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  • 2025-01-20

  • 发表了主题帖： 电流纹波居高不下？试试这些巧妙方法

    在电子电路和电源设计领域，电流纹波是一个不可忽视的重要因素。它不仅影响着电源的性能，还对整个系统的稳定性、可靠性以及相关设备的使用寿命有着深远的影响。了解电流纹波，并掌握降低它的有效方法，对于保障电子设备的正常运行和提升产品质量至关重要。 一、电流纹波是什么？ 电流纹波（Ripple Current）是指在电源系统中，由于多种因素致使电流在其平均值附近上下波动的现象。在理想的直流电源供电场景下，电流理应保持恒定不变。然而，在实际电路中，受各类因素干扰，电流会产生波动，这种波动呈现出的形态即为纹波。 二、电流纹波对电源有什么影响？ 在电力电子系统中，电流纹波由功率器件的周期性开关动作、储能元件（如电感和电容）的充放电特性、负载的动态变化以及电路拓扑结构等多种因素共同产生。  电流纹波对电子系统性能有着重要的影响，包括但不限于： ▍电磁干扰（EMI）：电流纹波引发电的磁场变化，不仅会干扰系统内部电路以及周围电子设备。尤其对高灵敏度设备影响较大，可能导致通信质量下降、数据错误，还会干扰自身电源控制电路，引发误动作。 ▍稳定性降低：过大的电流纹波会降低系统稳定性，导致电源输出不稳定，影响设备的正常运行，严重时可能引发系统故障。 ▍效率降低：电流纹波会导致电路中的功率损耗增加。在开关电源中，电流纹波会使开关管在导通和关断瞬间产生额外的能量损耗，降低电源转换效率。 ▍设备寿命缩短：持续的电流纹波会使电子元件承受额外的应力，缩短设备寿命。 从其影响可知，纹波若出现在不当之处通常有害，需要尽量避免。目前，抑制和去除纹波的方法很多，但完全消除极为困难。所以在制作电源时，我们需要将纹波控制在允许范围内，使其不影响环境和设备；对于那些对纹波要求高的设备 ，则要把纹波降低到更低的水平。 电流纹波的大小一般通过纹波系数来表示，纹波系数定义为纹波电流的峰峰值与平均电流的比值。该系数越小，表明电流波动幅度相对平均电流越小，电源输出电流的稳定性越高。 森木磊石 PPEC inside 数字电源系列产品表现卓越。产品基于PPEC数字电源控制芯片开发，不仅具备高精度、高稳定度与高效能转换的特点，还拥有完善的保护功能。此外，该系列产品的电流纹波均优于1%，部分产品可达到0.01%，能够为精密电路提供稳定可靠的电力支持，确保电路稳定运行，受到客户广泛好评。 三、怎么降低电流纹波？ 为了降低电流纹波对系统造成的影响，增强输出电流的稳定性，可以采取以下策略： 1、电路设计优化 ▍电源设计：优化电源设计方案，选用合适的拓扑结构,如采用多相交错方案，降低电流纹波。 ▍软开关技术：采用 ZVS、ZCS 等软开关技术，可减少开关过程中的电压和电流尖峰，改善纹波。 ▍滤波电路优化： » 添加电容：增加适当的电容到电路中，可以帮助平滑电流波形，降低电流纹波幅度。 » 增大滤波电容：通过采用电容并联方式减小电容等效ESR值，可以有效地减小纹波。 » 多级滤波应用：针对高频纹波，采用多级滤波或高频滤波器加以抑制。 2、控制策略 ▍提升开关频率：增加开关电源的开关频率可以减小电流纹波的频率成分，增强系统稳定性。 ▍闭环调节控制优化：合理选取闭环调节器的增益及积分系数，在调节器输出端增设对地补偿网络，抑制因调节器自激引发的纹波增大问题。 3、布局优化 ▍PCB布局：在PCB设计中，将电源和信号部分分开，用隔离带或大面积地线隔离，防止纹波电流干扰敏感信号。 ▍布线优化：缩短高纹波电流路径，用较宽电源线和地线，采用多层PCB紧密耦合电源和地平面，降低电源纹波噪声。 ▍接地设计：低频电路用单点接地，高频电路用多点接地，以减少地环路干扰或降低接地阻抗。 在电子半导体行业以及各类电路设计应用中，电流纹波是不可避免的现象，但可以通过控制和优化来减小其对电路的影响。在实际应用中，我们需综合考虑各方面因素，权衡利弊，选择最合适的方法优化电流纹波特性，最大程度避免纹波电流带来的负面影响，提高产品可靠性和性能。 免责申明：图片及内容整理自网络，如有侵权请联系删除

  • 2025-01-16

  • 发表了主题帖： 加速电机控制器开发：EasyGo硬件在环测试平台一站式解决方案

    电机应用领域广泛，种类繁多、性能各异。随着现代工业的快速发展，电机控制系统愈发复杂，传统依赖实体电机硬件的开发测试方式，成本高昂、效率低下且灵活性差。 为打破这些局限，EasyGo针对加速电机控制器开发的需求，提供了硬件在环测试平台一站式解决方案。该方案运用前沿仿真架构，目前具备种类最为齐全、覆盖最为全面的电机模型、编码器的实时仿真，以及非线性变参处理能力，既能高精度模拟电机特性，又可模拟故障。以高灵活性、可靠性，助力电机控制技术研发，满足多领域应用需求，为用户降本增效。 一、电机控制器硬件在环测试平台 电机控制器硬件在环测试平台基于FPGA硬件架构，具备对电机动态运行特性的深度模拟能力，能以实时交互模式与实际控制器精准对接，为工程师提供了一个集开发、验证、测试一体的仿真测试平台。平台极大提升了电机控制技术研发的灵活性与效率，可全方位满足现代工业复杂多变的应用需求 二、核心功能 1、多类电机模型支持 广泛支持多种电机类型的实时仿真和参数化配置，适应不同的应用场景。可仿真电机类型参考如下： ▍交流电机 ☑永磁同步电机☑鼠笼式异步电机☑绕组式异步电机☑有刷/无刷双馈电机☑开关磁阻电机 ▍直流电机 ☑有刷/无刷直流电机 2、多电机同步仿真 支持多达三个电机的同步实时仿真运行，充分模拟多电机协同工作场景，如工业自动化生产线中的多轴驱动系统、电动汽车的多电机动力总成等复杂应用，精准还原电机间的交互影响与协同效应。 3、多编码器支持 支持市面上主流的电机编码器类型（如增量式编码器、霍尔传感器、旋变编码器、电涡流编码器等），并且用户可以同时对三个电机编码器进行实时仿真，保障多电机系统在复杂工况下的协同感知精度，避免因编码器数据不同步导致的控制误差，提升系统整体可靠性。 4、非线性变参处理 支持非线性变参电机模型实时仿真。针对电机运行过程中的非线性特性以及参数动态变化情况，如二维查表、磁饱和、温度对电阻的影响等，具备强大的实时仿真能力，确保模型与实际电机运行的高度一致性。 5、故障模拟 可模拟电机在实际运行过程中可能遭遇的各类故障（如短路、断路、传感器故障等），确保控制系统在复杂工业环境下的高可靠性与稳定性。 6、硬件在环（HIL）测试 通过标准化接口与实际电机控制器连接，构建起硬件在环测试闭环体系。能够精准地验证电机控制器在各类复杂、真实工况下的性能指标，包括但不限于稳态精度、动态响应速度、抗干扰能力等。 7、小步长实时仿真 平台支持微秒级实时仿真，最小仿真步长可达 200ns ，时间精度极高，为高性能控制需求和精细测试提供有力支撑。 三、平台优势 ▌高灵活性 支持多种电机类型和控制策略，适应不同的应用需求。 ▌高可靠性 提供精确的仿真结果，确保测试的可信度。 ▌节省成本 减少对实际电机和负载设备依赖，降低开发测试成本。 ▌缩短开发周期 快速验证设计，加速产品上市时间。 四、应用场景 ▌电机控制算法开发 可在实验室环境中快速验证和优化控制算法（如FOC、DTC等），减少了对实际电机硬件的依赖，降低开发成本。 ▌控制器硬件测试 可对电机控制器进行全面的功能测试和性能评估，验证控制器在不同工况下的响应速度和稳定性。 ▌系统集成测试 在电机和控制器集成前，提前发现并解决潜在问题，缩短产品开发周期，提高系统可靠性。 ▌教育与培训 可用于电机控制相关课程的教学和实验，帮助学生和工程师深入理解电机控制原理。

