中,最終在真實(shí)硬件上完成驗(yàn)證。
方波發(fā)生電路如下圖所示,其中pwmal驅(qū)動(dòng)MOS管T2并使其始終處于關(guān)閉狀態(tài),pwmah驅(qū)動(dòng)MOS管T1使得電路工作在Buck電路模式下。方波發(fā)生電路由TI DSPF28335集成的PWM模塊產(chǎn)生,其為PSIM內(nèi)部集成的匹配F28335的模塊。
軟啟動(dòng)模塊由Simplified C Block模塊實(shí)現(xiàn),通過簡(jiǎn)單的C 代碼實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)控制。給定參數(shù)可以通過SCI Input模塊通過串口給定,該模塊可以設(shè)置初始值,在SCI沒有設(shè)置參數(shù)時(shí)默認(rèn)使用初始值,初始值通過變量在 Parameter file模塊里設(shè)置。
主電路的運(yùn)行參數(shù),通過F28335內(nèi)部集成的ADC轉(zhuǎn)換器完成采集,如下圖黃色線框圈定的模塊,其中A0-A7、B0-B7為模擬輸入口(不使用時(shí)應(yīng)接地),D0-D15位數(shù)字輸出口(不使用時(shí)可以懸空),與模擬輸入口一一對(duì)應(yīng)紅色圈定的模塊為2階低通濾波器,用于對(duì)模擬量進(jìn)行濾波器。
當(dāng)仿真電路在PSIM中仿真通過后,就可以使用Simulate >> Generate Code生成C代碼,點(diǎn)擊Generate Code選項(xiàng)后,將在仿真文件的目錄下生成一個(gè)同名的文件夾,這個(gè)文件夾里紀(jì)委生成的C代碼工程文件,這個(gè)工程文件可以通過TI公司的Code Composer Studio 6.0(縮寫為CCS 6.0)編譯工具打開。
PSIM 生成的C代碼工程的具體導(dǎo)入步驟如下圖所示,使用TI公司開發(fā)的Code Composer Studio 6.0編譯工具打開,打開以后即可完成編譯功能,以下示例為編譯為下載至Flash中的C代碼,而非RAM。左側(cè)圖為成功導(dǎo)入工程,右側(cè)圖為完成工程編譯。
SO-1901AD較為完整的試驗(yàn)系統(tǒng)如下圖所示,包含直流可調(diào)電源,電子負(fù)載,監(jiān)控的上位機(jī),示波器,電網(wǎng)模擬裝置和試驗(yàn)?zāi)K。其中最核心的為我司自主開發(fā)的試驗(yàn)?zāi)K,該模塊包含了通過配置,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Buck、Boost、Buck-Boost、半橋、全橋、單相逆變電路、全橋PWM整流、單相并網(wǎng)控制及其衍生拓?fù)涞尿?yàn)證。
針對(duì)BUCK斬波試驗(yàn),該系統(tǒng)可完成開環(huán)試驗(yàn)、電壓閉環(huán)試驗(yàn)、電流閉環(huán)試驗(yàn)、雙閉環(huán)試驗(yàn)、CCM模式、DCM模式、輸入電壓突變、負(fù)載突變?cè)囼?yàn)等。配帶完整試驗(yàn)?zāi)P秃筒僮髡f明。
下圖為示波器監(jiān)測(cè)到的試驗(yàn)結(jié)果,圖1為斷續(xù)模式下的電壓電流波形;圖2為連續(xù)模式下的電壓電流波形;圖3為輸入電壓動(dòng)態(tài)變化的電壓波形。示波器通過信號(hào)說明,紫色:輸入電壓波形(x40為真實(shí)電壓);綠色:輸出電壓的波形(x40為真實(shí)電壓);藍(lán)色:MOS管驅(qū)動(dòng)信號(hào);黃色:電感電流波形(x7.5為真實(shí)電流)。
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