一、產品簡介

實際的電力電子裝置，如光伏逆變器，風機變流器等，不僅含有弱電的控制板還有電力電子開關（IGBT等）、電感、電容等電路元件；仿真器通常只有弱電的 IO 接口，無法同電力電子裝置對接。所以快速原型控制（RCP）+實際功率硬件（P）的交互仿真模式的需求越來越突出。

電力電子領域的新產品開發(fā)都會經歷控制策略設計、程序代碼編寫、控制器程序燒錄和控制性能測試等流程，如果有一套可設計控制策略的圖形化軟件、并支持代碼的自動生成和控制器程序自動加載、還有對應的功率硬件產品來實現設計控制策略的性能測試，必然會大大縮短開發(fā)周期，PRCP正是為實現這一目標而開發(fā)的一款產品。

二、產品特點

YXPRCP功率硬件模型開發(fā)平臺，與MATLAB/Simulink無縫連接，代碼可自動生成和加載，用自己的功率設備方便與客戶設備完成聯合測試，可應用于高校、科研院所等進行新的控制策略、控制技術的開發(fā)研制。

• 與MATLAB/Simulink無縫對接的可視化編程和監(jiān)控；

• 對所搭建的模型可實現代碼自動生成、自動加載到實時目標機中運行；

• 實時目標機計算步長可達20KHz，可用于評估各種復雜控制算法；

• 硬件模塊化設計方便擴展；

• YXSPACE全系列可選，可同時控制多臺功率模組；

• YXPHM多達10幾種功率模組可選，各類拓撲結構隨意搭配；

• 集成了各種測量模塊、多用途I/O模塊和多種總線；

• 可根據用戶需求進行定制，提供整體解決方案；

• 提供系統級的產品解決方案，滿足兼容性設計需求。

三、產品組成

YXPRCP功率硬件模型開發(fā)平臺部分主要包括：

（1）5-15kw大功率可編程直流電源；

（2）YXSPACE系列快速原型控制器（SP1000、SP2000、SP6000可選）；

（3）YXPHM桌面型功率模組，多種拓撲可選：三相兩電平、三相三電平、Buck-boost、雙有源DAB、三有源DAB、ANPC三電平、六相電機驅動、Gan轉換、MMC多電平模塊等十幾種。

（4）變壓器、電抗、負載、電機等

（5）可移動柜體及配件

（6）配套的Simulink模型及軟硬件開源資料。

3.1 YXSPACE 快速原型控制器

YXSPACE產品系列能夠將用戶設計的圖形化的高級語言編寫的控制算法（Simulink）轉換成DIDO、AIAO量，完成實際硬件控制。其基本控制框圖如下所示：

控制算法模型一般采用Matlab中的Simulink工具搭建，將模型中的接口與硬件驅動接口綁定后，再結合TI公司的CCS編譯工具產生可執(zhí)行文件，下載至YXSPACE控制器中運行。

研旭YXSPACE-VIEW2000軟件主要用于配置YXSPACE控制器工作模式，同時可以實時監(jiān)測控制過程中的各類運行量，包括采集量、中間控制變量等。YXSPACE-VIEW2000包括了6類組態(tài)控件，分別為遙控控件、遙信控件、遙調控件、遙測控件、示波器控件以及文字編輯控件等。用戶可以借助這些控件，直觀、方便的搭建監(jiān)控界面，監(jiān)控控制器內部運行的詳細信息。

YXSPACE獨特優(yōu)點：

• 采用目前市面成品常用的控制芯片作為CPU，其仿真結果針對實際研究更具有參考性；

• 在Matlab中設計的控制算法自動生成代碼，自動加載到實時目標機中運行，避免了繁瑣的編程和Debug工作

• 使用門檻低，會Matlab仿真即可完成實驗測試工作，所有測試工作只需一人即可完成

• 模型與硬件接口鏈接簡單，只需記住端口編號即可，更不用配置硬件各類細節(jié)，免去一切不必要的麻煩；

• 性價比高，在同等功能的前提下，YXSPACE成本更低。

• 具備自主編寫的驅動庫，可以直接導入到Simulink庫中，用戶可以直接在Matlab軟件中拖動相應的硬件元件庫，將模型中的數據直接與硬件對接，無需再花費時間去查詢硬件映射。8種庫文件，可適用于各種工程調試需求。

