一種旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)變壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路及其控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋轉(zhuǎn)變壓器是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型 交流電動機，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中定子繞組 作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓。轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應(yīng)電 壓。旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱旋變，它是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的信號元件。
[0003] 旋轉(zhuǎn)變壓器被安裝在電機上，而旋變解碼電路用于解析旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的電機轉(zhuǎn) 速與角度信號。目前，旋變解碼電路只能針對特定的旋轉(zhuǎn)變壓器進行電路的匹配，由于旋轉(zhuǎn) 變壓器的激勵信號及反饋的正、余弦信號的范圍都是固定的，需要針對不同的旋轉(zhuǎn)變壓器 重新計算旋變電路的參數(shù)，更改PCB以進行電路匹配。而目前電動汽車及工業(yè)控制領(lǐng)域有 各種各樣的電機用旋轉(zhuǎn)變壓器，為了與旋轉(zhuǎn)變壓器匹配，電機控制器的控制板需要重復(fù)設(shè) 計或重復(fù)加工，增加了研發(fā)及生產(chǎn)加工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路及其控制方法，能夠自適應(yīng)的匹配不同的 旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0005]本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路，包括：激勵信號推挽放大電路、旋變解碼 芯片和數(shù)字信號處理器控制電路；其中：
[0006]所述旋變解碼芯片輸出預(yù)設(shè)激勵信號，并將所述預(yù)設(shè)激勵信號輸入至與其連接的 所述激勵信號推挽放大電路的輸入端；
[0007]所述激勵信號推挽放大電路接收所述預(yù)設(shè)激勵信號，并放大所述預(yù)設(shè)激勵信號， 所述激勵信號推挽放大電路包括數(shù)字電位器；
[0008]所述激勵信號推挽放大電路的輸出端與旋轉(zhuǎn)變壓器連接，所述激勵信號推挽放大 電路根據(jù)所述數(shù)字電位器的阻值輸出所述旋轉(zhuǎn)變壓器所需的激勵信號；
[0009]所述數(shù)字信號處理器控制電路與所述旋變解碼芯片相連，接收所述旋變解碼芯片 的反饋信號，并調(diào)節(jié)與其連接的所述數(shù)字電位器的阻值；
[0010] 所述旋變解碼芯片接收所述旋轉(zhuǎn)變壓器副邊輸出的正弦信號和余弦信號。
[0011] 優(yōu)選地，所述數(shù)字電位器包括第一數(shù)字電位器和第二數(shù)字電位器；
[0012] 所述激勵信號推挽放大電路包括：第一電阻、第二電阻、第一運算放大器、第二運 算放大器、第一NPN三極管、第二NPN三極管、第一PNP三極管和第二PNP三極管；其中：
[0013]所述第一電阻、第一運算放大器與所述第一數(shù)字電位器構(gòu)成第一放大電路，所述 第一電阻的一端與所述旋變解碼芯片差分信號的正端EXC連接，另一端與所述第一運算放 大器的反相輸入端連接，所述第一運算放大器的同相輸入端輸入直流偏置參考電壓Vref， 所述第一數(shù)字電位器的可調(diào)電阻端與所述第一運算放大器的反相輸入端連接，所述第一運 算放大器的輸出端與所述第一NPN三極管與所述第一PNP三極管構(gòu)成第一推挽電路的輸入 端連接；
[0014] 所述第二電阻、第二運算放大器與所述第二數(shù)字電位器構(gòu)成第二放大電路，所 述第二電阻的一端與所述旋變解碼芯片差分信號的負端百疋連接，另一端與所述第二運 算放大器的反相輸入端連接，所述第二運算放大器的同相輸入端輸入直流偏置參考電壓 Vref，所述第二數(shù)字電位器的可調(diào)電阻端與所述第二運算放大器的反相輸入端連接，所述 第二運算放大器的輸出端與所述第二NPN三極管與所述第二PNP三極管構(gòu)成第二推挽電路 的輸入端連接；
[0015] 所述第一NPN三極管的基極與所述第一運算放大器的輸出端連接，集電極與電源 連接，發(fā)射極為激勵信號的正輸出端；
