如何在Psim中使用C语言实现LLC闭环仿真

前面介绍过模拟VCO是通过改变电容充放电电流的大小实现调频的，详见LLC闭环仿真之L6599 VCO建模与工作原理分析。

那么数字环路该怎么实现呢？今天使用PSIM的C Block分享一下。

以前沿调制为例，如下图：每个中断周期内，软件通过环路计算出需要的频率（下图绿色直线），然后基于DSP主频内（这里设置的60MHz）累加的计数器（下图三角波），当三角波峰值等于环路计算值时归零（不同的工况有不同的环路输出值，闭环时自动计算），所以数字发波的三角波峰值不固定，而上升斜率固定，并且可以直接归零，这样就得到不同的周期量实现调频；

而模拟仿真是通过给电容充放电，其电压峰峰值固定（ΔV），斜率不固定（跟充电电流相关），且不可直接从最大值归零（电容放电需要时间）。

有了这个三角波后，即可发出想要的驱动，死区时间，轻载调宽移相等都可以通过操作三角波实现。

下图为总体仿真原理图：

一、输出采样

采样比例设置为0.1，电压基准为3.3V，ADC12位精度，若输出为24V，则采样为2.4，转换为数字量即为2.4/3.3*2^12

C Block第一个框中定义初始量，其他参数保持默认即可。

在第三个框中读取输入输出数值（第一个输入口为in[0]，依此类推）

二、电压环

先定义初始值

然后在第三个框中设置中断和环路计算

g_nStepCount++;

//设置中断累加，用以中断计算环路

Time_50kHz++;

//输出值设定

Vout = in[1];

//如60M主频的DSP，需要50K中断频率，即60000k/1200=50k,所以仿真跑1200次就进一次中断，进入后归0

if(Time_50kHz==1200)

{ //计数器清零

Time_50kHz = 0;

//上个模块输出的输出电压采样数字量

VoutSample= in[0];

//Q12格式，因前面定义的整型，精度低，所以先把该值*2^12，如下图，然后再通过右移12位(即写代码时人为乘2^12，再用DSP除以2^12)，DSP移位比较快，浮点型处理慢

采样比例/基准电压*ADC精度*Q12格式

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

//输出误差

Error = Vref - VoutSample ;

//简单的PI处理，同样为Q12

VloopTemp = VloopTemp + V_KP*Error;

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

//限制最小频率50khz，50K*1500=60M主频

if(VLoopOut>1200)

VLoopOut = 1200;

//限制最大频率250khz，同上

if(VLoopOut<240)

VLoopOut = 240;

}

//计算结果输出，即图1绿色线

out[0] = VLoopOut;

三、发波控制

定义完初始值后，通过以主频为步进累加，峰值达到环路输出值后归0，这样就得到一个三角波（图1直角三角形）

g_nStepCount++;

//PWM周期计数器累加

PWM_Cnt++;

//读取上个模块的环路周期量

Period = in[0] ;

//死区时间，如果需要调宽，加大死时间即可。加入条件语句通过Period和Deadtime的函数就可以实现调频+调宽了，比模拟方式实现起来简单多了

Deadtime = 20;

//半周期

HalfPeriod = Period/2;

//半周期值以下OUT0出高，然后插入死区，方波两边分各分一半

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，死区同上，仔细看三角波很好理解

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

{

out[0]=0;

out[1]=1;

}

//死区内均为低电平

else

{

out[0]=0;

out[1]=0;

}

//周期发波完成后计数器归0

if(PWM_Cnt==Period)

PWM_Cnt=0;

如果需要移相，也可能通过处理三角波实现，总之，数字发波比模拟发波确实方便很多，可以玩出各种花样。

最后，要在仿真器中模拟60MHz主频，将仿真器仿真步长设置为16.667n即可。

另外PSIM也可以像simplis F11窗口一样将参数定义在file文件中，这样对于参数修改更方便。

这样仿真就完成了，下面看下仿真波形：

参数都是随意编的，希望能帮助硬件新人简单的理解下LLC软件发波原理吧。

祝大家劳动节快乐，能够在五一假期看到这里的同学一定是像我一样积极向上的打工人

最后还要感谢文老师和杨老师前几天帮忙推广公众号，也感谢软件同事教我看代码！

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