  • 2024-12-26

  • 发表了主题帖： 光伏发电系统篇：三电平并网逆变器实时仿真

      一、三电平并网逆变器   在能源转型加速的当下，分布式能源接入电网需求大增。三电平并网逆变器凭借低谐波、高功率密度等优势，有效提升电能转换效率，于新能源并网发电中担当关键角色。 常见的三电平电路拓扑结构包括二极管钳位型、飞跨电容型、级联型以及 T 型等。其中，二极管钳位型三电平和 T 型三电平电路较为常用。本篇中我们基于EasyGo实时仿真器EGBox Mini，对三电平光伏并网逆变器进行仿真实验验证。通过与离线实验结果进行对比，可以看到EasyGo实时仿真平台PQ波形与离线一致。并且，在调节直流电压设定值后，波形能够实时跟随变化，并保持稳定。 实验说明，EasyGo实时仿真设备具备良好的仿真效果，在实际科研/教学中可以替代真实设备进行三电平并网逆变器的仿真模拟。实验再次验证了 Easygo 仿真平台的准确性与可靠性，可为企业/实验室提供高效、安全的测试平台。 近几年，T 型三电平拓扑发展迅速。与中点钳位（Neutral Point Clamped，NPC）型三电平逆变器相比，该拓扑无需钳位二极管，仅用 12 个功率开关器件，器件使用数量更少，有效解决了传统二极管中点钳位型拓扑器件过多、损耗分布不均等问题。 三相NPC三电平光伏并网系统主要包含光伏电池模块、最大功率跟踪控制、NPC逆变器及逆变控制、逆变器出口滤波以及交流电网等部分。并网逆变控制采用基于dq解耦的双闭环控制，控制框图如下： 系统的整体拓扑结构如图：   二、离线仿真 搭建TNPC 光伏并网逆变器离线模型如下所示。 光伏电池在标准情况（温度25℃，光照强度1000S/㎡）下，单块光伏电池开路电压44.2V，最大功率处电压35.2V，短路电流5.2A，最大功率处电流4.95A，光伏电池串联数为10，并联数为58，额定功率100kW。正常运行过程中，逆变器直流侧电压500V，交流电网电压380V。 并网逆变器运用基于直流电压外环与电网电流内环的双闭环控制策略。外环将逆变侧直流电压与给定直流电压对比，其误差经 PI 运算后，作为内环 d 轴电流环参考值 id_ref，id_ref 与 d 轴电流实际值 id 比较并经 PI 运算得到脉冲生成信号 Ud；同时，电流环 q 轴参考值 iq_ref 与实际值 iq 比较且经 PI 运算得到脉冲生成信号 Uq。 通常，为实现并网效率最大化，iq_ref 设定为 0。 运行模型，逆变器直流侧电压给定值为500V。为检验光伏整体控制效能，将光照强度依次设定为 1000W/㎡、1200W/㎡、1000W/㎡、800W/㎡，于 0.05s 启动光伏 DC/DC 控制， 0.1s 启动 VSC 控制，仿真结果如图： 从波形可以看出：在0.1s，VSC控制启动后，Vdc在短时间被控制到设定值500V；在光照强度按设定值变化时，系统也能快速跟随变化，并维持稳定。   三、EasyGo 实时仿真 EGBox Mini产品系列是基于CPU+FPGA硬件架构设计的一体式紧凑型实时仿真产品，属于EGBox 系列实时仿真器的入门级产品。其不同型号可完成硬件在环测试系统（HIL）或者快速控制原型系统（RCP）。 将控制模型和拓扑模型分别通过仿真上位机部署进两个实时仿真器（EGBox Mini），整体架构如下图所示： 实时运行波形如下所示： 可以观察到：当光伏前端设置温度为25℃，光照强度10000S/㎡，直流电压500V时，其PQ波形与离线一致。调节直流电压设定值后，波形也能实时地跟随变化，并保持稳定。 EasyGo实时仿真平台基于Matlab/Simulink的实现方式具有上手快、通用性强的特点，在完成端口配置的基础上可以实现免培训操作。上位机软件 Desksim 可通过在线调参功能对系统的功率电路部分进行实时调控，这里就不过多赘述。 三电平并网逆变器实时仿真就分享到这里了，欢迎感兴趣的工程师们咨询沟通。

  • 2024-11-28

  • 发表了主题帖： 直流高压电源技术发展浅析

      直流高压电源是产生直流高压电能的装置，由市电或三相电输入，经过变换产生数千伏到百万伏直流电压输出，可稳压或稳流。直流高压电源作为现代电力电子技术的重要组成部分，广泛应用于工业控制、医疗器械、电加热、高能物理、电解工艺、新能源等行业，如：X射线发生器、粒子加速器、雷达系统等，市场前景十分广阔。 一、直流高压电源技术 直流高压电源的工作原理基于电能的转换与控制。 它首先将输入的交流电通过整流电路转换为直流电，然后通过逆变电路及升压变压器变化为高压高频交流电能，最后经过整流滤波得到所需的高压电压。 在升压过程中，为了保证电源的稳定性，通常会采用闭环控制，对输出电压进行实时监测和调整。 据其结构和性能特点，直流高压电源可分为：    小型直流高压电源：用于气体放电、场致发光等应用中。    中型直流高压电源：用于气体放电、离子束注入、测试测量等领域。    大型直流高压电源：用于核物理实验、粒子加速器等高端领域。 随着开关电源技术的发展与成熟，采用高频开关变换技术结合高压电源的特点而研制的直流高压电源成为主流，新一代直流高压电源具有更高的转换效率、更低的损耗和更强的稳定性。    ▍高输出电压：能够提供从几千伏到几十万伏的高压，满足不同应用场景的需求。    ▍大功率输出：输出功率可达数百千瓦甚至兆瓦级别，适用于需要大功率供电的场合。    ▍体积小、重量轻：体积和重量显著减小。    ▍效率高：采用高频软开关变换技术，转换效率大大提高。    ▍高稳定度：采用高精度分压器件及调理电路，具有较高的稳定性和可靠性。    ▍低纹波：输出的直流电平平稳，纹波小，储能低。    ▍宽范围调节：电压调节范围宽，可根据实际需求灵活调节。    ▍高功率密度：能在较小体积内提供更高功率输出。    ▍高精度控制：采用先进的闭环控制系统，能够实现对输出电压的精确控制，保证输出电压的稳定性。    ▍保护功能完善：具备过流、过压、过热等多种保护功能，确保设备的安全运行。 二、发展及应用 直流高压电源由于其输出电压高、电流稳定的特点，被广泛应用于各种需要高电压、大电流的场合。其主要的发展方向：一是提高电源的功率，即高压和大电流；二是减小电源体积，即高电压和小体积，主要是提高电源的开关频率。 为了满足市场需求，企业正在加大直流高压电源技术投入，并通过引入高效换流器高频变压器等技术，提高产品效率，降低成本和能源消耗。通过使用先进的控制、监控和信息化技术，更好的提升产品的性能、可靠性和智能化程度，满足客户的个性化和定制化需求。森木磊石PPEC inside高压电源基于PPEC数字电源控制芯片研发，具有高电压输出、高稳定度、高精度及高转换效率和小体积的特点，广泛应用于供电系统、半导体行业、粒子加速器、真空微波电子管，雷达，通信设备、电容充电、熔喷布静电驻极、除尘设备等场景。    ▌输出电压从1KV至100KV可选。    ▌具备高充电精度与高可靠性。    ▌具备强抗电磁干扰能力。    ▌内置完善的保护机制。    ▌宽范围调节，允许用户对输出电压和电流进行全范围调节。 电源控制芯片技术的创新不仅提高了直流高压电源的效率和稳定性，也进一步促进了直流高压电源的普及。目前，国内外许多公司都在不断研发和改进电源控制芯片，以满足电源技术的需求和市场发展。其中，森木磊石研发的PPEC电源控制芯片，以其独家免代码开发技术填补了国内该领域技术空白，为直流高压电源的发展注入新的动力。PPEC电源控制芯片融合了电力电子核心算法，覆盖常用拓扑结构，采用图形化平台及菜单式配置实现了电源的免代码快速开发，为电源研发企业降本增效。其广泛适用于直流电源、逆变器、充电机、交流伺服系统、UPS、变频器、常规或特种电源等，助力电源行业高速发展。 直流高压电源凭借其出色的稳定性、安全性与卓越的调节能力，在诸多领域中占据着关键地位并发挥核心作用。随着技术的持续进步，直流高压电源的应用范围将进一步扩大，成为更多领域的首选电源解决方案，为各行各业提供坚实的电力支持，有力地推动各行业的持续稳定发展与创新突破。

