在PSIM中进行VHDL的联合仿真

目前市面上能支持HDL语言联合仿真的电源仿真软件并不多，能支持VHDL联合仿真的就更少了，PSIM软件支持VHDL及verilogHDL联合仿真，这样对于快速验证HDL实现的新想法是十分便捷的。

PSIM中VHDL代码仿真，是通过调用QuestaSim/ModelSim，两款软件协同完成的，本质属于不同软件的联合仿真。

下图是PSIM软件自带的例子，运行此例子需要安装QuestaSim/ModelSim软件。

VHDL例子有3个，Tutorial1是3相两电平逆变器，Tutorial2是同步buck，Tutorial3是单相全桥逆变器。

一，

打开Tutorial1文件夹，内容如下，下级vhdl文件夹中是8个.vhd源文件和1个compile.bat（调用VHDL编译及仿真），下级work文件夹就是vhdl的工作文件夹(work库)。

简单分析下此例子vhdl代码的构成，采用自顶向下的设计方法，顶层entity是Top_Inversor，7输入6输出，输入分别是3相电压、3相电流、直流母线电压、角频率、有功和无功给定、电感量，输出分别是6个管驱动。

Top_Inversor由5个子元件h1_filter、abc_dqo、ruta_datos1、ruta_datos2、dqo_abc构成（其中Ruta_Datos2下层会调用h2_filter），使用4个进程P_WT、P_BIEST、CMP、GEN并行运行。（vhdl文件夹中还有一个ModCouplerTemporaryFile.vhd，此文件与该例子运行无关。）

打开PSIM模型文件inverter.psimsch后，显示如下

VHDL模块在左下角，控制部分全VHDL实现，电流环为dq0坐标下带耦合的配置，其需要的输入参数角频率和电感量，由右上角File提供。

该例子是有点特殊的，无ADC，浮点类型的模拟量直接作为输入经过一阶数字滤波器h1_filter后直接参与控制运算，数据类型均为浮点。 这在仿真中是无问题的。

双击打开VHDL模块，得到如下窗口，HDL file是指定顶层实体.vhd文件，Wave file 是指定wave.do文件（在例子文件夹内），右侧需要设置ModelSim仿真步长。

双击PSIM模型界面右上角的钟表图标，得到如下窗口，仿真参数设置。

保持原有参数及设置不变，接下来看下运行过程及结果。点击PSIM运行图标后，稍等几秒，会自动调用QuestaSim/ModelSim软件

需要在QuestaSim/ModelSim命令行输入run -all启动ModelSim仿真，同时PSIM也开始真正运行。ModelSim环境下各输入输出变量中间量是自动添加的，运行完后可在ModelSim窗口进行波形操作和变量查看，操作和ModelSim完全一样。

仿真时间200ms，得到如下PSIM结果

二，

现在打开Tutorial2文件夹，看下同步buck的例子，使用了PSIM自带的ADC模块，vhdl代码结构为顶层实体top_controller，由ADC_controller、regulador、DPWM子元件构成。

此例是真正的数字控制。ADC_controllerwei ADC模块的时序控制器，regulador（文件名compensator）是控制计算单元，包含误差项计算、环路补偿计算等，DPWM是发波单元，输出同步buck的上下管驱动信号。compensator_pack.vhd是用户程序包，里面是用户数据类型定义和一些常数定义。

三，

再来看下verlogHDL例子，软件自带一个buck，文件夹内容如下

双击打开buck_iL_verilog_vs_analog.psimsch，其中包含两个buck，上部分为模拟实现的，下半部分是verilogHDL实现的。

点击PSIM运行按钮后，同样是调用ModelSim，此例的ModelSim是自动运行的，仿真完成后结果如下

红色线（后缀2）是verilog实现的结果

四，PSIM的其他功能

1，C2000 DSP的联合仿真及代码自动生成，PSIM提供可在图形界面下交互参数的DSP外设模块，同时支持这些外设模块及完整工程的C代码自动生成。

C2000 DSP外设模块的位置

F280049的ADC用户界面

2，Utilities菜单

s2z转换工具，提供了常用滤波器/补偿器的s2z转换功能，z系数14位小数，双线性和后向差分两种变换方法

SimCoupler目录设置工具，双击打开时PSIM自动检测其他安装环境，打开后可选择其他环境的安装目录。

PSIM目前支持JMAG（电磁有限元软件）、matlab/simulink、SPICE仿真器联合仿真。需要注意的是上述HDL联合仿真中QuestaSim/ModelSim不需要在此处设置，调用ModelSim仿真器是通过运行compile.bat批处理来实现的。

DSP示波器工具

功率管参数编辑工具，PSIM支持功率器件参数编辑及新增，此模型支持功率管的结温仿真，基于Eon、Eoff的查表，结合功率管的热阻网络模型，可在时域仿真的同时得到损耗和结温结果。

也支持电感损耗

图片曲线捕获工具，提取元器件规格书中曲线上的数据，可配合功率管参数编辑工具使用

BH曲线编辑工具，对磁芯损耗进行建模，可配合功率管参数编辑工具中电感模型使用

光伏板模拟工具，可配合PSIM仿真

超级电容模拟工具，，可配合PSIM仿真

单位转换工具

计算器