隨著電力電子技術和新能源產業的發展,對電源控制器(MCU)性能、可靠性和安全性要求提升。傳統測試方法難以滿足現代電源控制系統開發需求,硬件在環(HIL)測試技術成為電源MCU開發的重要驗證手段。EasyGo MCU+HIL 測試方案,特別適用于開關電源、諧振變換器等復雜拓撲的測試需求。
一、HIL+MCU 方案
本方案針對電源控制器 MCU(微控制器單元)的硬件在環(HIL)測試需求,采用 EasyGo 實時仿真平臺構建高精度測試環境,通過模擬各類電源拓撲的動態特性,實現對電源控制算法的閉環驗證,同時支持故障注入和極限工況模擬,顯著提升電源控制系統的開發效率與可靠性。
方案基于 CPU+FPGA 架構,可實現納秒級實時仿真,特別適合電源拓撲的精確模擬。其圖形化建模界面和無需編譯的特性大幅降低了技術門檻,使工程師能夠快速搭建各類電源系統模型并開展全面測試。
二、系統架構
EasyGo 實時仿真平臺為電源控制器 MCU 提供硬件在環(HIL)測試系統,與用戶 MCU 構成一整套測試系統。
在整體系統中,EasyGo 實時仿真平臺與 MCU 之間通過實際物理 IO 交互。MCU 的 AI 端口采集 HIL 設備 AO 通道輸出的模擬信號,內部進行閉環計算,接著通過 DO 輸出脈沖控制信號進入 HIL 設備的 DI 通道中,形成閉環系統。
在 EasyGo 實時仿真平臺 HIL 系統中,上位機通過 TCP/IP 與實時仿真設備通訊。系統搭載 EasyGo DeskSim 軟件,用來管理實時仿真設備,且可以使用該軟件載入不同的電源拓撲,進行各類電源拓撲的 HIL 測試。
EasyGo 實時仿真平臺:由軟件和硬件兩部分組成,二者協同工作,實現高精度、高實時性的仿真測試。
方案硬件部分采用 EGBox 實時仿真設備,與上位機之間采用千兆網的 TCP/IP 通訊交互,模型程序可以部署到 CPU 中或者 FPGA 中進行高速實時運行。
CPU 和 FPGA 之間通過 PCIe 總線進行高速通信,同時 FPGA 底板上設計成 8 插槽的結構,可配置大量高速的 IO 模塊,直接通過 FPGA 驅動硬件 IO 來完成信號的交互。IO 部分采用模塊化設計,用戶可以根據自己的需求,靈活進行配置。具體架構如下所示:
方案軟件部分采用 EasyGo DeskSim 配置型的實時仿真軟件。軟件支持將 Simulink 算法程序快速部署至實時仿真設備,可以實現: CPU Model 實時運行,FPGA 電力電子模型納秒級別實時仿真運行,CPU 模型與 FPGA 聯合仿真或 RCP 與 HIL 自閉環運行,以及多 FPGA 的并行仿真等多種復雜的實時仿真功能。
系統的整體框架如下圖所示: