一種應(yīng)用在eps系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，包括：旋變解碼芯片、旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路、旋轉(zhuǎn)變壓器、旋變輸出信號(hào)處理電路和編碼器信號(hào)處理電路。本發(fā)明對(duì)旋變解碼芯片的輸入和輸出均做了特殊的信號(hào)處理，完全利用硬件電路將檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)直接解碼成EPS控制器主控芯片常用的標(biāo)準(zhǔn)編碼器信號(hào)，從而解決了基于編碼器信號(hào)設(shè)計(jì)EPS控制器與使用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的永磁同步電機(jī)之間的兼容問(wèn)題，提高了基于旋轉(zhuǎn)變壓器的永磁同步電機(jī)應(yīng)用靈活性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及EPS電機(jī)控制器開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變 壓器信號(hào)硬件解碼電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋變電機(jī)因其抗沖擊震動(dòng)和溫度濕度變化的能力很強(qiáng)，適用于工作環(huán)境惡劣的場(chǎng) 合。隨著旋變電機(jī)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天等各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，旋變電機(jī)在汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)領(lǐng)域也得到同步發(fā)展。但是，目前汽車(chē)EPS控制器的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的接口形式多按光電 編碼器信號(hào)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了基于編碼器信號(hào)設(shè)計(jì)EPS(Electric Power Steering，電動(dòng)助力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)）控制器與旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)之間無(wú)法兼容的問(wèn)題，限制了基于旋轉(zhuǎn)變壓器的永磁同 步電機(jī)在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器 信號(hào)硬件解碼電路。
[0004] 本發(fā)明提出的一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，包括:旋變解 碼芯片、旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路、旋轉(zhuǎn)變壓器、旋變輸出信號(hào)處理電路和編碼器信號(hào)處 理電路；
[0005] 旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路的輸入端連接旋變解碼芯片的勵(lì)磁端，其輸出端連接 旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端;旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路獲取旋轉(zhuǎn)解碼芯片的激勵(lì)信號(hào)，并將其 放大后輸送給旋轉(zhuǎn)變壓器以激勵(lì)旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)入工作狀態(tài)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測(cè)；
[0006] 旋變輸出信號(hào)處理電路的輸入端連接旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端，其輸出端連接旋變解 碼芯片的模擬輸入端，旋變解碼芯片的輸出端連接編碼器信號(hào)處理電路;旋變輸出信號(hào)處 理電路獲取旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息并對(duì)其進(jìn)行處理后輸送到旋變解碼芯片， 旋變解碼芯片對(duì)獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息進(jìn)行解碼后發(fā)送給編碼器信號(hào)處理電路，編碼器 信號(hào)處理電路將旋變解碼芯片的解碼信息轉(zhuǎn)換成電機(jī)控制電路可識(shí)別的編碼信息并發(fā)送 給電機(jī)控制電路。
