无需编程，用PSIM仿真生成DSP代码，实现BOOST硬件开发及实验

只看该作者 · 2020-9-1 18:23

本帖最后由 icekoor 于 2020-9-1 18:23 编辑

本贴为《PSIM实现数控开关电源仿真，生成DSP代码并完成BUCK硬件试验》的续篇，链接如下：
https://bbs.21ic.com/icview-3009594-1-1.html
后续会继续更新 DC/AC逆变实验

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(1) 概述：

PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。它将半导体功率器件等效为理想开关，能够进行快速的仿真，对于初学者来说更容易掌握。其SimCoder工具可从PSIM控制电路图自动生成C代码，该代码可在指定的硬件的实时操作上运行。 SimCoder自动代码生成功能能够无缝地实现仿真与硬件的集成，从而大大加快了开发和设计流程。（详见百度百科）SO-1901AD是将PSIM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，可用于算法快速验证。利用PSIM自动DSP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。详细介绍可搜索：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=624765888672。也可以添加VX交流:sevenohm1。详细介绍可以查看附件《电力电子试验系统_SevenOhm_V1.04》。

(2) Boost电路原理：

Boost的原理相对比较简单，这里不再赘述了，详细资料可以查看附件《详细介绍BOOST工作原理与实战设计》。1. SO-1901AD实验系统可以研究boost电路的电压闭环，电流闭环以及双闭环。2. 可研究双boost的并联控制，buck与boost的串联控制，buck-boost控制等等。3. 可利用示波器监测输入电压，输出电压，输入电流，输出电流，电感电流，MOS管控制信号。4. 基于提供的基础模型，可添加自己的控制算法，PSIM仿真通过后，既可以下载到硬件平台上，验证算法的是否正确。5. 利PSIM自带的串口功能，可以设定输出电压和电流，可以在线观察实验波形，可以在线PI参数。

(3) PSIM实现BOOST双闭环控制仿真建模：

仿真原理图如下图所示，由主电路、控制电路、软启动电路、方波发生电路、仿真示波器（用于观察仿真过程中产生的波形）组成，各部分模块和参数会在以下内容中逐步去介绍，后续详细信息参考附件《SO-1901AD 之 Boost平均电流模式双闭环试验部分》。

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。

(4) 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。后续详细信息参考附件《SO-1901AD 之 Boost平均电流模式双闭环试验部分》。

当仿真电路在PSIM中仿真通过后，就可以使用Simulate >> GenerateCode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。左侧图为成功导入工程，右侧图为完成工程编译。

(5) 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。详细的实验视频可以查看网址，后续会陆续更新实验教程，供大家学习：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=624765888672。

针对BOOST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。下图为PSIM示波器监测到的波形，左侧为可监测量，包含MOS管温度，输入电流，输出电流，输入电压，输出电压以及电感电流。右侧为通过串口回传的实时数据，展现到PSIM示波器里。

下图为示波器监测到的试验结果，图1为断续模式下的电压电流波形；图2为连续模式下的电压电流波形；图3为现在升高输入电压的波形。示波器通过信号说明，紫色：输出电压波形；黄色：输入电压的波形；绿色：MOS管驱动信号；蓝色：电感电流波形。