  • 2024-11-22

  • 发表了主题帖： 特种电源发展走向浅析

    一、背景 特种电源是为满足科研、军事、工程等领域特殊负载或特殊应用需求设计研发的电源，其特殊之处在于或输出电压、功率、纹波系数等技术参数要求高，或要求能够适应高低温、辐射、强电磁、强振动等特殊环境。  特种电源在工业、环保、医疗、国防和科研等领域有着广泛的应用，并且其发展潜力巨大。 二、特种电源技术 早期特种电源技术是从交、直流电源技术衍生发展的。20世纪中叶，随着雷达、加速器等新型装备、设施的发展，常规交、直流电源已难以满足相关需求，特种电源逐步受到重视，在脉冲X光机、电磁轨道炮、高功率微波、加速器、环境应用等方面有广泛的应用。   特种电源主要通过电力电子变换技术将国家电网通用电能，精准转换成不同电压、电流、频率、波形的专用电能，满足特殊负载用电需求。 从电路结构来看，除常用的交直流电路结构外，特种电源设计中涉及的电路拓扑结构还包括：Marx发生器（冲击发生器）、脉冲形成线（网络）、LTD（Linear Transformer Driver）、脉冲变压器等。 由于其较高的参数和性能要求，特种电源对基础技术和器件的依赖性较强，国内外领先的特种电源技术研究机构均投入大量资源开展基础技术研究及器件研制工作。 三、发展及应用 特种电源属于电力电子设备行业，是国家重点支持的高新技术领域之一。 2022年6月科学技术部、国家发展和改革委员会等九部门发布《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》提出，以电力输配等终端用能环节为重点，研发和推广高效电能转换及能效提升技术。该政策有助于特种电源产业加大研发投入，提升生产技术，提升产品质量。 近30年来，我国特种电源技术研究取得长足进步，产品研制能力也得到了大幅度提升。 特种电源技术在核技术、航空航天、国防、高能物理等工程领域发挥重要作用，是大科学装置和高性能装备的重要基础技术。   森木磊石积极参与并研制了PSM高压电源系统、高频逆变式高压电源系统、阳极高压电源及高精度磁铁电源、kicker高压充电机、束线四级铁电源等一系列电源装置，助力我国大科学装置技术发展。 在高压电源、脉冲电源和加速器电源系统中，我司电源产品均基于PPEC数字电源控制芯片研发，可提供高电压、大电流、高精度及高稳定度的输出。 根据全国特种电源学术交流会会议报告和论文反映出，近年来国内特种电源电路拓扑结构与仿真、关键器件、控制技术、系统设计和应用技术等多个方面均取得了巨大进步。 从目前来看，特种电源技术的发展趋势主要表现在：高转换效率、高功率密度、高可靠性、小型化轻量化、模块化以及数字化智能化控制几个方面。 ▍高转换效率：通过高频化技术减少能量损失，提高能源利用效率。 ▍高功率密度：在相同体积或重量下输出更大功率，满足特定领域需求。 ▍高可靠性：采用先进材料和工艺，实施冗余设计和故障保护，确保电源稳定运行。 ▍小型化轻量化：优化设计和封装技术，降低电源体积和重量，提高便携性。 ▍模块化：电源系统更加灵活和可扩展，能根据不同的应用需求进行灵活组合，满足复杂多变的应用需求。 ▍数字化智能化控制：集成智能芯片和通信模块，实现远程监控、故障诊断和自动调整，提高电源灵活性和可维护性。 在当前科技创新和军民融合的大背景下，特种电源技术正逐渐成为科研领域的新焦点。随着各行业对特种电源需求的不断增长，以及大型科学实验设备和国家重点工业项目的发展，特种电源技术正朝着高效、紧凑、可靠和智能化的方向发展，以适应不断演变的市场需求和技术挑战。

  • 2024-11-21

  • 发表了主题帖： 建议收藏！电源研发黑科技PPEC控制芯片技术解析

      一、PPEC可以开发哪些电源拓扑？ PPEC（Programmable Power Electronics Controller，可编程电力电子控制器）系列控制芯片涵盖了DC-DC、DC-AC和AC-DC变换电源开发中常用的拓扑类型，可满足多种电源拓扑的免代码开发需求。 目前，森木磊石已经推出移相全桥拓扑、LC串联谐振拓扑、LLC谐振拓扑、Buck/Boost半桥拓扑、双向有源全桥拓扑、单相逆变/整流拓扑、三相逆变/整流拓扑以及Buck/Boost+LLC组合拓扑的电源控制芯片。后续还会推出Vienna整流拓扑以及更多组合拓扑的电源控制芯片，以满足各种应用场景需求。 二、PPEC硬件资源？ PPEC控制芯片采用64引脚封装，集成了通讯、采样、IO、PWM控制、硬件保护等多类接口。可通依据提供的外围参考电路进行外围电路搭建。 PPEC控制芯片的接口功能如下： ▍通讯接口：配置2路SCI通讯接口以及1路CAN通讯接口，可与PPEC Workbench以及PPEC屏幕进行连接通讯。 ▍ADC采样接口：配置10路ADC采样输入接口（ADC1-ADC10），采用12位ADC采样，采样频率为80k。用户可根据需求进行电压、电流以及温度等参数的采样信号接入。 ▍PWM控制接口：含6组共12路PWM控制接口（PWM1A PWM1B - PWM6A PWM6B），针对不同的电源拓扑可灵活配置PWM控制方式。 ▍IO接口：芯片配置8路数字输入接口（DIN1-DIN8）以及6路数字输出接口（DO1-DO6）。 ▍硬件保护：预留的29号引脚为硬件保护信号输出引脚。控制芯片内部包含：输入硬件电流保护、输出硬件电压保护以及输出硬件电流保护电路。   三、PPEC软件功能？ 1、远程控制在线升级 支持标准Modbus RTU协议，可通过PPEC Workbench实现远程控制和在线升级。 2、软件保护 保护功能完善。可配置输入电流、输入电压、输出电流、输出电压、输出功率和温度等参数的保护阈值。 3、工作模式灵活切换 多种电源工作模式灵活切换。如：LC串联谐振拓扑可切换正充电模式、负充电模式及正负充电模式。 4、采样校正 通过修改增益和偏置参数进行采样校正，以解决显示值与实际输出值不匹配的问题。 5、权限分层管理 开发者：可操作全部调试参数 用户：仅能访问使用参数 6、PWM信号控制 可进行多种PWM控制方式的配置，如移相控制、互补控制和死区时间控制等。   四、PPEC如何驱动IGBT？ PPEC控制芯片不能直接驱动IGBT器件，需要搭配合适的驱动电路。除驱动电路外，PPEC还需配合电源电路、采样电路、数字输入输出电路、PWM输出电路、短路保护电路以及通讯接口电路等外围电路进行功能实现。   五、PPEC反馈环路控制精度？ PPEC控制芯片内部采用12位ADC采样，闭环采用PI控制方式。若外部采样回路设计合理，在经过采样校准的情况下，PPEC的反馈环路控制精度可以达到5‰（千分之五）。   六、PPEC有存储功能吗？ PPEC控制芯片内部存储空间较小，不适合用于数据存储。但是PPEC预留SPI接口，可外接存储芯片实现数据的存储。   七、PPEC开发者模式？ 输入密码即可进入开发者模式，否则为用户模式。 ▍用户模式：可进行电压电流设置、电压电流参数显示、运行及故障状态显示、电源启动/停止操作等。 ▍开发者模式：在用户模式的基础上可进行采样参数校正、电压电流限值设定、保护阈值设置、PI控制参数设置、PWM频率设置、预充电参数设置等。   八、PPEC工作环境要求？ PPEC适宜的工作环境温度为-40℃~85℃，能够满足所有工业级工作环境。   九、如何触发PPEC保护功能？ 内部集成硬件保护电路与RS锁存电路，当实时采样电压大于内部比较器时，会触发保护信号并进行锁存，保护设备。同时，内部也具备软件保护功能，实时采样值大于设定保护阈值时，触发保护条件对设备进行保护。   十、PPEC合作模式？ ▍模式一：技术交付+客户自主生产 交付PPEC电源开发和生产所需的全套技术资料，客户按需采购PPEC控制芯片和其他器件，完成产品批量生产。 ▍模式二：生产交付成品电源 提供电源整机OEM业务批量生产服务，客户按需采购PPEC成品电源，我司按合同完成产品生产交付。

