隨著電力電子技術(shù)和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)電源控制器（MCU）性能、可靠性和安全性要求提升。傳統(tǒng)測(cè)試方法難以滿足現(xiàn)代電源控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需求，硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試技術(shù)成為電源MCU開(kāi)發(fā)的重要驗(yàn)證手段。EasyGo MCU+HIL 測(cè)試方案，特別適用于開(kāi)關(guān)電源、諧振變換器等復(fù)雜拓?fù)涞臏y(cè)試需求。

一、HIL+MCU 方案

本方案針對(duì)電源控制器 MCU（微控制器單元）的硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試需求，采用 EasyGo 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)構(gòu)建高精度測(cè)試環(huán)境，通過(guò)模擬各類電源拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源控制算法的閉環(huán)驗(yàn)證，同時(shí)支持故障注入和極限工況模擬，顯著提升電源控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率與可靠性。

方案基于 CPU+FPGA 架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)實(shí)時(shí)仿真，特別適合電源拓?fù)涞木_模擬。其圖形化建模界面和無(wú)需編譯的特性大幅降低了技術(shù)門檻，使工程師能夠快速搭建各類電源系統(tǒng)模型并開(kāi)展全面測(cè)試。

二、系統(tǒng)架構(gòu) 

EasyGo 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)為電源控制器 MCU 提供硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試系統(tǒng)，與用戶 MCU 構(gòu)成一整套測(cè)試系統(tǒng)。

在整體系統(tǒng)中，EasyGo 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)與 MCU 之間通過(guò)實(shí)際物理 IO 交互。MCU 的 AI 端口采集 HIL 設(shè)備 AO 通道輸出的模擬信號(hào)，內(nèi)部進(jìn)行閉環(huán)計(jì)算，接著通過(guò) DO 輸出脈沖控制信號(hào)進(jìn)入 HIL 設(shè)備的 DI 通道中，形成閉環(huán)系統(tǒng)。

在 EasyGo 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái) HIL 系統(tǒng)中，上位機(jī)通過(guò) TCP/IP 與實(shí)時(shí)仿真設(shè)備通訊。系統(tǒng)搭載 EasyGo DeskSim 軟件，用來(lái)管理實(shí)時(shí)仿真設(shè)備，且可以使用該軟件載入不同的電源拓?fù)?，進(jìn)行各類電源拓?fù)涞?HIL 測(cè)試。

EasyGo 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)：由軟件和硬件兩部分組成，二者協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)高精度、高實(shí)時(shí)性的仿真測(cè)試。

方案硬件部分采用 EGBox 實(shí)時(shí)仿真設(shè)備，與上位機(jī)之間采用千兆網(wǎng)的 TCP/IP 通訊交互，模型程序可以部署到 CPU 中或者 FPGA 中進(jìn)行高速實(shí)時(shí)運(yùn)行。

CPU 和 FPGA 之間通過(guò) PCIe 總線進(jìn)行高速通信，同時(shí) FPGA 底板上設(shè)計(jì)成 8 插槽的結(jié)構(gòu)，可配置大量高速的 IO 模塊，直接通過(guò) FPGA 驅(qū)動(dòng)硬件 IO 來(lái)完成信號(hào)的交互。IO 部分采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以根據(jù)自己的需求，靈活進(jìn)行配置。具體架構(gòu)如下所示：

方案軟件部分采用 EasyGo DeskSim 配置型的實(shí)時(shí)仿真軟件。軟件支持將 Simulink 算法程序快速部署至實(shí)時(shí)仿真設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)： CPU Model 實(shí)時(shí)運(yùn)行，F(xiàn)PGA 電力電子模型納秒級(jí)別實(shí)時(shí)仿真運(yùn)行，CPU 模型與 FPGA 聯(lián)合仿真或 RCP 與 HIL 自閉環(huán)運(yùn)行，以及多 FPGA 的并行仿真等多種復(fù)雜的實(shí)時(shí)仿真功能。

系統(tǒng)的整體框架如下圖所示：