[0007] 優(yōu)選地，旋變解碼芯片為AD2S1210芯片或同系列的旋變解碼芯片。
[0008] 優(yōu)選地，旋變信號(hào)推勉放大電路是一個(gè)使用運(yùn)算放大器和分立互補(bǔ)發(fā)射極跟隨器 輸出級(jí)的復(fù)合放大器。
[0009] 優(yōu)選地，旋變信號(hào)推勉放大電路包括運(yùn)算放大器、第一二極管、第二二極管、第一 三極管和第二三極管，其中，第一三極管為N型管，第二三極管為P型管;運(yùn)算放大器的負(fù)反 饋端作為旋變信號(hào)推勉放大電路輸入端連接旋變解碼芯片勵(lì)磁端并連接旋變信號(hào)推勉放 大電路輸出端，其正反饋端接入第一電壓，其電源輸入端連接第一供電電壓，其輸出端分別 連接第一二極管負(fù)極和第二二極管正極;第一二極管正極通過(guò)第六電阻分別連接控制電壓 和第一三極管基極，第一三極管集電極連接第二供電電壓，其發(fā)射極通過(guò)第九電阻連接旋 變信號(hào)推勉放大電路輸出端;第二二極管負(fù)極連接第二三極管基極，并通過(guò)第八電阻接地； 第二三極管集電極接地，其發(fā)射極通過(guò)第十電阻連接旋變信號(hào)推勉放大電路輸出端。
[0010] 優(yōu)選地，運(yùn)算放大器通過(guò)第三電阻連接第一電壓并通過(guò)第四電阻接地，控制電壓 通過(guò)第五電阻分別連接第六電阻和第一三極管基極，第二二極管負(fù)極通過(guò)第七電阻分別連 接第八電阻和第二三極管基極;其中，第五電阻與第八電阻阻值相等，第六電阻與第七電阻 阻值相等，第九電阻與第十電阻阻值相等。
[0011] 優(yōu)選地，運(yùn)算放大器通過(guò)第一電阻連接旋變解碼芯片勵(lì)磁端，并通過(guò)第二電阻連 接旋變信號(hào)推勉放大電路輸出端，第二電阻上并聯(lián)有第一電容。
[0012] 優(yōu)選地，旋變解碼芯片包括一個(gè)參考信號(hào)端，其連接旋變輸出信號(hào)處理電路，用于 向旋變輸出信號(hào)處理電路輸送參考信號(hào)，旋變輸出信號(hào)處理電路根據(jù)參考信號(hào)對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓 器的輸出信號(hào)進(jìn)行偏置。
[0013] 優(yōu)選地，旋變輸出信號(hào)處理電路包括第二電容、第三電容、第四電容、第^^一電阻、 第十二電阻、第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端、第二輸出端和參考信號(hào)輸入端;第一輸 入端接入旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的第一正弦信號(hào)和第一余弦信號(hào)，第二輸入端接入旋轉(zhuǎn)變壓器輸 出的第二正弦信號(hào)和第二余弦信號(hào);第一輸入端和第二輸入端分別通過(guò)第四電容和第三電 容接地，第一輸入端連接第一輸出端，第二輸入端連接第二輸出端，第一輸出端和第二輸出 端通過(guò)第二電容串聯(lián)，參考信號(hào)輸入端通過(guò)第十一電阻連接第二輸出端，并通過(guò)第十二電 阻連接第一輸出端。
[0014] 優(yōu)選地，編碼器信號(hào)處理電路由十六進(jìn)制反相施密特觸發(fā)器及濾波電路組成。，其 使用的芯片為74LVC14AD。
[0015] 本發(fā)明對(duì)旋變解碼芯片的輸入和輸出均做了特殊的信號(hào)處理，完全利用硬件電路 將檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)直接解碼成EPS控制器主控芯片常用的標(biāo)準(zhǔn)編 碼器信號(hào)，從而解決了基于編碼器信號(hào)設(shè)計(jì)EPS控制器與使用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位 置的永磁同步電機(jī)之間的兼容問(wèn)題，提高了基于旋轉(zhuǎn)變壓器的永磁同步電機(jī)應(yīng)用靈活性。
[0016] 本發(fā)明提供的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低， 有利于EPS系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的原理框圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明旋變解碼芯片的旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路的具體電路圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器旋變輸出信號(hào)處理電路的具體電路圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明旋變解碼芯片的編碼器信號(hào)處理電路的具體電路圖；
