PSIM实现数控开关电源仿真，生成DSP代码并完成BUCK硬件试验

只看该作者 · 2020-8-15 19:59

本帖最后由 icekoor 于 2020-8-15 19:59 编辑

(1) 概述：

SO-1901AD是将软件仿真和硬件测试完全打通的一套电力电子教学实训系统，也可以用于算法快速验证，SO-1901AD是利用PSIM自动代码生成技术，将软件仿真验证的功能通过代码生成工具快速实现一键生成硬件驱动代码，实现软件仿真和硬件验证的一键切换，系统包括可灵活设置的电力电子通用电路、激励电源、多用途电子负载、测量仪器和代码生成工具，可以快速验证多种电力电子拓扑。通过对该套件进行配置，可以实现对Buck、Boost、Buck-Boost、半桥、全桥、单相逆变电路、全桥PWM整流、单相并网控制及其衍生拓扑的验证。整套系统可完成AC/DC，DC/DC，DC/AC多种形式的电力电子实验，集教学与实验操作为一体。

备注：帖子最后有仿真模型，以及试验说明，需要更多详细资料的，可以添加VX交流:sevenohm1。

(2) PSIM实现BUCK斩波电路仿真建模：

下图为控制电路部分拓扑图，其中黄色线框圈定的部分为三角波发生器（Triangular）。红色线框圈定的部分为积分电路，由直流电源（DC），积分模块（Integrator）和限幅模块（Limiter）组成。标有Min的方块为Maximum/Minimum Block ，用来比较多路输入的大小（输入的信号通道路数可以设置），通过对模块的设置可以输出较大值或者输出较小值，该模块实现软起动。

仿真结果如下图，左侧为输入电压与输出电压波形，输出电压具备软起动过程。右侧为MOS管驱动信号与电感电流波形。

(3) PSIM实现DSP模块建模仿真并生成代码：

下图为增加DSP模块后的PSIM仿真模型，该模型中增加了PWM模块，ADC模块，CLOCK模块，SCI模块，GPIO模块。该模块的参数与实际试验平台相对应，该模块可直接生成DSP代码，可直接下载到试验平台的DSP中，最终在真实硬件上完成验证。

方波发生电路如下图所示，其中pwmal驱动MOS管T2并使其始终处于关闭状态，pwmah驱动MOS管T1使得电路工作在Buck电路模式下。方波发生电路由TI DSPF28335集成的PWM模块产生，其为PSIM内部集成的匹配F28335的模块。

软启动模块由Simplified C Block 模块实现，通过简单的C 代码实现软启动控制。给定参数可以通过SCI Input模块通过串口给定，该模块可以设置初始值，在SCI没有设置参数时默认使用初始值，初始值通过变量在 Parameter file模块里设置。

主电路的运行参数，通过F28335内部集成的ADC转换器完成采集，如下图黄色线框圈定的模块，其中A0-A7、B0-B7为模拟输入口（不使用时应接地），D0-D15位数字输出口（不使用时可以悬空），与模拟输入口一一对应红色圈定的模块为2阶低通滤波器，用于对模拟量进行滤波器。

当仿真电路在PSIM中仿真通过后，就可以使用Simulate >> Generate Code生成C代码，点击Generate Code选项后，将在仿真文件的目录下生成一个同名的文件夹，这个文件夹里纪委生成的C代码工程文件，这个工程文件可以通过TI公司的Code Composer Studio 6.0（缩写为CCS 6.0）编译工具打开。

PSIM 生成的C代码工程的具体导入步骤如下图所示，使用TI公司开发的Code Composer Studio 6.0编译工具打开，打开以后即可完成编译功能，以下示例为编译为下载至Flash中的C代码，而非RAM。左侧图为成功导入工程，右侧图为完成工程编译。

(4) 代码下载到硬件平台完成验证：

SO-1901AD较为完整的试验系统如下图所示，包含直流可调电源，电子负载，监控的上位机，示波器，电网模拟装置和试验模块。其中最核心的为我司自主开发的试验模块，该模块包含了通过配置，可以实现对Buck、Boost、Buck-Boost、半桥、全桥、单相逆变电路、全桥PWM整流、单相并网控制及其衍生拓扑的验证。

针对BUCK斩波试验，该系统可完成开环试验、电压闭环试验、电流闭环试验、双闭环试验、CCM模式、DCM模式、输入电压突变、负载突变试验等。配带完整试验模型和操作说明。