任务
谐振变换器是一种广泛用于DC/DC转换器的拓扑结构。它在很宽的工作范围内都能提供非常高的能量密度和出色的效率。由于具备这些优越的特性,谐振变换器往往用于电动汽车的车载充电器。
组件的尺寸和重量现如今至关重要,尤其是在移动应用方面(比如在汽车行业)。在这种背景下,很重要的一点是:谐振变换器的开关频率越高,电感和变压器就越小。因此,高频无疑是移动应用的理想之选。目前,根据谐振变换器的功率和应用,其开关频率在 100 kHz 到几 MHz 之间。
与硅(Si)基半导体相比,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等 宽禁带(WBG)半导体 可以在相近的功率损耗下,以更高的开关频率工作。事实上,宽禁带半导体可处理的开关频率要高出大约10倍。得益于这一特性,在汽车应用中,WBG半导体的开关频率一般都在100 kHz以上。这些应用中的开关频率通常 高达500 kHz ,而且目前趋势是向更高的频率发展。
挑战
电力电子电路的硬件在环(HIL)仿真是一种广泛使用的谐振变换器控制测试方法。目的是在 HIL 系统上模拟整个电力电子设备的同时,测试和验证信号级控制。
然而,用于仿真的模型在仿真开关频率方面存在固有的限制。这一限制是不同的因素造成的,包括算法的计算性能。
因此,开关频率大幅提升,就要求所用的算法具备 更高的性能 。遗憾的是,现有模型和工具难以提供所需的计算性能。
dSPACE解决方案
针对高开关频率运行而设计的仿真模型是成功的关键。我们的 XSG Power Electronics Systems(PES) 解决方案就是这样一种专业工具。功能强大的dSPACE软件提供一个包含常用电力电子电路、即刻使用的仿真模型库,是开发和测试高动态电气系统的理想选择。尽管它是模型库,但其中包含的模型对于组件额定值、开关元件类型和接口配置方面是可定制的。
最重要的是:XSG PES能够仿真开关频率高达500 kHz的CLLC谐振变换器,因此成为测试快速开关谐振变换器的理想之选。
我们的XSG PES解决方案可为您的电路创建所需的FPGA模型。在将此模型集成到您现有的FPGA框架中后,您就可以使用ConfigurationDesk(我们用于dSPACE实时硬件的配置和实现软件)配置和生成FPGA构建。最后,您可以将FPGA构建上传到SCALEXIO硬件在环(HIL)系统,以便运行仿真和测试并记录结果。