[0021 ]圖5為旋轉(zhuǎn)變壓器輸入輸出信號(hào)示意圖；
[0022]圖6本發(fā)明得到的編碼器信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，包 括:旋變解碼芯片、旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路、旋轉(zhuǎn)變壓器、旋變輸出信號(hào)處理電路和編 碼器信號(hào)處理電路。
[0024]旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路的輸入端連接旋變解碼芯片的勵(lì)磁端，其輸出端連接 旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端。旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路獲取旋轉(zhuǎn)解碼芯片的激勵(lì)信號(hào)，并將其 放大后輸送給旋轉(zhuǎn)變壓器以激勵(lì)旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)入工作狀態(tài)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測(cè)。本實(shí) 施方式中，旋變解碼芯片采用AD2S1210芯片，具體實(shí)施時(shí)，旋變解碼芯片也可采用AD2S1210 同系列的旋變解碼芯片。
[0025] AD2S1210是一款旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，其主要工作特性和參數(shù)為:①(5 士 5%)V單電 源供電；②16位分辨率的實(shí)時(shí)輸出最高跟蹤速率為125r/s，輸出16位絕對(duì)位置信息和帶符 號(hào)的15位速度信息;③具有可編程正弦波晶振器;④理想輸入幅度要求為3.15Vp-p;⑤勵(lì)磁 頻率為101^^，121^^，201^^可編程。本實(shí)施方式采用默認(rèn)101^^的激勵(lì)頻率40251210輸出 的激勵(lì)信號(hào)EXC和NEXC單端輸出為3.6Vp-p，且中心電壓為2.5V，旋變激勵(lì)信號(hào)EXC至NEXC差 分輸出為7.2Vp-p。該芯片適用于各種無(wú)刷旋變輸出信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，抗干擾能力強(qiáng)。
[0026]旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵(lì)電壓EXC_0UT至NEXC_0UT差分輸入值有效值為(8.2±20%)V， 峰一峰值(Vp-p)為（11.5士20% )V，旋變的內(nèi)阻為100-200,轉(zhuǎn)換比為0.286。本實(shí)施方式 中，旋轉(zhuǎn)變壓器采用美蓓亞公司的無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器15VRX，轉(zhuǎn)換比為0.286,激勵(lì)信號(hào)幅值為 12V，激勵(lì)頻率為10kHz。本實(shí)施方式中，旋變解碼芯片產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)為7.2V，可見(jiàn)旋變解 碼芯片輸出的激勵(lì)信號(hào)幅值遠(yuǎn)小于旋轉(zhuǎn)變壓器可接入的激勵(lì)信號(hào)，故而，本實(shí)施方式中設(shè) 置旋變信號(hào)推勉放大電路對(duì)旋變解碼芯片輸出的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大。
[0027]由于，本實(shí)施方式中使用的旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)換比為0.286,因此，如果僅用一個(gè)單位 增益緩沖器408662配合40231210使用，則旋變器輸出的幅度約為差分2￥峰-峰值(3.6*2* 0.286 = 2.06V)。這種信號(hào)的幅度不足以滿(mǎn)足AD2S1210的輸入幅度要求。故而，本實(shí)施方式 中，設(shè)置了旋變信號(hào)推勉放大電路。推勉放大電路的作用是對(duì)旋變解碼芯片輸出的激勵(lì)信 號(hào)EXC/NEXC (3.6V峰-峰值)進(jìn)行電壓放大和電流加強(qiáng)。
