如何在Psim中使用C語言實現LLC閉環仿真

前面介紹過模擬VCO是通過改變電容充放電電流的大小實現調頻的，詳見LLC閉環仿真之L6599 VCO建模與工作原理分析。

那么數字環路該怎么實現呢？今天使用PSIM的C Block分享一下。

以前沿調制為例，如下圖：每個中斷周期內，軟件通過環路計算出需要的頻率（下圖綠色直線），然后基于DSP主頻內（這里設置的60MHz）累加的計數器（下圖三角波），當三角波峰值等于環路計算值時歸零（不同的工況有不同的環路輸出值，閉環時自動計算），所以數字發波的三角波峰值不固定，而上升斜率固定，并且可以直接歸零，這樣就得到不同的周期量實現調頻；

而模擬仿真是通過給電容充放電，其電壓峰峰值固定（ΔV），斜率不固定（跟充電電流相關），且不可直接從最大值歸零（電容放電需要時間）。

有了這個三角波后，即可發出想要的驅動，死區時間，輕載調寬移相等都可以通過操作三角波實現。

下圖為總體仿真原理圖：

一、輸出采樣

采樣比例設置為0.1，電壓基準為3.3V，ADC12位精度，若輸出為24V，則采樣為2.4，轉換為數字量即為2.4/3.3*2^12

C Block第一個框中定義初始量，其他參數保持默認即可。

在第三個框中讀取輸入輸出數值（第一個輸入口為in[0]，依此類推）

二、電壓環

先定義初始值

然后在第三個框中設置中斷和環路計算

?g_nStepCount++;

//設置中斷累加，用以中斷計算環路

Time_50kHz++;

//輸出值設定

Vout = in[1];

//如60M主頻的DSP，需要50K中斷頻率，即60000k/1200=50k,所以仿真跑1200次就進一次中斷，進入后歸0

if(Time_50kHz==1200)

{? ?//計數器清零

????Time_50kHz = 0;

????//上個模塊輸出的輸出電壓采樣數字量

????VoutSample= in[0];

????//Q12格式，因前面定義的整型，精度低，所以先把該值*2^12，如下圖，然后再通過右移12位(即寫代碼時人為乘2^12，再用DSP除以2^12)，DSP移位比較快，浮點型處理慢

? ??Vref = (int)Vout*508400>>12;

????//輸出誤差

????Error =??Vref? - VoutSample? ;

????//簡單的PI處理，同樣為Q12

????VloopTemp =? VloopTemp + V_KP*Error;

????VLoopOut = (VloopTemp + V_KI*Error)>>12;

??? //限制最小頻率50khz，50K*1500=60M主頻

????if(VLoopOut>1200)

????VLoopOut = 1200;

????//限制最大頻率250khz，同上

????if(VLoopOut<240)

????VLoopOut = 240;

}

//計算結果輸出，即圖1綠色線

out[0] = VLoopOut;

三、發波控制

定義完初始值后，通過以主頻為步進累加，峰值達到環路輸出值后歸0，這樣就得到一個三角波（圖1直角三角形）

?g_nStepCount++;

//PWM周期計數器累加

PWM_Cnt++;

//讀取上個模塊的環路周期量

Period = in[0] ;?

//死區時間，如果需要調寬，加大死時間即可。加入條件語句通過Period和Deadtime的函數就可以實現調頻+調寬了，比模擬方式實現起來簡單多了

Deadtime = 20;

//半周期

HalfPeriod = Period/2;

//半周期值以下OUT0出高，然后插入死區，方波兩邊分各分一半

if(PWM_Cnt > Deadtime/2 && PWM_Cnt < HalfPeriod - Deadtime/2)

{

out[0]=1;

out[1]=0;

}

//半周期值以上OUT1出高，死區同上，仔細看三角波很好理解

else if(PWM_Cnt > HalfPeriod + Deadtime/2 && PWM_Cnt < Period - Deadtime/2)

{

out[0]=0;

out[1]=1;

}

//死區內均為低電平

else

{

out[0]=0;

out[1]=0;

}

//周期發波完成后計數器歸0

if(PWM_Cnt==Period)

PWM_Cnt=0;

如果需要移相，也可能通過處理三角波實現，總之，數字發波比模擬發波確實方便很多，可以玩出各種花樣。

最后，要在仿真器中模擬60MHz主頻，將仿真器仿真步長設置為16.667n即可。

另外PSIM也可以像simplis F11窗口一樣將參數定義在file文件中，這樣對于參數修改更方便。

這樣仿真就完成了，下面看下仿真波形：

參數都是隨意編的，希望能幫助硬件新人簡單的理解下LLC軟件發波原理吧。

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