Introdução a metodologia de simulação Hardware-In-The-Loop (HIL) aplicada a eletrônica de potência

Abstract

O método Hardware-in-the-Loop (HIL) combina componentes físicos com simulações virtuais, permitindo a validação em tempo real de sistemas complexos. Dada a rápida evolução tecnológica na engenharia, é fundamental que a formação dos futuros engenheiros reflita essas inovações. Este trabalho tem como objetivo compreender o funcionamento do HIL e explorar suas possíveis aplicações, avaliando seu potencial para simular e testar sistemas em tempo real, além de destacar sua relevância na formação acadêmica de engenheiros eletrônicos. Inicialmente é apresentada uma revisão teórica sobre a metodologia HIL, seguida pela realização de testes em circuitos de eletrônica de potência para contribuir no entendimento do tema discutido. Estes testes foram executados em ambiente de simulação em tempo não real e utilizando as metodologias Virtual Hardware-in-the-Loop (VHIL) e Controller Hardware-in-the-Loop (CHIL). Os testes físicos foram conduzidos com o simulador HIL402, da fabricante Typhoon HIL, e o kit de desenvolvimento LaunchXL-F28379D, da fabricante Texas Instruments, que contém o microcontrolador TMS320F2837xD. Diversos cenários foram aplicados ao sistema para analisar o comportamento dos conversores estáticos de potência.

The Hardware-in-the-Loop (HIL) method combines physical components with virtual simulations, allowing real-time validation of complex systems. Given the fast technological evolution in engineering, it is essential that the academic background of future engineers reflects these innovations. This work aims to understand how HIL works and explore its possible applications, evaluating its potential to simulate and test systems in real time, in addition to highlighting its relevance in the academic training of electronic engineers. Initially, a theoretical review of the HIL methodology is presented, followed by tests on power electronics circuits to contribute to the understanding of the subject discussed. These tests were performed in a non-real-time simulation environment and using the Virtual Hardware-in-the-Loop (VHIL) and Controller Hardware-in-the-Loop (CHIL) methodologies. The physical tests were conducted with the HIL402 simulator, from the manufacturer Typhoon HIL, and the LaunchXL-F28379D development kit, from the manufacturer Texas Instruments, which contains the TMS320F2837xD microcontroller. Several scenarios were applied to the system to analyze the behavior of the static power converters.