[0028]參照?qǐng)D2,本實(shí)施方式中，旋變信號(hào)推勉放大電路是一個(gè)使用雙通道、低噪聲、精密 運(yùn)算放大器和分立互補(bǔ)發(fā)射極跟隨器輸出級(jí)的復(fù)合放大器。其中，運(yùn)算放大器的作用是調(diào) 節(jié)激勵(lì)信號(hào)幅值，分立互補(bǔ)發(fā)射極跟隨器的作用是增加電流驅(qū)動(dòng)能力。
[0029]分立互補(bǔ)發(fā)射極跟隨器包括第一二極管D1、第二二極管D2、第一三極管Q1和第二 三極管Q2,其中，第一三極管Q1為N型管，第二三極管Q2為P型管。運(yùn)算放大器U1的負(fù)反饋端 作為旋變信號(hào)推勉放大電路輸入端連接旋變解碼芯片勵(lì)磁端并連接旋變信號(hào)推勉放大電 路輸出端，其正反饋端通過(guò)第三電阻R3連接第一電壓VDD1并通過(guò)第四電阻R4接地，其電源 輸入端連接第一供電電壓VDD2進(jìn)行供電，其輸出端分別連接第一二極管D1負(fù)極和第二二極 管D2正極。
[0030] 第一二極管D1正極通過(guò)第六電阻R6分別連接控制電壓VDD3和第一三極管Q1基極， 第一三極管Q1集電極連接第二供電電壓VDD4,其發(fā)射極通過(guò)第九電阻R9連接旋變信號(hào)推勉 放大電路輸出端。本實(shí)施方式中，控制電壓VDD3串聯(lián)第五電阻R5后分別連接第六電阻R6和 第一三極管Q1基極，第五電阻R5串聯(lián)分壓，對(duì)第一二極管D1和第一三極管Q1進(jìn)行限壓保護(hù)。
[0031] 第二二極管D2負(fù)極連接第二三極管Q2基極，并通過(guò)第八電阻R8接地。第二三極管 Q2集電極接地，其發(fā)射極通過(guò)第十電阻R10連接旋變信號(hào)推勉放大電路輸出端。本實(shí)施方式 中，第二二極管D2負(fù)極串聯(lián)第七電阻R7后分別連接第八電阻R8和第二三極管Q2基極。第七 電阻R7的設(shè)置有利于降低第二二極管D2正負(fù)極壓差，并降低第二三極管Q2基極電壓。
[0032] 理想情況下，旋變信號(hào)處理電路處理后的正弦和余弦輸入應(yīng)具有差分3.15V峰-峰 值的幅度，因此需要進(jìn)行1.5倍的增益。本實(shí)施方式中，運(yùn)算放大器U1通過(guò)第一電阻R1連接 旋變解碼芯片勵(lì)磁端，并通過(guò)第二電阻R2連接旋變信號(hào)推勉放大電路輸出端。通過(guò)第一電 阻R1和第二電阻R2可調(diào)節(jié)激勵(lì)信號(hào)輸出幅值實(shí)現(xiàn)增益，電阻阻值可根據(jù)旋變解碼芯片需要 的信號(hào)幅值大小而定。
[0033]第二電阻R2上并聯(lián)有第一電容C1，其用來(lái)對(duì)輸入的激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波，電容值根 據(jù)激勵(lì)信號(hào)的頻率選定。具體地，第二電阻R2和第一電容C1形成RC濾波電路，對(duì)勵(lì)磁信號(hào) EXC/NEXC進(jìn)行低通濾波。
[0034] 具體實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，第一電阻R1和第二電阻R2的值分別為10kΩ和15.4kΩ，對(duì) 應(yīng)的增益為1.54。電容C1與電阻R2并聯(lián)形成一個(gè)低通濾波器，用來(lái)濾除EXC和NEXC輸出上可 能存在的任何噪聲，C1電容值依據(jù)激勵(lì)信號(hào)的頻率選定為120pF。第三電阻R3和第四R4設(shè)置 放大器的共模電壓VCM(2)，第三電阻R3和第四R4的阻值分別為10kQ和22kQ，
激勵(lì)輸出的共模電壓VCM(1 ) = +2 . 5V (為 6 AD2S1210電源電壓一半）。因此，緩沖器輸出共模電壓VCM(OUT)約為+5.7V(+12V電源的大約 一半，就是推免放大電路輸出EXC_0UT/NEXC_0UT的中心值）。
[0035] 具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，激勵(lì)輸出信號(hào)EXC_0UT/NECX_0UT為正信號(hào)，將EXC_0UT和NEXC_ OUT以差分形式作為激勵(lì)送入旋轉(zhuǎn)變壓器初級(jí)，測(cè)得旋轉(zhuǎn)變壓器輸出端信號(hào)正常，可連續(xù)變 化，沒(méi)有削波，旋轉(zhuǎn)變壓器次級(jí)輸出的正、余弦信號(hào)經(jīng)AD2S1210解碼后的數(shù)字量與旋變轉(zhuǎn)動(dòng) 角度一致，說(shuō)明該電路設(shè)計(jì)成功。
[0036]本實(shí)施方式中，運(yùn)算放大器和分立互補(bǔ)發(fā)射極跟隨器供電均為單端+12V供電，即 第一供電電壓VDD2和第二供電電壓VDD4均為+12V。
