simulink与modelsim联合仿真buck闭环设计
主电路用simulink搭建,控制电路完全有verilog语言实现(包括DPWM,PI补偿器)
适用于验证基于fpga的电力电子变换器控制,由于控制回路完全由verilog语言编写,因此仿真验证通过,可直接下载进fpga板子,极大缩短了开发数字电源的研发周期。
buck变换器指标如下:
(*额定输入电压*) Vin->20,
(*最大输入电压*) Vin_max->25,
(*最小输入电压*) Vin_min->15,
(*输出电压*)Vo>10,
(*开关频率*)fs->50*10^3,
(*输出功率*)Po->100,
(*最小占空比*)Dmin->0.1,
(*额定占空比*)D ->0.5,
(*最大占空比*) Dmax->0.6,
(*额定输出电流*) Io-> 10
包括:buck主电路以及控制回路设计文档,仿真文件。
以及simulink与modelsim的联合仿真调试说明文档。
Simulink与Modelsim联合仿真Buck闭环设计
技术摘要: 本文介绍了Simulink与Modelsim联合仿真的应用,以验证基于FPGA的电力电子变换器控制系统。文章首先介绍了Buck变换器的基本指标,然后详细阐述了Simulink搭建主电路和Verilog实现控制电路的过程。通过Simulink和Modelsim联合仿真的方法,可以确保控制回路设计的正确性,从而节约开发数字电源的研发周期。
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引言 随着FPGA技术的迅速发展,基于FPGA的电力电子变换器控制系统在工业领域得到了广泛的应用。而Buck变换器作为一种常用的降压变换器,其控制系统的设计和调试对于数字电源的开发尤为重要。本文介绍了一种基于Simulink与Modelsim联合仿真的方法,用于验证基于FPGA的Buck变换器控制系统设计。
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Buck变换器的指标 Buck变换器是一种降压变换器,主要用于将高电压直流输入转换为低电压直流输出。在设计Buck变换器控制系统之前,我们需要了解一些基本的指标,以确定系统的设计要求。在本文中,我们考虑了以下指标:
- 额定输入电压(Vin):20V
- 最大输入电压(Vin_max):25V
- 最小输入电压(Vin_min):15V
- 输出电压(Vo):大于10V
- 开关频率(fs):50kHz
- 输出功率(Po):100W
- 最小占空比(Dmin):0.1
- 额定占空比(D):0.5
- 最大占空比(Dmax):0.6
- 额定输出电流(Io):10A
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Simulink搭建主电路 在Buck变换器控制系统中,主电路负责将输入电压降压并输出给负载。Simulink提供了一个方便易用的工具,用于建模和仿真电力电子变换器的主电路。主电路的设计需要考虑输入电压范围、输出电压要求、输出功率以及开关频率等因素。
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Verilog实现控制电路 控制电路在Buck变换器控制系统中起到关键作用,它通过调整PWM信号的占空比来控制开关管的通断,从而实现对输出电压的调节。在本文中,我们完全使用Verilog语言编写控制电路,包括DPWM(数字脉宽调制器)和PI补偿器。
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Simulink与Modelsim联合仿真调试 为了验证控制回路的设计是否正确,我们使用Simulink与Modelsim联合仿真的方法进行仿真调试。首先,在Simulink中搭建主电路,并将控制电路的Verilog代码嵌入到Simulink模型中。然后,通过Modelsim对整个系统进行仿真。通过Simulink与Modelsim联合仿真的方法,我们可以直观地了解控制回路的性能,并进行必要的调试和优化。
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结果与讨论 通过Simulink与Modelsim联合仿真,我们验证了基于FPGA的Buck变换器控制系统的设计。仿真结果表明,控制回路能够根据输入电压范围和输出电压要求,稳定地工作,并能够快速调节输出电压。
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总结 本文介绍了Simulink与Modelsim联合仿真的应用,以验证基于FPGA的电力电子变换器控制系统设计。通过Simulink搭建主电路和Verilog实现控制电路,并使用Simulink与Modelsim联合仿真的方法进行调试,我们能够确保控制回路设计的正确性,从而大大缩短了开发数字电源的研发周期。
注:本文主要描述了Simulink与Modelsim联合仿真的应用,以及基于FPGA的Buck变换器控制系统设计和调试过程。详细的电路设计和Verilog代码实现可以参考附带的设计文档和仿真文件。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-792468.html
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