  • 2024-10-18

  • 发表了主题帖： EasyGo新能源系统实时仿真解决方案

           一、应用背景        新能源专业的发展受到了全球新能源技术发展的推动和需求的支持，高校新能源专业的发展正逐步与新能源技术的发展趋势相适应，致力于培养适应新能源领域发展需求的优秀专业人才。 ▍专业设置多元化：高校增设多种新能源专业 培养全方位研发、设计、 应用与管理人才。 ▍跨学科融合：新能源专业融合多领域知识，培养具有综合背景的专业人才。 ▍强化实践教学：注重实验与项目参与，提升学生动手能力和问题解决技巧。 ▍国际交流合作：加强与国内外合作，拓宽学生视野，促进技术创新与应用。 ▍创新创业教育：鼓励创新思维与创业精神，推动新能源技术商业化发展。 ▍可持续发展教育：融入可持续发展理念，培养具备社会责任感的新能源人才。          二、新能源实时仿真技术        新能源实时仿真技术作为一种高效、低成本的研发手段，已经成为新能源技术发展的重要支撑。新能源实时仿真解决方案可以帮助设计者更好地了解新能源产品和系统的性能和特性，提高开发效率，并减少实际测试和试验的时间和成本。在新能源领域，实时仿真解决方案可以应用于以下方面： ▍储能系统优化：   实时仿真评估储能性能，优化系统的设计和控制策略，提升储能效率与稳定性。 ▍电力电子与发电设备：   实时仿真助力电力电子设备及新型发电设备的设计、验证与优化。 ▍智能电网评估与管理：   实时仿真验证新能源与传统电网互连稳定性，优化能源管理策略。 ▍新能源车辆系统验证：    实时仿真建模并验证新能源车辆的电池管理、电动机控制等系统。          三、基于EasyGo的新能源实时仿真解决方案        EasyGo新能源实时仿真系统旨在为新能源相关专业的本科生和研究生提供技术领先、性能优异的创新实验平台，基于该建设方案构建的创新实验基地，能够辅助本科生和研究生进行相关专业课、选修课的教学和实验。        1、平台架构        EasyGo新能源实时仿真系统是一种模型在回路（Model in the loop）的实验系统，是现有各种教学与科研实验室的数字化和虚拟化。其基本原理是用运行着数学模型的实时仿真器来模拟实际新能源系统的特性行为和各种工况，同时将控制算法模型通过快速控制器进行验证，两者通过实际的I/O接口连接，来进行闭环的测试验证。       2、系统组成        新能源实时仿真创新系统由4个部分组成： ▍实时仿真机EG-Box-Mini K1011   可将用Simulink建模环境搭建的被控对象（电力电子电路系统和拓扑）在机箱配置的FPGA硬件上进行实时仿真，将被控对象的特性仿真出来并反馈信号至控制侧，完成实验系统的闭环，或者结合实际的电路模块，完成整个系统的闭环运行。 ▍快速原型控制器EGBox-Mini K0111   用于实现仿真实验中需要用到的Simulink控制算法，向实时仿真机箱发出控制信号，构成闭环的实验系统，用于进行控制理论实验课程。 ▍MIL信号转接盒   用于仿真器与控制器之间传递信号，配置了BNC观测端，便于学生观察实际信号，直观理解系统运行原理。 ▍上位机   用于运行DeskSim实时仿真软件，将不同模型部署到不同的硬件平台上，并对模型进行配置与实时监控。       3、EGBox-Mini 产品系列        EGBox-Mini是EasyGo实时仿真产品系列中的入门级产品。它采用一体化便携设计，便于在实验桌上快速进行开发和测试。基于其多核实时CPU+FPGA的硬件架构，方便和实际设备进行连接来进行硬件在环测试。       其中，EGBox-Mini k0111 用于做RCP快速原型控制器，EG-Box-Mini k1011用来做HIL实时仿真器。       4、实验例程       实时仿真实验系统提供了配套的实验课程例程以及例程说明书。基于平台的开放性，除提供的20种新能源相关的实验例程外，用户还可自己添加更多的教学或创新型的实验内容。        所有实验均包含离线程序，控制算法实时程序，电路仿真实时程序等。其中，仿真侧模型采用实时仿真器，实现1微秒的高速仿真运行；控制侧采用快速原型控制器，运行对应控制程序。        ▍仿真验证        在实时仿真验证中，模型分为CPU部分和FPGA部分，整个实时仿真过程均可以在线调整参数，以及在线波形观测界面。 ▶  采用实时仿真器进行被控对象模型实时仿真时       CPU部分采用100us 步长进行各类电池，光伏组件，风力机等模型的实时仿真，FPGA 部分采用小步长运行（0.2-1.5μs）电机与电力电子设备模型。 ▶  采用快速原型控制器进行控制算法模型实时模拟时        CPU部分采用50-100us 步长进行控制算法模型的实时仿真，FPGA 部分则进行高速的PWM生成，电机编码器读取等工作。

  • 2024-10-14

  • 回复了主题帖： PPEC-HIL 三相整流逆变实时仿真实验

    Jacktang 发表于 2024-10-13 08:30 Simulink建模软件是用的哪个版本？ 这里使用的是基于EasyGo DeskSim软件哈 DeskSim是一款配置型的实时仿真软件，可以让用户简单地将自己的Simulink算法程序快速实现在EasyGo的实时仿真机上，实时仿真机上还可以选配不同的FPGA芯片和IO模块，可以处理一些高速的信号和能够用IO模块输出真实的仿真结果，帮助用户完成科研、教学或工业测试上的各种需求。

  • 2024-10-12

  • 发表了主题帖： PPEC-HIL 三相整流逆变实时仿真实验

    PPEC：Programmable Power Electronics Controller，可编程电力电子控制器 HIL：Hardware-in-the-Loop，硬件在环 今天为大家分享的是基于EasyGo实时仿真平台的PPEC-HIL 三相整流逆变仿真实验，并将其与三相整流逆变电路的实际实验进行对比测试，以验证EasyGo实时仿真平台仿真实验的可靠性。 为便于进行比较测试实验，控制部分统一采用PPEC芯片进行控制。本次测试我们将被控部分（真实三相整流逆变功率电路板和载入三相整流逆变拓扑的EasyGo实时仿真器NetBox）的参数配置调整一致，通过逆变/整流模式分别进行测试，可以看到仿真设备观测参数与真实设备表现一致，误差极小。 也就是说，EasyGo仿真设备具备良好的仿真效果，在实际科研/教学中可以替代真实设备进行三相整流逆变电路的仿真模拟。 欢迎感兴趣的工程师们咨询了解，接下来为大家分享本次实验详情。 一、设备信息 ■实际设备：PPEC控制单元、三相整流逆变功率电路板 ■仿真设备：EasyGo实时仿真器NetBox ■其他设备：万用表、直流电压源、上位机等 二、验证说明 真实系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：三相整流逆变拓扑功率板 EasyGo仿真系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：NetBox 三、参数配置 基于EasyGo仿真设备的三相逆变拓扑（左）与三相整流拓扑（右）：通过Simulink建模，载入进仿真设备NetBox中。 基于实物的功率电路板：三相整流逆变拓扑原理图如下。 四、运行测试 （一）三相逆变模式： 1、开环状态 调制比0.6 输入直流电压为100V，调制比0.6，计算输出线电压幅值为51.5V。 真实设备测量线电压幅值：51V 仿真设备测量线电压幅值：51.1V 误差：误差在±0.7%之内 2、闭环状态： 设定输出线电压幅值为69.2V。 真实设备测量线电压幅值：69V 仿真设备测量线电压幅值：68.9V 误差：误差在±0.4%之内 （二）三相整流模式-闭环状态： 设定输出电压为190V 真实设备测量值：190.3V 仿真设备值：191V 误差：误差在±0.5%之内 五、结果分析 仿真设备在观测参数上与真实设备表现一致，误差较小。 基于对比结果，可以认定该仿真设备具备良好的仿真效果，可以替代真实设备进行特定任务的仿真模拟。 今天的分享就到这里了，欢迎感兴趣的工程师们咨询沟通。EasyGo电力电子科研/教学平台涵盖几乎所有经典电力电子实验，配备完备的课程实验指导书，提供多种方案匹配您的科研/教学模式，欢迎留言咨询。 PPEC-HIL 三相整流逆变实时仿真 PPEC：Programmable Power Electronics Controller，可编程电力电子控制器 HIL：Hardware-in-the-Loop，硬件在环 EasyGo电力电子科研/教学解决方案，全面覆盖电力电子学科的教学和科研需求，通过虚拟仿真与实物实验相结合，有效解决了教学内容复杂、理论与实际脱节的问题。 教学平台涵盖几乎所有经典电力电子实验，配备完备的课程实验指导书，提供多种方案匹配您的科研/教学模式。 今天为大家分享的是基于EasyGo实时仿真平台的PPEC-HIL 三相整流逆变仿真实验，并将其与三相整流逆变电路的实际实验进行对比测试，以验证EasyGo实时仿真平台仿真实验的可靠性。 为便于进行比较测试实验，控制部分统一采用PPEC芯片进行控制。本次测试我们将被控部分（真实三相整流逆变功率电路板和载入三相整流逆变拓扑的EasyGo实时仿真器NetBox）的参数配置调整一致，通过逆变/整流模式分别进行测试，可以看到仿真设备观测参数与真实设备表现一致，误差极小。 也就是说，EasyGo仿真设备具备良好的仿真效果，在实际科研/教学中可以替代真实设备进行三相整流逆变电路的仿真模拟。 欢迎感兴趣的工程师们咨询了解，接下来为大家分享本次实验详情。 一、设备信息 ■实际设备：PPEC控制单元、三相整流逆变功率电路板 ■仿真设备：EasyGo实时仿真器NetBox ■其他设备：万用表、直流电压源、上位机等 二、验证说明 真实系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：三相整流逆变拓扑功率板 EasyGo仿真系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：NetBox 三、参数配置 基于EasyGo仿真设备的三相逆变拓扑（左）与三相整流拓扑（右）：通过Simulink建模，载入进仿真设备NetBox中。 基于实物的功率电路板：三相整流逆变拓扑原理图如下。 四、运行测试 （一）三相逆变模式： 1、开环状态 调制比0.6 输入直流电压为100V，调制比0.6，计算输出线电压幅值为51.5V。 真实设备测量线电压幅值：51V 仿真设备测量线电压幅值：51.1V 误差：误差在±0.7%之内 2、闭环状态： 设定输出线电压幅值为69.2V。 真实设备测量线电压幅值：69V 仿真设备测量线电压幅值：68.9V 误差：误差在±0.4%之内 （二）三相整流模式-闭环状态： 设定输出电压为190V 真实设备测量值：190.3V 仿真设备值：191V 误差：误差在±0.5%之内 五、结果分析 仿真设备在观测参数上与真实设备表现一致，误差较小。 基于对比结果，可以认定该仿真设备具备良好的仿真效果，可以替代真实设备进行特定任务的仿真模拟。今天的分享就到这里了，欢迎感兴趣的工程师们咨询沟通。