[0037] 本實(shí)施方式中，第五電阻R5、第六電阻R6第一二極管D1、第二二極管D2、第七電阻 R7和第八電阻R8醉成偏置電路以消除三極管產(chǎn)生的交越失真。本實(shí)施方式中，設(shè)置阻值較 小的第九電阻R9與第十電阻R10,增加第一三極管Q1和第二三級(jí)Q2基極間的電壓，使得Q1和 Q2基極間的電壓略大于Q1和Q2發(fā)射結(jié)開(kāi)啟電壓之和(大約等于D1和D2正向壓降和），如此， 兩個(gè)三極管Q1和Q2在靜態(tài)時(shí)也能保證微弱的導(dǎo)通。本實(shí)施方式中，第五電阻R5與第八電阻 R8阻值相等并為2.2kQ，第六電阻R6與第七電阻R7阻值相等并為3Ω，第九電阻R9與第十電 阻R10阻值相等并為4.7 Ω。第九電阻R9與第十電阻R10三極管射極負(fù)反饋電阻，還起限流保 護(hù)的作用。
[0038] 本實(shí)施方式中，當(dāng)U1輸出電壓(也是正弦信號(hào)）大于5.7V時(shí)，正弦波呈現(xiàn)正半周，Q1 正偏導(dǎo)通，Q2反偏截止，隨著電壓值逐漸增加，Q1基極電流隨之增大，發(fā)射極電流也逐漸增 大，輸出正向電流;U1輸出電壓小于5.7V時(shí)，正弦波負(fù)半周，Q2正偏導(dǎo)通，Q1反偏截止，正好 與U1輸出電壓大于5.7V時(shí)相反，這樣就加大了信號(hào)電流驅(qū)動(dòng)能力。
[0039]旋變輸出信號(hào)處理電路的輸入端連接旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端，其輸出端連接旋變解 碼芯片的模擬輸入端。旋變解碼芯片的輸出端連接編碼器信號(hào)處理電路。旋變輸出信號(hào)處 理電路獲取旋轉(zhuǎn)變壓器監(jiān)測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息并對(duì)其進(jìn)行處理后輸送到旋變解碼芯片， 旋變解碼芯片對(duì)獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息進(jìn)行解碼后發(fā)送給編碼器信號(hào)處理電路，編碼器 信號(hào)處理電路將旋變解碼芯片的解碼信息轉(zhuǎn)換成電機(jī)控制電路可識(shí)別的編碼信息并發(fā)送 給電機(jī)控制電路。旋變解碼芯片還包括一個(gè)參考信號(hào)端，其連接旋變輸出信號(hào)處理電路，用 于向旋變輸出信號(hào)處理電路輸送參考信號(hào)REFOUT，旋變輸出信號(hào)處理電路根據(jù)參考信號(hào)對(duì) 旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號(hào)進(jìn)行偏置。
[0040] 本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)變壓器由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子上有三組繞組，分別是 正弦輸入勵(lì)磁繞組、正弦輸出繞組和余弦輸出繞組，轉(zhuǎn)子上有一組獨(dú)立的繞組以輸出兩相 正交波形。旋轉(zhuǎn)變壓器將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息模擬信號(hào)通過(guò)4組信號(hào)線(xiàn)輸入旋變信號(hào)處理電 路，4組信號(hào)線(xiàn)分為兩對(duì)正余弦信號(hào)，分別是第一正弦信號(hào)SIN和第一余弦信號(hào)C0S、第二正 弦信號(hào)SINL0和第二余弦信號(hào)C0SL0。圖5所示，為本實(shí)施方式提供的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn) 變壓器信號(hào)硬件解碼電路中旋轉(zhuǎn)變壓器輸入信號(hào)EXC_0UT/NEXC_0UT與輸出的正弦信號(hào) SIN/SINL0及輸出的余弦信號(hào)C0S/C0SL0示意圖。
[0041] 本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正余弦信號(hào)經(jīng)過(guò)旋變輸出信號(hào)處理電路對(duì)幅值進(jìn) 行衰減，通過(guò)參考信號(hào)REF0UT與旋變解碼芯片正余弦信號(hào)中心電壓進(jìn)行匹配后送入旋變解 碼芯片對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)角度和速度進(jìn)行解碼得到編碼器信號(hào)，再由編碼器信號(hào)處理電路 處理后輸出EPS控制器兼容的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置編碼器信號(hào)。