[0016] 所述第一PNP三極管的基極與所述第一運算放大器的輸出端連接，集電極接地， 發(fā)射極與所述第一NPN三極管的發(fā)射極相連；
[0017] 所述第二NPN三極管的基極與所述第二運算放大器的輸出端連接，集電極與電源 連接，發(fā)射極為激勵信號的負輸出端；
[0018] 所述第二PNP三極管的基極與所述第二運算放大器的輸出端連接，集電極接地， 發(fā)射極與所述第二NPN三極管的發(fā)射極相連。
[0019] 優(yōu)選地，所述的電路還包括：與所述旋轉(zhuǎn)變壓器連接，對所述旋轉(zhuǎn)變壓器副邊的正 弦信號和余弦信號進行濾波的濾波電路。
[0020] 優(yōu)選地，所述濾波電路包括：第一差模濾波器、第二差模濾波器、第一共模濾波器、 第二共模濾波器、第一RC濾波器和第二RC濾波器；其中：
[0021] 所述第一差模濾波器、第一共模濾波器和第一RC濾波器分別連接后對所述旋轉(zhuǎn) 變壓器副邊的正弦信號進行濾波；
[0022] 所述第二差模濾波器、第二共模濾波器和第二RC濾波器分別連接后對所述旋轉(zhuǎn) 變壓器副邊的余弦信號進行濾波。
[0023] 優(yōu)選地，所述第一差模濾波器包括：共模電感L1和電容C21，所述電容C21的兩端 分別與所述共模電感L1的第一輸出端和第二輸出端相連，所述共模電感L1的第一輸入端 與正弦信號輸入端SIN_EXT連接，第二輸入端與正弦信號輸入端連接；
[0024] 所述第二差模濾波器包括：共模電感L2和電容C22,所述電容C22的兩端分別與 所述共模電感L2的第一輸出端和第二輸出端相連，所述共模電感L2的第一輸入端與余弦 信號輸入端COS_EXT連接，第二輸入端與余弦信號輸入端^_EXT連接；
[0025] 所述第一共模濾波器包括：共模電感L1、電容C2和電容C3,所述電容C2和電容C3 串聯(lián)后的兩端與所述共模電感L1的第一輸出端和第二輸出端相連，所述電容C2和電容C3 的連接點接地；
[0026] 所述第二共模濾波器包括：共模電感L2、電容C4和電容C5,所述電容C4和電容C5 串聯(lián)后的兩端與所述共模電感L2的第一輸出端和第二輸出端相連，所述電容C4和電容C5 的連接點接地；
[0027] 所述第一RC濾波器包括：電阻R17、電阻R18和電容C20,所述電阻R17 -端與所 述共模電感L1的第一輸出端連接，另一端為正弦信號輸出端SIN，所述電阻R18 -端與所 述共模電感L1的第二輸出端連接，另一端為正弦信號輸出端SIN，所述電容C20的兩端分別 與正弦信號輸出端SIN和正弦信號輸出端SIN;相連；
[0028] 所述第二RC濾波器包括：電阻R15、電阻R16和電容C19,所述電阻R15 -端與所 述共模電感L2的第一輸出端連接，另一端為余弦信號輸出端所述電阻R16 -端與所 述共模電感L2的第二輸出端連接，另一端為余弦信號輸出端COS，所述電容C19的兩端分別 與余弦信號輸出端COS和余弦信號輸出端_相連。
[0029] 優(yōu)選地，所述濾波電路還包括：第一靜電二極管保護器件Z1和第二靜電二極管保 護器件Z2 ;其中：所述第一靜電二極管保護器件Z1包括第一二極管和第二二極管，所述第 一二極管和第二二極管的陽極相連后接地，所述第一二極管的陰極與所述共模電感L1的 第二輸出端相連，所述第二二極管的陰極與所述共模電感L1的第一輸出端相連；
[0030] 所述第二靜電二極管保護器件Z2包括第三二極管和第四二極管，所述第三二極 管和第四二極管的陽極相連后接地，所述第三二極管的陰極與所述共模電感L1的第一輸 出端相連，所述第四二極管的陰極與所述共模電感L1的第二輸出端相連。
[0031] 優(yōu)選地，所述電路還包括：故障檢測指示電路；
[0032] 所述旋變解碼芯片包括：正弦信號與余弦信號運算電路；
[0033] 所述正弦信號與余弦信號運算電路判斷經(jīng)過所述濾波電路濾波后的正弦信號和 余弦信號是否正常，若否，則生成警告信號，并將所述警告信號發(fā)送至所述故障檢測指示電 路；
[0034] 所述故障檢測指示電路接收所述警告信號，對故障進行警示。
[0035] 一種旋轉(zhuǎn)變壓器解碼電路的控制方法，包括：
[0036] 旋變解碼芯片輸出預(yù)設(shè)激勵信號至激勵信號推挽放大電路的輸入端；
[0037] 所述激勵信號推挽放大電路接收所述預(yù)設(shè)激勵信號，并放大所述預(yù)設(shè)激勵信號和 輸出所述旋轉(zhuǎn)變壓器所需的激勵信號，所述激勵信號推挽放大電路包括阻值由數(shù)字信號處 理器控制電路調(diào)節(jié)的數(shù)字電位器；
[0038] 所述數(shù)字信號處理器控制電路接收所述旋變解碼芯片的反饋信號，并調(diào)節(jié)數(shù)字電 位器的阻值；
[0039] 數(shù)字信號處理器控制電路所述旋變解碼芯片接收所述旋轉(zhuǎn)變壓器副邊輸出的正 弦信號和余弦信號。
[0040] 優(yōu)選地，所述數(shù)字信號處理器控制電路調(diào)節(jié)數(shù)字電位器阻值的方法為：