  • 发表了主题帖： PWM控制原理及电路应用详解

    1 PWM（脉冲宽度调制）是用脉冲来输出模拟信号的一种技术，其通过对一系列脉冲的宽度进行调制，以产生等效的目标波形，广泛应用于测量、通信、开关电源、电机控制等领域。 本文将对PWM技术的基本控制原理以及常见的电路应用进行分享。 一、PWM基本控制原理 1、理论基础 面积等效原理：冲量相等而形状不同的窄脉冲作用在具有惯性的环节上时，其作用效果基本相同。其中“冲量”是指窄脉冲的面积，而“效果基本相同”是指环节的输出响应波形基本相同。 将图中所示电压窄脉冲，分别作用在一阶惯性环节（下图(a)）上，各窄脉冲的输出电流i(t)响应波形如下图（b）所示。 可以看出在最初暂态时，它们的响应波形略有差别，但后续的响应波形则完全一致。 所施加的脉冲越窄，输出响应的波形差异越小。如果周期性地施加上述脉冲，则响应也是周期性的。用傅里叶级数进行响应信号分解后可知，响应在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。 2、控制原理 基于面积等效原理，PWM通过对一系列脉冲宽度进行调制，产生与目标波形脉冲冲量相等的窄脉冲波形，从而实现目标波形（含形状和幅值）的等效。 这里以常用的正弦半波等效为例进行调制过程介绍： 首先，将正弦半波均等分割成N个相连的宽度相等幅值不同的脉冲。然后，用N个等幅不等宽的矩形脉冲对其进行代替，矩形脉冲的中点与相应正弦波脉冲的中点重合，且两者面积（冲量）相等。 这样，即可获得与正弦半波等效的一系列PWM波形——SPWM波形，SPWM波形的脉冲宽度按正弦规律变化。 除了正弦波外，PWM技术还可对直流以及非正弦交流等波形进行等效，其基本原理与SPWM控制相同，都是基于面积等效原理。 二、PWM技术应用 PWM斩波电路与PWM逆变电路是PWM技术的最典型的两种电路应用。 目前，实际应用的逆变电路中绝大部分是PWM型，而在直流电动机调速中PWM斩波电路得到了广泛应用。此外，基于PWM技术的斩控式交流调压电路和矩阵式变频电路在交流-交流变换领域中均有应用。 下面对典型的直流斩波电路以及PWM逆变电路进行介绍。 1、直流斩波电路 常用的直流斩波电路有：Buck电路、Boost电路、Buck-Boost电路、Cuk斩波电路以及Sepic斩波电路等。 这里以Buck直流斩波电路为例进行讲解，电路结构如下图所示： 图中：V为全控型器件，D为续流二极管。 当器件处于导通状态时，电源向负载供电，并给电容充电，二极管电压VD=Vin；当器件处于关断状态时，电容给负载供电，二极管电压近似为0。 若周期性的给开关器件开通与关断信号，输出电压波形如右图所示。电源在导通时间ton内被接通，在关断时间T- ton内被截断，因此也称为斩波。 输出电压的平均值为： 可见，直流斩波电路可以通过调节开关器件的开通与关断时间，从而调节输出电压平均值，获得所需的直流电压波形。 2、PWM逆变电路 常用的PWM逆变电路控制方法有计算法与调制法两种。其中，计算法过程繁琐且当输出正弦波形变化时需要重新进行计算，因此常用调制法进行PWM逆变电路控制。 下面对单相桥式逆变电路的SPWM调制过程以及三相桥式逆变电路的SVPWM调制过程进行讲解。 ▍单相桥式逆变电路 将期望的输出信号作为调制信号，采用等腰三角波或锯齿波作为载波信号，以两种信号的交点控制开关器件的通断，将得到一系列宽度正比于信号波幅值的PWM脉冲。 具体调制过程如下： 在调制信号ur正半周时： 开关器件V1保持导通，V2与V3保持关断，V4根据调制波与载波之间的关系交替导通。 当|Ur|＞|Uc|时，V4开通，负载电压Uo=Ud；当|Ur|＜|Uc|时，V4关断，负载电流将通过二极管D3续流，此时负载电压Uo=0。输出电压Uo为0和Ud电平交替的波形。 在调制信号ur负半周时： 开关器件V2保持导通，V1与V4保持关断，V3根据调制波与载波之间的关系交替导通。 当|Ur|＞|Uc|时，V3开通，负载电压Uo=-Ud；当|Ur|＜|Uc|时，V3关断，D4续流，此时负载电压Uo=0。输出电压Uo为0和-Ud电平交替的波形。 在调制信号波ur一个整周期内，逆变器输出的PWM波形由±Ud和0三种电平构成。 ▍三相桥式逆变电路 除了上述的SPWM正弦脉冲宽度调制技术外，SVPWM空间矢量脉宽调制技术在电机控制领域中也十分常用。 SPWM是通过在电机定子中通入相位互差120°的正弦波，从而在空间上产生一个旋转磁动势带动转子旋转。而SVPWM的则是通过设置开关管的通断在电机中形成一个旋转的电压矢量，从而产生一个旋转的磁动势。 SVPWM的具体实施方法如下： 电路由六个开关器件构成，上下管为一组形成三个半桥电路，同一半桥的上下桥臂不能同时导通或断开。 定义上桥臂导通，下桥臂关断时状态为1，上桥臂关断，下桥臂导通时状态为0，则可以得到8种电压状态（000、100、110、010、011、001、101、111）。其中，000与111为零矢量，其他六种为非零电压矢量，将空间电压矢量图划分为6个扇区。 SVPWM的实现过程中： 首先，根据转子的位置和采集的电流数据来确定需要给定的Uα和Uβ值，接着确定由Uα和Uβ合成的电压U所处的扇区。 然后，根据确定的扇区选择合成电压U所需的电压矢量（U1~U6），并依据矢量合成的关系计算出开关器件的保持时间。 最后，根据这些计算结果控制开关器件的通断，以实现预期的电压U输出。 三、常用拓扑调制方式 若将PWM控制技术应用于不同的电力拓扑，控制信号的调制方式会有所差异。 常用的调制方式包括：移相调制、脉冲频率调制、脉冲宽度调制、单极性倍频调制和双极性调制等，这些调制方式在PPEC数字电源控制芯片中均有成熟的封装可直接应用，为数字电源研发提供了高效、稳定、可靠的解决方案。 接下来我们对部分常用电力拓扑的调制方式进行介绍： ▍移相全桥拓扑：采用移相调制方式，通过调节桥臂开关器件PWM信号的相位差（即移相角），改变原边输出电压占空比，从达到调节输出电压的目的。 ▍LC串联谐振拓扑：采用脉冲频率调制方式，通过控制PWM信号的频率fs 实现输出电压的调节。在实际应用中常工作于0~0.5倍谐振频率fr模式以及开关频率fs高于谐振频率fr模式。 ▍LLC谐振拓扑：常采用脉冲频率调制方式，通过控制PWM信号的频率fs实现输出电压的调节。变换器常工作于欠谐振模式、准谐振模式及过谐振模式。 ▍逆变/整流拓扑：常采用单极倍频调制及双极性调制方式。单极倍频调制采用两个基波信号（ug 、-ug）与载波信号交截得到两个调制信号，两个信号相互作用产生单极倍频调制信号。双极性调制信号由一个基波与载波交截产生，其波形在半个基波周期内有正有负。 ▍buck-boost拓扑：常采用脉冲宽度调制（PWM）及脉冲频率调制（PFM）方式。PWM采用恒定的开关频率，通过调节脉冲宽度(占空比)的方法来实现输出电压调节。PFM通过调节开关频率以实现输出电压调节。 PWM技术的基本控制原理以及常见的电路应用就分享到这里了。需要注意的是，尽管PWM控制技术简化了电力变换过程，具有稳定性好、效率高、可靠性高等优点，但PWM技术的实现对开关器件的要求较高且电路噪声较大。因此，在应用中大家要根据实际需求选择合适的控制方式。

  • 2024-09-27

  • 发表了主题帖： 解决方案丨PPEC inside车载逆变器，车载高能耗设备需求的理想之选

    1 车载逆变器作为现代汽车电子设备的重要组成部分，通过将直流电转换为交流电，使得车辆能够在行驶中供电家用设备。不仅便利了移动办公，也为户外活动和应急供电提供了支持。随着新能源汽车的增长，车载逆变器的市场也在迅速扩大。 一、PPEC 车载逆变器 PPEC车载逆变器是森木磊石推出的一款功率为10KW的纯正弦波车载逆变器。产品基于独家PPEC系列控制芯片开发，采用SiC器件和高频软开关转换技术，满载工作效率高于95%，可长时间110%过载运行，能为车载电器提供稳定高效的电力转换。 产品性能稳定，体积小巧，且支持CAN通讯，方便快速地接入车机系统。它广泛适用于房车、救护车、医疗康养车、多功能中小巴等多种车型，是满足车载高能耗设备需求的理想车载电源解决方案。该方案已通过多家客户项目检验，并获得了用户的高度认可。 PPEC车载逆变器拓扑框图如下： 二、产品特色 ▍快速交付：继承PPEC控制芯片免代码开发优势，短周期快速交付； ▍体积小：体积小巧，便于安装，节省空间； ▍高可靠性：纯正弦波输出，全数字控制，支持 CAN 通信； ▍高转换效率：满载工作效率高于95%； ▍高稳定性：全液冷降温，可长时间110%过载运行； ▍保护功能完善：具备交流输出绝缘检测保护、漏电保护、短路保护，直流输入过压与欠压保护，高压直流输入过流保护，过温保护，故障识别与指示功能及高压互锁检测功能。 三、产品参数 *以上为部分参数，全部参数私信留言获取