• 模型轉換文件的透明化，用戶可直接查看模型轉換后的源碼。

YXSPACE-VIEW2000軟件

研旭公司專門為SP2000研發(fā)了一套上位機監(jiān)控軟件VIEW2000軟件。

VIEW2000軟件中包含控制器設置以及組態(tài)區(qū)。其中控制器設置界面共有4類控制器設置，包括仿真步長設置，DO控制源設置，QEP/CAP模式設置，PWM模塊設置。

組態(tài)區(qū)主要包括功能按鈕、組態(tài)控件、工作區(qū)等。

3.2 桌面型功率模塊YXPHM

YXPHM系列采用基于模型設計的理念，脫胎于研旭成熟產品光伏并網逆變器與風機變流器等成熟產品，又結合了研旭多年的模塊化組件與開放式平臺研發(fā)經驗，對該拓撲結構與驅動電路、傳感器電路、信號處理電路進一步集成，同時提供實際控制器接口、快速原型控制器結構與實際控制器模塊，為用戶提供性價比更好的模塊化產品。

YXPHM多功能桌面型電力電子功率轉換平臺，采用積木式搭建形式，將功率轉換電路中的電感，電容，功率開關等器件方便的組合在一起，形成電力電子積木PEBB（Power Electronics Building Block）。 

開發(fā)平臺包括硬件部分、軟件驅動，是針對高校開展電力電子技術研究推出的一種開放式的二次開發(fā)教學科研平臺。該平臺在硬件上采用分體化設計，控制板、采集板、功率板、電容板等模塊化，外殼采用透明的亞克力板材，美觀實用，用戶可以方便觀察內部的硬件結構。同時頂蓋可以打開，方便進行相關信號的測量。

主要功能

1、模塊拓展：采用模塊化設計，用戶可以定制所需要的拓撲，提供開源軟件模塊，用戶可進行二次開發(fā)。可進行多種拓撲定制：

2、開放設計：開放給用戶硬件原理圖、硬件設計說明以及軟件模塊如底層驅動，控制算法等。

3、安全穩(wěn)定：設計了健全的保護機制，軟件方面有過壓保護、欠壓保護、過流速斷保護、IGBT過熱保護、通訊保護等；硬件方面有短路保護、IGBT過流保護等。

4、半實物仿真：方便與研旭YXspace控制器、NI控制器、RT-LAB控制器、dSPACE控制器等數字實時仿真器對接，可提供相應的數字轉接板，免去客戶硬件設計之憂。

功能拓撲示例

YXPHM-SP205b-II型變流器內部功能框圖

圖為YXPHM-SP205b-II的接線面板：主控CPU采用目前流行的DSP，型號為TI公司的TMS320F28335，其32位浮點處理能力，非常適用于變流器控制場合。通過傳感器分別采集三相交流電流、三相交流電壓、直流側電壓、電流以及溫度等信息送給DSP，然后DSP經過特定的算法，輸出PWM調制波控制開關器件，從而可以實現直流變交流或者交流變直流能量雙向流動。除此之外，信號處理電路還預留的外部控制器接口，方便對接RCP控制器，如DSPACE、RT-LAB、SPEEDGOAT、PLEX、YXSPACE等。

圖為實物圖片，采用亞格力材料封裝。可以平放在桌子上面，故稱作桌面型功率模塊。

模塊系列

YXPHM-DCC10b-I DC-DC變流模塊

YXPHM-SP205b-II單相DC-DC-AC兩級變流模塊

YXPHM-TP310b-I三電平三相DC-AC變流模塊

YXPHM-VYN10b-I維也納型三相PFC變流模塊

YXPHM-DAB10b-I雙有源全橋雙向變流模塊

YXPHM-TAB05-S三有源橋直流變流模塊

YXPHM-LLC10b 單/三相LLC串聯諧振全橋模塊

YXPHM-ANPC10b三電平有源中點鉗位變流模塊

YXPHM-SPM10-I六相電機驅動變流模塊

YXPHM-GaNHB01高功率密度氮化鎵半橋模塊

YXPHM-MMCFB01全橋MMC變流子模塊

4、相關案例