[0042]參照?qǐng)D3,本實(shí)施方式中，旋變輸出信號(hào)處理電路包括:組成濾波電路的第二電容 C1A、第三電容C2A和第四電容C3A，組成分壓電路的第^^一電阻R1A和第十二電阻R2A，第一 輸入端、第二輸入端、第一輸出端、第二輸出端和參考信號(hào)輸入端。第一輸入端接入旋轉(zhuǎn)變 壓器輸出的第一正弦信號(hào)SIN和第一余弦信號(hào)C0S，第二輸入端接入旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的第二 正弦信號(hào)SINL0和第二余弦信號(hào)⑶SL0。第一輸入端和第二輸入端分別通過(guò)第四電容C3A和 第三電容C2A接地，第一輸入端連接第一輸出端，第二輸入端連接第二輸出端，第一輸出端 和第二輸出端通過(guò)第二電容C1A串聯(lián)，參考信號(hào)輸入端通過(guò)第^^一電阻R1A連接第二輸出 端，并通過(guò)第十二電阻2A連接第一輸出端。
[0043]旋變輸出信號(hào)處理電路的主要作用是將旋轉(zhuǎn)變壓器次級(jí)輸出信號(hào)進(jìn)行降幅及偏 置處理，分壓電阻1?認(rèn)，1?24，1?4，1?44阻值大小由旋變器數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入信號(hào)的5預(yù)，5110和 C0S，C0SL0的幅值決定，電容C1A的作用是濾除旋轉(zhuǎn)變壓器次級(jí)輸出信號(hào)SIN_0UT，SINL0_ OUT和C0S_0UT，C0SL0_0UT之間的差模干擾即濾除差分干擾，電容C2A，C3A的作用是濾除旋 轉(zhuǎn)變壓器次級(jí)輸出信號(hào)SIN_0UT，SINL0_0UT和C0S_0UT，C0SL0_0UT之間的共模干擾。REF0UT 信號(hào)為旋變器數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出參考信號(hào)，將該信號(hào)與分壓電路中心點(diǎn)連接，可以將進(jìn)入旋 變器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號(hào)進(jìn)行偏置，偏置電壓大小等于REF0UT電壓。
[0044] 參照?qǐng)D4,編碼器信號(hào)處理電路由十六進(jìn)制反相施密特觸發(fā)器及濾波電路組成，其 使用的芯片為74LVC14AD。圖6所示，為編碼器信號(hào)處理電路從旋變解碼芯片獲得的三路信 號(hào)A、B、Z示意圖。本實(shí)施方式中，電機(jī)與控制電路主控芯片為STM32F103ZET6或同系列。
[0045] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于，包括:旋變解碼 芯片、旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路、旋轉(zhuǎn)變壓器、旋變輸出信號(hào)處理電路和編碼器信號(hào)處理 電路； 旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路的輸入端連接旋變解碼芯片的勵(lì)磁端，其輸出端連接旋轉(zhuǎn) 變壓器的輸入端;旋變激勵(lì)信號(hào)推勉放大電路獲取旋轉(zhuǎn)解碼芯片的激勵(lì)信號(hào)，并將其放大 后輸送給旋轉(zhuǎn)變壓器以激勵(lì)旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)入工作狀態(tài)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測(cè)； 旋變輸出信號(hào)處理電路的輸入端連接旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端，其輸出端連接旋變解碼芯 片的模擬輸入端，旋變解碼芯片的輸出端連接編碼器信號(hào)處理電路;旋變輸出信號(hào)處理電 路獲取旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息并對(duì)其進(jìn)行處理后輸送到旋變解碼芯片，旋變 解碼芯片對(duì)獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息進(jìn)行解碼后發(fā)送給編碼器信號(hào)處理電路，編碼器信號(hào) 處理電路將旋變解碼芯片的解碼信息轉(zhuǎn)換成電機(jī)控制電路可識(shí)別的編碼信息并發(fā)送給電 機(jī)控制電路。2. 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 旋變解碼芯片為AD2S1210芯片或同系列的旋變解碼芯片。3. 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 旋變信號(hào)推勉放大電路是一個(gè)使用運(yùn)算放大器和分立互補(bǔ)發(fā)射極跟隨器輸出級(jí)的復(fù)合放 大器。4. 