  • 2024-09-20

  • 发表了主题帖： 实时仿真丨PCS储能变流器控制仿真测试

    FPGA以其快速并行处理能力，在储能变流器控制、功率调控并网中至关重要，是实现复杂控制策略的理想选择。 EasyGo半实物仿真平台采用FPGA技术，实现了ns级实时仿真。配合 DeskSim软件，无需进行FPGA编译，即可直接运行在Simulink中构建的控制算法模型，为高精度控制系统开发提供了有效测试环境，加快了开发周期并降低了风险。 本篇中用户利用CBox快速原型控制器进行PCS储能变流器控制实验测试，并与实物硬件设备测试进行对比，以验证利用EasyGo 半实物仿真平台代替实物设备进行测试的可行性与精确性。 实验基于EasyGo CBox快速原型控制器的CPU+FPGA硬件架构，我们在CBox的CPU中部署控制算法和设置UI控制信号和Scope观测通道，通过图形化上位机软件DeskSim，实时监控仿真结果。接下来我们来进行PCS储能变流器的实验测试。 这里使用SPWM算法，实现PCS储能变流器开/闭环控制。 实验采用了功率平台的IGBT半桥模块、驱动板模块、电流采样模块和仿真机连接板等部件；使用8个方形硬壳电池串联成25v的电池组，连接到储能变流器输入端，单相电阻负载连接到储能变流器输出端。在载波频率20KHz条件下，设定调制波的频率为50Hz,观察电阻负载上的电流波形，统计功率、效率等变流器性能参数，并通过在上位机界面实时调整控制环参数不断优化输出效果。 实验结果： 可以看到，示波器采集的负载电阻上的电流波形结果与仿真波形结果大体一致，主要差别在于实际控制效果比仿真效果的电流纹波稍大。通过在电路运行中不断在上位机界面实时调试改进控制参数，仿真表现比实验测试更好，实现了变流器性能的不断优化。 实验达到了理论验证的预期，再次验证了利用EasyGo CBox快速原型控制器代替实物进行测试的可行性与精确性，可为企业/科研提供高效、安全的测试平台。 文章内容来源：【EasyGo实时仿真】

  • 2024-09-18

  • 发表了主题帖： 全国产PSM高压电源控制系统

      面对日益加剧的能源消耗问题，核聚变作为一种具有巨大潜力的清洁能源，其研究与开发的重要性日益凸显。高压脉冲电源在核聚变反应中发挥着重要作用，它必须具备高电压、强电流、快速响应和精准控制等特性，以适应极端的反应条件。 为优化高压电源控制策略，加速其设计和优化过程，本篇中我们将对高压电源控制系统进行介绍，并以 100kV、50A量级的高压电源为例，验证EasyGo高压控制系统在不同控制算法下，对高压电源的优异控制效果。 一、高压电源控制系统 在高压电源控制系统方案中：控制部分采用真实的控制器“国产PXI”，功率拓扑部分利用EasyGo实时仿真器模拟，将二者用真实的物理IO线缆进行闭环连接。 整体系统架构下图所示： 在高压电源控制系统中，使用国产PXI作为高压电源系统的控制器。 国产PXI：由PXIe控制器，PXIe机箱，PXIe FPGA 模块组成，其性能强大，接口丰富，拥有大量的IO通道且支持TCP通讯。 若搭建真实的高压电源电路功率拓扑，耗费周期长且进行故障工况测试时不具有安全性。考虑到多种因素，利用EasyGo实时仿真器模拟高压电源系统。 在实时仿真器部分中，只需要利用Simulink搭建好高压电源模型后，基于EasyGo平台将其导入进实时仿真器中运行即可。 二、控制系统优势 ▍模块化组合，灵活配置：可以配置不同的板卡，适应不同的组合，灵活性高。 ▍图形化算法搭建：非代码式的开发，支持图形控件拖拽进行算法逻辑搭建。 ▍上位机实时监控：上位机自定义界面支持实时下发控制参数和数据监控。 三、控制系统仿真验证 为验证EasyGo高压电源控制系统方案对于紧凑型高压电源系统的控制效果，我们将通过“PSM控制、PWM配合PSM控制、移相控制”三种控制方法进行仿真测试。 整体系统测试架构如图：   左侧机柜下方安装的是国产PXI控制器，右侧为模拟紧凑型高压电源的实时仿真器PXIBOX，上位机通过TCP通讯对实时仿真器进行实时监控。 对紧凑型高压电源进行模型搭建，由于做原型验证，我们在实时仿真模型中模拟了300个模块级联的高压电源拓扑电路。将模型载入到实时仿真器中，通过真实的物理IO线与真实控制器进行连接，从而来验证不同的控制算法对其控制效果。 接下来以 100kV、50A量级的高压电源为例，为大家分享基于多种控制方法，对紧凑型高压电源系统的控制效果。 1、PSM控制验证 PSM控制算法是根据目标输出电压去调整需要调用子模块的个数。在调用单个子模块的时候，对该子模块的半桥控制只有上管常开下管常关，或者上管常关下管常开两种。 当上管关下管开时，为调用该模块；反之，则为不调用该模块。电压环经过PI后，得到相应的需要调用的子模块个数M，将M输入到模块调用控制中，即可形成闭环控制。启动控制后，输出电压会步进式地逐步向目标电压靠近，直到达到目标电压。该控制方法的缺点是输出电压波纹偏大，缺乏灵活性。 仿真中，控制器设定目标电压为100kV，可以观察到： 负载输出最终控制在100kV左右，调用的子模块数在270个左右，负载为阻性负载2000欧姆，负载电流为50A左右。Vdc输出电压随着子模块开启数量的增加，一步一步增加直到目标值，与控制算法逻辑一致。 实时仿真界面如图所示： 可以看到，负载电压稳定在99600~100400V左右，使用子模块数在270个左右。 2、PWM配合PSM控制验证 PSM控制纹波较大的主要原因是：不同电压期望值对应的子模块投入数量并非总是理想的整数。PI控制通过将计算结果的小数部分转换为占空比，并利用PWM控制来调节一个固定的子模块，有效减少纹波。 在控制中，只对第300个子模块使用PWM控制，其他的299个子模块依旧是用PSM控制，这样可以起到PWM配合PSM的作用。 仿真中，控制器设定目标电压为100kV，可以观察到波形如图： 相比于单纯的PSM控制算法，其输出波形平滑了许多，输出电压也到达了设定值100kV。 实时仿真界面如图所示： 可以发现，负载电压稳定在99700~100300V左右，其纹波相对于纯PSM控制要优化了许多。 3、载波移相控制验证 载波移相控制通过依次调整子模块的载波相位来实现。模型包含30个串联模块，分为0°、120°、240°三组，每组10个，载波相位以36°的间隔递增。每个特定的输出目标电压都有对应的调制占空比。 仿真中，控制器设定目标电压为100kV，可以观察到： 电压波形达到设定值，阻性负载为2000Ω，电流为50A左右。由于所有的子模块都进入到了工作状态，且同时进行控制，其达到目标设定值的时间相比于前两种算法要大大缩减。 实时仿真界面如下图所示： 可以发现，负载电压稳定在99800~100200V左右。 经过对多种控制算法验证测试，可以看到国产PXI控制器控制效果与预期一致，再次验证了EasyGo高压电源控制系统方案对高压电源的优异控制效果，可为高压电源的设计和优化提供强有力的支持。

  • 2024-09-09

  • 发表了主题帖： PPEC：免代码开发电源，0成本技术交底

    一、PPEC PPEC（Programmable Power Electronics Controller，可编程电力电子控制器）数字电源控制芯片融合了电力电子核心算法，覆盖常用拓扑结构，采用图形化平台及菜单式配置实现了电源的免代码快速开发，为电源研发企业降本增效。 产品适用于直流电源、逆变器、充电机、交流伺服系统、UPS、变频器、常规或特种电源等，助力电源行业高速发展。 二、电源开发方案 PPEC电源开发模式：基于客户需求进行样机研发，并交付全套开发生产技术资料，研发费用可抵PPEC芯片货款，实现“0“成本技术交底，赋能电源开发新范式。 ▍客户需求：客户提出需求，提供定制化建议和相关的技术规格。 ▍样机研发：根据客户需求，制定基于PPEC的解决方案，进行样机研发。 ▍技术交付：交付电源开发和生产所需的全套资料，并指导完成批量生产。 ▍自主生产：客户按照需求和预算采购PPEC和其他元器件进行电源生产。 三、方案优势 ▍节省研发团队：基于独家PPEC免代码开发技术，无需组建或维护研发团队，降低人力成本。 ▍节省开发管理：专业团队管控，减少项目管理和协调的投入。 ▍降低开发风险：资深研发团队提供全套开发生产技术资料，确保产品性能。 ▍跟上市场进度：PPEC助力客户快速响应市场变化，及时推出符合市场需求的产品，保持市场竞争力。 ▍开发费抵货款：允许客户将研发费用抵扣PPEC器件采购货款，降低投资成本，提升财务灵活性。 ▍客户自主生产：提升自己的电源开发生产能力，产能自主可控。 四、相关案例 1、车载DCDC电源 开发周期：6个月 交付资料：原理图&PCB文件、BOM清单、器件数据手册、调试软件、测试方法和判断标准指导文件、结构图纸和结构物料清单。 2、车载逆变器电源 开发周期：4个月 交付资料：原理图&PCB文件、BOM清单、器件数据手册、调试软件、测试方法和判断标准指导文件、结构图纸和结构物料清单。 欢迎咨询了解

