一種旋轉變壓器解碼電路及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及旋轉變壓器技術領域，尤其涉及一種旋轉變壓器解碼電路及其控制方 法。
【背景技術】
[0002] 旋轉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，用來測量旋轉物體的轉軸角位移和角速度，由定子和轉子組成。其中定子繞組 作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓。轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電 壓。旋轉變壓器簡稱旋變，它是一種輸出電壓隨轉子轉角變化的信號元件。
[0003] 旋轉變壓器被安裝在電機上，而旋變解碼電路用于解析旋轉變壓器反饋的電機轉 速與角度信號。目前，旋變解碼電路只能針對特定的旋轉變壓器進行電路的匹配，由于旋轉 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變壓器 重新計算旋變電路的參數，更改PCB以進行電路匹配。而目前電動汽車及工業控制領域有 各種各樣的電機用旋轉變壓器，為了與旋轉變壓器匹配，電機控制器的控制板需要重復設 計或重復加工，增加了研發及生產加工成本。

【發明內容】

[0004]本發明提供了一種旋轉變壓器解碼電路及其控制方法，能夠自適應的匹配不同的 旋轉變壓器。
[0005]本發明提供了一種旋轉變壓器解碼電路，包括：激勵信號推挽放大電路、旋變解碼 芯片和數字信號處理器控制電路；其中：
[0006]所述旋變解碼芯片輸出預設激勵信號，并將所述預設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設激勵信號，并放大所述預設激勵信號， 所述激勵信號推挽放大電路包括數字電位器；
[0008]所述激勵信號推挽放大電路的輸出端與旋轉變壓器連接，所述激勵信號推挽放大 電路根據所述數字電位器的阻值輸出所述旋轉變壓器所需的激勵信號；
[0009]所述數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，并調節與其連接的所述數字電位器的阻值；
[0010] 所述旋變解碼芯片接收所述旋轉變壓器副邊輸出的正弦信號和余弦信號。
[0011] 優選地，所述數字電位器包括第一數字電位器和第二數字電位器；
[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字電位器構成第一放大電路，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， 所述第一數字電位器的可調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字電位器構成第二放大電路，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，所述第二數字電位器的可調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， 發射極與所述第一NPN三極管的發射極相連；
[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， 發射極與所述第二NPN三極管的發射極相連。
[0019] 優選地，所述的電路還包括：與所述旋轉變壓器連接，對所述旋轉變壓器副邊的正 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 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 變壓器副邊的余弦信號進行濾波。
[0023] 優選地，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] 一種旋轉變壓器解碼電路的控制方法，包括：
[0036] 旋變解碼芯片輸出預設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設激勵信號，并放大所述預設激勵信號和 輸出所述旋轉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字信號處 理器控制電路調節的數字電位器；
[0038] 所述數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，并調節數字電 位器的阻值；
[0039] 數字信號處理器控制電路所述旋變解碼芯片接收所述旋轉變壓器副邊輸出的正 弦信號和余弦信號。
[0040] 優選地，所述數字信號處理器控制電路調節數字電位器阻值的方法為：