如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 旋變信號(hào)推勉放大電路包括運(yùn)算放大器(Ul )、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第一三極 管(Ql)和第二三極管(Q2)，其中，第一三極管(Ql)為N型管，第二三極管(Q2)為P型管;運(yùn)算 放大器(Ul)的負(fù)反饋端作為旋變信號(hào)推勉放大電路輸入端連接旋變解碼芯片勵(lì)磁端并連 接旋變信號(hào)推勉放大電路輸出端，其正反饋端接入第一電壓(VDDl)，其電源輸入端連接第 一供電電壓(VDD2)，其輸出端分別連接第一二極管(Dl)負(fù)極和第二二極管(D2)正極;第一 二極管(Dl)正極通過(guò)第六電阻(R6)分別連接控制電壓(VDD3)和第一三極管(Ql)基極，第一 三極管(Ql)集電極連接第二供電電壓(VDD4)，其發(fā)射極通過(guò)第九電阻(R9)連接旋變信號(hào)推 勉放大電路輸出端;第二二極管(D2)負(fù)極連接第二三極管(Q2)基極，并通過(guò)第八電阻(R8) 接地;第二三極管(Q2)集電極接地，其發(fā)射極通過(guò)第十電阻(RlO)連接旋變信號(hào)推勉放大電 路輸出端。5. 如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 運(yùn)算放大器(Ul)通過(guò)第三電阻(R3)連接第一電壓(VDDl)并通過(guò)第四電阻(R4)接地，控制電 壓(VDD3)通過(guò)第五電阻（R5)分別連接第六電阻（R6)和第一三極管（Ql)基極，第二二極管 (D2)負(fù)極通過(guò)第七電阻(R7)分別連接第八電阻(R8)和第二三極管(Q2)基極;其中，第五電 阻(R5)與第八電阻(R8)阻值相等，第六電阻(R6)與第七電阻(R7)阻值相等，第九電阻(R9) 與第十電阻(RlO)阻值相等。6. 如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 運(yùn)算放大器(Ul)通過(guò)第一電阻(Rl)連接旋變解碼芯片勵(lì)磁端，并通過(guò)第二電阻(R2)連接旋 變信號(hào)推勉放大電路輸出端，第二電阻(R2)上并聯(lián)有第一電容(C1)。7. 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 旋變解碼芯片包括一個(gè)參考信號(hào)端，其連接旋變輸出信號(hào)處理電路，用于向旋變輸出信號(hào) 處理電路輸送參考信號(hào)(REFOUT)，旋變輸出信號(hào)處理電路根據(jù)參考信號(hào)對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的輸 出信號(hào)進(jìn)行偏置。8. 如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 旋變輸出信號(hào)處理電路包括第二電容(ClA)、第三電容(C2A)、第四電容(C3A)、第^^一電阻 (RlA)、第十二電阻(R2A)、第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端、第二輸出端和參考信號(hào)輸 入端;第一輸入端接入旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的第一正弦信號(hào)（SIN)和第一余弦信號(hào)(C0S)，第二 輸入端接入旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的第二正弦信號(hào)(SINL0)和第二余弦信號(hào)(COSLO);第一輸入端 和第二輸入端分別通過(guò)第四電容(C3A)和第三電容(C2A)接地，第一輸入端連接第一輸出 端，第二輸入端連接第二輸出端，第一輸出端和第二輸出端通過(guò)第二電容(ClA)串聯(lián)，參考 信號(hào)輸入端通過(guò)第十一電阻(RlA)連接第二輸出端，并通過(guò)第十二電阻(R2A)連接第一輸出 端。9. 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用在EPS系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)硬件解碼電路，其特征在于， 編碼器信號(hào)處理電路由十六進(jìn)制反相施密特觸發(fā)器及濾波電路組成。，其使用的芯片為 74LVC14AD。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK105897078SQ201610220150
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】趙林峰, 陳無(wú)畏, 黃鶴, 汪洪波, 陳久閃
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)