  • 2024-09-05

  • 发表了主题帖： 可控核聚变解决方案【免费下载】

            核聚变是两个轻原子核聚合，生成新的更重原子核的过程，其反应释放的能量巨大。因该过程同太阳的发光发热过程一致，可控核聚变又称为人造太阳。其凭借资源无限、环境友好等优势 ，被誉为人类能源的终极解决方案。我国在核聚变领域进行了长期研究和实践，取得了显著进展，如东方超环（EAST）和中国环流器三号（HL-2M）的成功运行。         可控核聚变技术研究的一个难点是实现核聚变反应的点火和维持。核聚变反应需要在极高温度和压力下进行，这意味着必须长时间维持温度超过1亿摄氏度的等离子体，技术实现上依旧是一个巨大的挑战。         森木磊石积极参与我国可控核聚变装置的建设，不断研制了PSM高压电源系统、高频逆变式高压电源系统、阳极高压电源等装置，用于为托卡马克装置供电及加热，以形成聚变反应需要的1亿摄氏度以上的高温环境。我司研制的各类电源具有精度高、可靠性好的特点，可长期满负荷连续运行。        点击附件查看详情：

  • 发表了主题帖： BUCK电路仿真教学实验测试

    PPEC：Programmable Power Electronics Controller，可编程电力电子控制器 HIL：Hardware-in-the-Loop，硬件在环 今天为大家分享基于EasyGo实时仿真平台的PPEC-HIL BUCK仿真实验，并将其与BUCK电路的实际实验进行对比测试，以验证EasyGo实时仿真平台仿真实验的可靠性。 为便于进行比较测试实验，控制部分统一采用携带PPEC芯片的控制器。本次测试我们将被控部分（真实BUCK功率电路板和载入BUCK拓扑的EasyGo实时仿真器NetBox）的参数配置调整一致，通过在闭环模式及开环模式分别进行测试，可以看到仿真设备观测参数与真实设备表现一致，误差极小。 也就是说，EasyGo仿真设备具备良好的仿真效果，在实际科研/教学中可以替代真实设备进行BUCK电路的仿真模拟。 欢迎感兴趣的工程师们咨询了解，接下来为大家分享本次实验详情。 一、设备信息 ■实际设备：PPEC控制单元、BUCK功率电路板 ■仿真设备：EasyGo实时仿真器NetBox ■其他设备：万用表、直流电压源、上位机等 二、验证说明 1、真实系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：BUCK拓扑功率板 2、EasyGo仿真系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：NetBox 三、参数配置 基于EasyGo仿真设备的BUCK拓扑：通过Simulink建模，载入进仿真设备NetBox中。 基于实物的功率电路版：BUCK拓扑原理图如下。 四、运行测试 1、开环模式： 直流电压为100V，PWM频率10kHZ，PWM占空比50%，计算值为50V。 真实设备值：真实设备测量为49.65V； 仿真设备值：50V； 误差：误差在±0.7%之内。 2、闭环模式： 设定输出电压为100V。 真实设备值：真实设备测量电压为100.8V； 仿真设备值：100V； 误差：误差在±0.8%之内。 五、结果分析 仿真设备在观测参数上与真实设备表现一致，误差较小。基于对比结果，可以认定该仿真设备具备良好的仿真效果，可以替代真实设备进行特定任务的仿真模拟。今天的分享就到这里了，欢迎感兴趣的工程师们咨询沟通。

  • 2024-08-23

  • 发表了主题帖： 三相永磁同步电机开环实验实时仿真应用

    FPGA以其快速并行处理能力，在电机控制和并网算法中至关重要，是实现复杂控制策略的理想选择。EasyGo半实物仿真平台采用FPGA技术，实现了ns级实时仿真。配合 DeskSim软件，无需进行FPGA编译，即可直接运行在Simulink中构建的控制算法模型，为高精度控制系统开发提供了有效测试环境，加快了开发周期并降低了风险。 本篇中用户利用CBox快速原型控制器进行三相永磁同步电机的开环实验测试，并与实物电机实验测试进行对比，以验证利用EasyGo 半实物仿真平台代替实物电机进行测试的可行性与精确性。 实验基于EasyGo CBox快速原型控制器的CPU+FPGA硬件架构，我们在CBox的CPU中部署控制算法和设置UI控制信号和Scope观测通道，通过图形化上位机软件DeskSim，实时监控仿真结果。 接下来我们来进行三相永磁同步电机的开环实验测试。这里使用SPWM算法，实现永磁同步电机的转速开环控制。 在载波频率10KHz条件下，设定调制波的频率分别为30Hz、40Hz、50Hz,观察电机的转速波形和电流波形，统计转速波动和电流THD两个指标来衡量电机稳态性能。 实验结果： 可以看到，在不同调制波频率下的转速波动和电流THD指标的变化规律，示波器采集结果与仿真结果一致。主要差别在于具体的数值方面，仿真表现比实验测试更好。 实验达到了理论验证的预期，再次验证了利用EasyGo CBox快速原型控制器代替实物电机进行测试的可行性与精确性，可为企业/科研提供高效、安全的测试平台。

  • 2024-08-09

  • 发表了主题帖： PPEC+HIL 单相逆变仿真教学验证

      PPEC：Programmable Power Electronics Controller，可编程电力电子控制器 HIL：Hardware-in-the-Loop，硬件在环 EasyGo电力电子科研/教学解决方案，全面覆盖电力电子学科的教学和科研需求，通过虚拟仿真与实物实验相结合，有效解决了教学内容复杂、理论与实际脱节的问题。教学平台涵盖几乎所有经典电力电子实验，配备完备的课程实验指导书，提供多种方案匹配您的科研/教学模式。 今天为大家分享的是“基于EasyGo实时仿真平台的PPEC-HIL单相逆变仿真实验与真实单相逆变电路实验的对比测试”，以验证EasyGo实时仿真平台的仿真实验的可靠性。 为便于进行比较测试实验，控制部分统一采用携带PPEC芯片的控制器。本次测试我们将被控部分（真实单相逆变拓扑功率电路板和载入单相逆变拓扑的EasyGo实时仿真器NetBox）的参数配置调整一致，通过在闭环模式及开环模式下进行测试，可以看到仿真设备观测参数与真实设备表现一致，误差极小。 也就是说，EasyGo仿真设备具备良好的仿真效果，在实际科研/教学中可以替代真实设备进行单相逆变电路的仿真模拟。 欢迎感兴趣的工程师们咨询了解，接下来为大家分享本次实验详情。 PPEC+HIL 单相逆变仿真验证 一、设备信息 ■实际设备：PPEC控制单元、单相逆变功率电路板 ■仿真设备：EasyGo实时仿真器NetBox ■其他设备：万用表、直流电压源、上位机等 二、验证说明 真实系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：单相逆变拓扑功率板 EasyGo仿真系统： ■控制部分：携带PPEC芯片的控制器 ■被控对象：NetBox 三、参数配置 基于EasyGo仿真设备的单相逆变拓扑：通过Simulink建模，载入进仿真设备NetBox中。 基于实物的功率电路版：单相逆变拓扑原理图如下。 四、运行测试 ■开环状态-调制比0.5： 直流电压为100V，调制比0.5，计算值为-17.5V—17.5V(35V)。 真实设备值：真实设备测量为34.9V； 仿真设备值：-17.5V—17.5V（35V）； 误差：误差在±0.3%之内。 ■闭环状态-恒压模式： 设定输出线电压为69V。 真实设备值：真实设备测量线电压为 69.1V； 仿真设备值：-69V—69V； 误差：误差在±0.15%之内。 五、结果分析 仿真设备在观测参数上与真实设备表现一致，误差较小。 基于对比结果，可以认定该仿真设备具备良好的仿真效果，可以替代真实设备进行特定任务的仿真模拟。今天的分享就到这里了，欢迎感兴趣的工程师们咨询沟通。

