[电源技术资料] 电源控制器MCU硬件在环(HIL)测试方案

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Tasya 发表于 2025-8-20 18:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

随着电力电子技术和新能源产业的发展,对电源控制器(MCU)性能、可靠性和安全性要求提升。传统测试方法难以满足现代电源控制系统开发需求,硬件在环(HIL)测试技术成为电源MCU开发的重要验证手段。EasyGo MCU+HIL 测试方案,特别适用于开关电源、谐振变换器等复杂拓扑的测试需求。
一、HIL+MCU 方案
本方案针对电源控制器 MCU(微控制器单元)的硬件在环(HIL)测试需求,采用 EasyGo 实时仿真平台构建高精度测试环境,通过模拟各类电源拓扑的动态特性,实现对电源控制算法的闭环验证,同时支持故障注入和极限工况模拟,显著提升电源控制系统的开发效率与可靠性。 方案基于 CPU+FPGA 架构,可实现纳秒级实时仿真,特别适合电源拓扑的精确模拟。其图形化建模界面和无需编译的特性大幅降低了技术门槛,使工程师能够快速搭建各类电源系统模型并开展全面测试。
二、系统架构
EasyGo 实时仿真平台为电源控制器 MCU 提供硬件在环(HIL)测试系统,与用户 MCU 构成一整套测试系统。
在整体系统中,EasyGo 实时仿真平台与 MCU 之间通过实际物理 IO 交互。MCU AI 端口采集 HIL 设备 AO 通道输出的模拟信号,内部进行闭环计算,接着通过 DO 输出脉冲控制信号进入 HIL 设备的 DI 通道中,形成闭环系统。
EasyGo 实时仿真平台 HIL 系统中,上位机通过 TCP/IP 与实时仿真设备通讯。系统搭载 EasyGo DeskSim 软件,用来管理实时仿真设备,且可以使用该软件载入不同的电源拓扑,进行各类电源拓扑的 HIL 测试。
EasyGo 实时仿真平台由软件和硬件两部分组成,二者协同工作,实现高精度、高实时性的仿真测试。方案硬件部分采用 EGBox 实时仿真设备,与上位机之间采用千兆网的 TCP/IP 通讯交互,模型程序可以部署到 CPU 中或者 FPGA 中进行高速实时运行。
CPU FPGA 之间通过 PCIe 总线进行高速通信,同时 FPGA 底板上设计成 8 插槽的结构,可配置大量高速的 IO 模块,直接通过 FPGA 驱动硬件 IO 来完成信号的交互。IO 部分采用模块化设计,用户可以根据自己的需求,灵活进行配置。具体架构如下所示:
方案软件部分采用 EasyGo DeskSim 配置型的实时仿真软件。软件支持将 Simulink 算法程序快速部署至实时仿真设备,可以实现: CPU Model 实时运行,FPGA 电力电子模型纳秒级别实时仿真运行,CPU 模型与 FPGA 联合仿真或 RCP HIL 自闭环运行,以及多 FPGA 的并行仿真等多种复杂的实时仿真功能。系统的整体框架如下图所示:

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