固態變壓器（SST）控制器硬件在環測試技術

本方案構建了一套算法預研原型SST控制器硬件在環測試平臺。其核心在于為用戶提供一套標準化的快速控制原型（RCP）交鑰匙方案，用戶無需進行任何底層硬件開發，即可將Matlab/Simulink中設計的控制算法直接部署并運行于專用的原型控制器上，實現從“控制思路”到“實時閉環驗證”的最短路徑，專注于核心算法的迭代與性能優化。

平臺采用經過驗證的分布式仿真架構作為被控對象：1臺主仿真器以1μs步長仿真前級鏈式H橋，1臺從仿真器以100ns步長仿真后級高頻DC-DC變換器，兩臺仿真器通過光纖進行數據交互，并由時鐘同步線確保嚴格同步。

方案的核心是采用遠寬專用SST原型控制器MT 1090，用戶只需在Simulink環境中完成控制算法建模，即可一鍵編譯下載至MT 1090，使其成為承載用戶算法的實體控制器。MT 1090通過高速光纖與物理IO接口，實時獲取仿真器提供的全系統狀態信息（如網側電壓、電流、子模塊電壓、直流側電壓），并執行用戶算法，生成前級PWM脈沖與后級移相角等控制指令。其中，前級PWM由MT 1090直接產生并通過光纖發送至主仿真器驅動開關模型；后級移相指令則通過光纖發送至從仿真器，由其本地生成驅動信號，從而形成完整的算法在環測試閉環。

本方案構建了一套主/相控-虛擬下級SST控制器硬件在環測試平臺，其核心在于將子控制器的控制邏輯虛擬化并集成于仿真模型中，從而實現對SST主/相控制器的獨立、高效驗證，極大簡化了測試架構，加速了上層控制策略的開發與調試進程。

平臺采用精簡的分布式仿真架構：由1臺主仿真器以 1μs步長實時仿真前級鏈式H橋電路，1臺從仿真器以100ns步長仿真后級高頻DC-DC變換器。兩臺仿真器通過光纖進行數據交互，并由時鐘同步線確保嚴格同步，構成一個包含完整被控對象及虛擬下級控制邏輯的閉環測試平臺。

在通信層面，系統通過光纖匯集控制箱實現主/相控制器與仿真模型間的高效數據交互。該控制箱接收來自仿真模型的子模塊電壓、直流側電壓等系統狀態信息，并通過低速光纖傳遞給主/相控制器；主/相控制器據此計算出調制波、移相角等控制指令，經控制箱分發至各仿真器：前級調制波經控制箱完成載波移相調制后，生成PWM信號驅動主仿真器中的開關模型；后級移相角則直接發送至從仿真器，由其本地生成驅動脈沖信號。由此，構建了一套專注于驗證系統級能量管理、協調控制等頂層策略的高效硬件在環測試系統。

本方案構建了一套用于完整SST控制器硬件（主控、相控、子控）的高保真硬件在環測試平臺，其核心創新在于采用 “光纖適配”通信架構，通過光纖通信替代大部分復雜的物理IO接線，在確保系統級測試完整性的同時，顯著提升了集成便捷性與測試迭代效率。

平臺采用分布式多仿真器協同架構，由1臺主仿真器以1μs步長實時仿真前級鏈式H橋電路，同時3臺從仿真器以100ns的極小步長分別精確仿真各相后級高頻DC-DC變換器；4臺仿真器之間通過光纖進行實時數據交互，并采用時鐘同步線確保嚴格同步，形成一個高精度、統一的虛擬被控對象。

在通信與接口層面，主仿真器通過三路高速光纖連接至光纖匯集箱，匯集箱將信號轉換為多路低速光纖，以點對點方式與前級各子控制器連接，傳輸子模塊電壓、PWM控制等關鍵信號；后級通信則由從仿真器通過物理IO與對應子控制器直接交互。該設計成功構建了一套高精度、高可靠性的測試環境，全面支持從控制器功能驗證到系統動態性能測試的開發需求。

本方案構建了一套用于完整SST控制器硬件（主控、相控、子控）的物理IO全保真硬件在環測試平臺，其核心在于摒棄任何通信適配與轉換，嚴格采用真實的物理電氣接口與被測控制器進行交互，從而在信號層面實現100%的保真度復現，為控制器性能驗證與產品定型提供測試基準。

平臺采用分布式多仿真器協同架構，由1臺主仿真器以1μs步長實時仿真前級鏈式H橋電路，同時3臺從仿真器以100ns的極小步長分別精確仿真各相后級高頻DC-DC變換器；4臺仿真器之間通過光纖進行實時數據交互，并采用時鐘同步線確保嚴格同步，形成一個高精度、統一的虛擬被控對象。

在通信與接口層面，為實現最高的信號真實性，SST前級通信接口設計原則：主仿真器通過高速光纖將數據發送至前端的光電信號轉換箱。該轉換箱分為DI（數字量輸入）光電轉換箱與AO（模擬量輸出）光電轉換箱，前者將子控制器的真實的物理電平信號轉換成光纖信號輸出至主仿真器電力電子開關模型中；后者則負責將仿真計算得到的子模塊電容電壓等模擬量，轉換為高精度的物理模擬電壓信號輸出至子控制器。SST后級通信接口設計原則：從仿真器通過物理IO與對應子控制器直接交互。由此，整個測試平臺在信號鏈的末端復現了真實功率設備與控制器之間的電氣連接特性與信號時序，構建了一套可用于最終產品認證與高可靠性驗證的高精度、高保真硬件在環測試系統。

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