  • 2024-08-07

  • 发表了主题帖： 实操篇！LLC谐振变换器快速设计与开发

    前文中我们分享了LLC谐振变换器的电路参数设计与电路建模仿真，本篇将结合上一篇中的电路参数设计，并配合LLC谐振电源控制芯片PPEC-86CA3B以及PPEC Workbench开发软件带领大家进行实际LLC谐振变换器的设计与开发。 一、LLC谐振变换器开发 （一）外围电路设计与硬件平台搭建 1、外围电路设计 这里给出了PPEC-86CA3B LLC谐振变换器控制芯片的采样、PWM驱动以及硬件保护等外围电路设计图，大家可参考下图进行外围电路搭建与连接。 2、硬件平台搭建 首先根据上一篇中介绍的电路参数设计方法进行LLC谐振变换器电路拓扑的参数设计，根据参数计算结果进行硬件平台的器件选型。然后按照外围电路设计图搭建LLC主拓扑电路、PWM驱动电路、采样电路以及保护电路等，LLC谐振变换器的硬件测试平台如图。 （二） LLC谐振变换器快速开发 1、在PC端安装PPEC Worekbench软件，并将硬件平台与PC端进行连接； 2、打开PPEC Workbench软件，点击起始页“新建工程”或左侧工作栏“新建”按钮，进入工程项目新建导航页； 选择“谐振变换器（LLC）”拓扑 4、设置控制参数 这里以恒压工作模式为例，设定输出电压130V，限定电流3A，其他参数可参考下图进行设计。 5、设置启动参数 设定主继电器闭合电压阈值以及主继电器闭合时间，当检测到电压大于 “主继电器闭合电压阈值” 时，经过 "主继电器闭合时间" 继电器自动闭合，参数可参考下图进行设置。 6、设置保护参数 进行电路输入与输出的电压/电流等保护阈值设置，当采样电路检测到电压/电流参数超过设定阈值时，则停止芯片PWM驱动信号输出，并在PPEC worekbench软件上显示相应的故障； 7、选择通讯端口 若存在设备连接则可在端口号下拉菜单里进行端口选择，若不存在设备连接则端口号下拉为空。本例中的通讯端口为“COM3”。 8、“完成”LLC谐振变换器工程。 9、设备连接 点击左侧工作栏“连接”按钮, 初次连接需要设置密码，一般为6位数字，初始密码为“666666”。 10、参数下发 击工作栏“下发参数”按钮将设置参数一键下发至芯片，右键“下发参数”按钮可进行下发参数的勾选，可以选择部分参数进行下发。 待下发状态进度条加载完毕即完成参数下发。 11、点击工作栏“调试”按钮进入调试界面，调试界面可进行开环调试、采样校正、运行参数显示、控制参数设置、故障信息显示以及实时波形显示。 （三）功能验证 1、采样校正 为了实现采样值与实际值的匹配，需进行采样校正。首先记录两组采样值与实际值参数，然后打开软件的调试界面点击“采样校正”，切换到需要校正的采样通道，在左侧填入实际电压/单流值，右侧填入软件显示的电压/电流值，点击“校正”按钮即可。 2、保护功能验证 在电源设计阶段已经对保护阈值进行设置，可点击工作栏“设置”按钮进行保护阈值的查询或修改。 为保障设备安全运行，在调试前对保护功能进行验证，这里以“输出过压保护”的功能验证为例： 在电源设备非运行状态，外部稳压源连接到设备输出电压采样端； 调节外部电压源输出至大于设定输出过压保护阈值（400V）的电压； 观察Workbench的故障信息栏是否显示“输出过压”故障信息。 设备其他的保护功能可参照上面的方法进行验证。 3、开环调试 在PPEC Workbench软件调试界面点击“开环调试”，然后对“PWM脉冲数量”、“PWM频率”和“PWM死区时间”进行设置。 这里采用连续输出模式进行开环调试操作：首先设置PWM脉冲数量为0，PWM频率为100KHz，PWM死区时间为1.2µs，点击“输出”按键，利用万用表测量输出电压；然后调整PWM频率为70KHz，用万用表测量输出电压。 两次操作的输出电压如图，PWM频率为100KHz时输出电压为115V，PWM频率为70KHz时输出电压为149V，符合开环输出控制规律。 4、 闭环调试 开环验证无误后，点击PPEC workbench软件设备控制区的“运行”按钮，并利用万用表测量输出电压，如下图（a）所示：设定电压130V，闭环输出电压稳定在130V，闭环调试结果符合预期。 完成调试之后，可通过工作栏“固化参数”功能将工程参数写入到PPEC-86CA3B芯片中，参数保存不受芯片掉电影响。然后可点击工作栏“保存”按钮将工程参数保存至本地。 以上就是利用PPEC-86CA3B进行LLC谐振变换器开发的全部过程，可见开发过程十分简单便捷。其配套的开发软件采用菜单式配置模式，设计流程清晰明了，参数观测清晰直观。 除了LLC谐振变换器外，PPEC系列芯片还可进行移相全桥、单相整流/逆变、三相整流/逆变、双向有源桥等电源拓扑的开发，大家如果感兴趣可以访问我们的官网或关注微信公众号进行咨询。 二、黑科技推荐 1、 PPEC-86CA3B PPEC-86CA3B是一款应用于LLC谐振变换器拓扑的电源控制芯片，芯片内部囊括核心控制算法，并集成了数字控制电路，极大程度降低电源开发门槛，有效缩短研发周期。 2、PPEC Workbench PPEC Workbench软件是武汉森木磊石科技有限公司研发的图形化编程平台，配合PPEC系列控制芯片使用，无需编程即可实现电源开发，为电源研发企业降本增效。

  • 2024-07-29

  • 发表了主题帖： LLC谐振变换器仿真建模与控制策略分析

    本帖最后由 smls_小森 于 2024-7-29 14:47 编辑 LLC谐振变换器作为谐振开关技术的重要拓扑之一，具有高效率、调压特性好、宽负载变化范围内工作特性优良等特点，广泛应用于电源供应、电动汽车充电、LED照明、太阳能电池板系统以及工业自动化等多个领域。 上期内容中我们对 LLC谐振变换器的电路结构与工作原理进行了分析，了解到变换器最为常用的调制方式为脉冲频率调制（PFM）。今天继续为大家分享 LLC谐振变换器的仿真建模及控制策略分析。 一、电路设计 1、电路拓扑设计 LLC谐振变换器主要包含开关电路、谐振电路以及整流电路三个部分，这里以常用的全桥LLC变换器为例进行仿真分析，电路拓扑结构如下。                                   全桥LLC变换器 2、电源技术指标 输入额定电压Vin：150V；（130V~170V） 输出额定电压V0：200V；（180V~220V） 输出额定功率P：900W 谐振频率fr：100kHz 3、器件参数设计 3.1设计原则 在实际电路设计时，一般工作在欠谐振状态（fm<fs<fr），且应该保证电路的增益M随频率单调变化。增益M与频率的关系如下式所示： 其中Q为品质因素，与负载电阻及谐振参数有关: *n为变压器变比，RL为输出负载 K为励磁电感Lm与谐振电感Lr的比值，即K=Lm/Lr；fn为电路开关频率fs关于二元谐振频率的归一化表示，fn=fs/fr；电路的增益与频率的关系如下图：                                       增益-频率曲线 为保障增益曲线的单调变化，电路的开关频率应大于纯阻性曲线与电路增益曲线的交点频率fi（也就是电路工作的最小开关频率fsmin），由于通常fi>fm，因此电路工作一般工作在fi~fr之间。 3.2参数计算 ①计算变压器变比n。 确定输入电压范围Vimin、Vimax，额定输入电压Vinom，输出电压范围Vomin、Vomax，额定输出电压Vonom，额定输出功率Ponom： ②根据增益曲线并结合设计原则确定参数K值与Q值。 其中K一般取值在4~5（作为参考范围），这里取K=5；选取范围一般在0.3~0.6（作为参考范围），这里取Q=0.5。 ③计算副端输出负载电阻与原端等效电阻。 计算变压器副端输出负载电阻： 计算变压器原端等效负载阻值： ④确定谐振电感和谐振电容: 二、电路仿真 1、电路模型搭建 目前，电路仿真软件很多，本篇我们采用MATLAB中的可视化电路仿真软件包Simulink进行电路模型搭建。Simulink被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。它数据处理有效精细，运行速度较快，数据的格式兼容性好，数据后处理与分析方便。 ①启动 Simulink 打开 MATLAB 软件，启动 Simulink； ②模块器件选择 点击“模块库浏览器”图标进行器件选择。以直流电压源为例，搜索“Elec trical Sources”，选择“DC Voltagte Source”，拖拽至模型搭建界面； 模块库器件选择 ③参数设置 双击器件进行参数设置。以直流电压源为例，双击电压源图标会弹出参数设置界面，填入输入额定电压值“150”V即可; ④电路模型 重复上述步骤进行器件选择与参数设置后，按照电路拓扑结构对器件进行连接,得到的LLC谐振变换器模型如图： 2、开环调试 在搭建完成的电路模型的输入与输出端添加传感器模块，并接入示波器模块中进行波形观察，然后搭建驱动波形产生电路并输入至开关器件端，开环调试电路如图所示。 LLC谐振变换器常用脉冲频率调制（PFM）方式，通过调节开关频率进行输出电压调节。设置开关频率为100kHz，可以观察到输出电压为168V，然后设置频率为70kHz，可以观察到输出电压为183V。如此，电路输出电压波形符合预期，且可通过改变开关频率实现输出电压调节，符合电路控制规律。 3、闭环调试 这里闭环采用PI控制方式，电路设计如图： 点击“运行”按钮进行拓扑电路的闭环调试，点击波形采集窗口可以观察到输出电压波形如图。这里设置的闭环输出电压为200V，可以看到输出电压最终稳定在200V，符合变换器设计要求。 到这里，LLC谐振变换器拓扑的电路设计与仿真已经完成，电源的输出基本符合预期。下期内容我们将继续带大家搭建实际的硬件电路平台，并配合PPEC控制核心和PPEC Workbench开发软件进行LLC谐振变换器拓扑的免代码开发。敬请期待！

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