一种旋转变压器解码电路及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及旋转变压器技术领域，尤其涉及一种旋转变压器解码电路及其控制方 法。
【背景技术】
[0002] 旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型 交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组 作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电 压。旋转变压器简称旋变，它是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
[0003] 旋转变压器被安装在电机上，而旋变解码电路用于解析旋转变压器反馈的电机转 速与角度信号。目前，旋变解码电路只能针对特定的旋转变压器进行电路的匹配，由于旋转 变压器的激励信号及反馈的正、余弦信号的范围都是固定的，需要针对不同的旋转变压器 重新计算旋变电路的参数，更改PCB以进行电路匹配。而目前电动汽车及工业控制领域有 各种各样的电机用旋转变压器，为了与旋转变压器匹配，电机控制器的控制板需要重复设 计或重复加工，增加了研发及生产加工成本。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种旋转变压器解码电路及其控制方法，能够自适应的匹配不同的 旋转变压器。
[0005]本发明提供了一种旋转变压器解码电路，包括：激励信号推挽放大电路、旋变解码 芯片和数字信号处理器控制电路；其中：
[0006]所述旋变解码芯片输出预设激励信号，并将所述预设激励信号输入至与其连接的 所述激励信号推挽放大电路的输入端；
[0007]所述激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号， 所述激励信号推挽放大电路包括数字电位器；
[0008]所述激励信号推挽放大电路的输出端与旋转变压器连接，所述激励信号推挽放大 电路根据所述数字电位器的阻值输出所述旋转变压器所需的激励信号；
[0009]所述数字信号处理器控制电路与所述旋变解码芯片相连，接收所述旋变解码芯片 的反馈信号，并调节与其连接的所述数字电位器的阻值；
[0010] 所述旋变解码芯片接收所述旋转变压器副边输出的正弦信号和余弦信号。
[0011] 优选地，所述数字电位器包括第一数字电位器和第二数字电位器；
[0012] 所述激励信号推挽放大电路包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二运 算放大器、第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一PNP三极管和第二PNP三极管；其中：
[0013]所述第一电阻、第一运算放大器与所述第一数字电位器构成第一放大电路，所述 第一电阻的一端与所述旋变解码芯片差分信号的正端EXC连接，另一端与所述第一运算放 大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端输入直流偏置参考电压Vref， 所述第一数字电位器的可调电阻端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运 算放大器的输出端与所述第一NPN三极管与所述第一PNP三极管构成第一推挽电路的输入 端连接；
[0014] 所述第二电阻、第二运算放大器与所述第二数字电位器构成第二放大电路，所 述第二电阻的一端与所述旋变解码芯片差分信号的负端百疋连接，另一端与所述第二运 算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端输入直流偏置参考电压 Vref，所述第二数字电位器的可调电阻端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述 第二运算放大器的输出端与所述第二NPN三极管与所述第二PNP三极管构成第二推挽电路 的输入端连接；
[0015] 所述第一NPN三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端连接，集电极与电源 连接，发射极为激励信号的正输出端；
[0016] 所述第一PNP三极管的基极与所述第一运算放大器的输出端连接，集电极接地， 发射极与所述第一NPN三极管的发射极相连；
[0017] 所述第二NPN三极管的基极与所述第二运算放大器的输出端连接，集电极与电源 连接，发射极为激励信号的负输出端；
[0018] 所述第二PNP三极管的基极与所述第二运算放大器的输出端连接，集电极接地， 发射极与所述第二NPN三极管的发射极相连。
[0019] 优选地，所述的电路还包括：与所述旋转变压器连接，对所述旋转变压器副边的正 弦信号和余弦信号进行滤波的滤波电路。
[0020] 优选地，所述滤波电路包括：第一差模滤波器、第二差模滤波器、第一共模滤波器、 第二共模滤波器、第一RC滤波器和第二RC滤波器；其中：
[0021] 所述第一差模滤波器、第一共模滤波器和第一RC滤波器分别连接后对所述旋转 变压器副边的正弦信号进行滤波；
[0022] 所述第二差模滤波器、第二共模滤波器和第二RC滤波器分别连接后对所述旋转 变压器副边的余弦信号进行滤波。
[0023] 优选地，所述第一差模滤波器包括：共模电感L1和电容C21，所述电容C21的两端 分别与所述共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，所述共模电感L1的第一输入端 与正弦信号输入端SIN_EXT连接，第二输入端与正弦信号输入端连接；
[0024] 所述第二差模滤波器包括：共模电感L2和电容C22,所述电容C22的两端分别与 所述共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，所述共模电感L2的第一输入端与余弦 信号输入端COS_EXT连接，第二输入端与余弦信号输入端^_EXT连接；
[0025] 所述第一共模滤波器包括：共模电感L1、电容C2和电容C3,所述电容C2和电容C3 串联后的两端与所述共模电感L1的第一输出端和第二输出端相连，所述电容C2和电容C3 的连接点接地；
[0026] 所述第二共模滤波器包括：共模电感L2、电容C4和电容C5,所述电容C4和电容C5 串联后的两端与所述共模电感L2的第一输出端和第二输出端相连，所述电容C4和电容C5 的连接点接地；
[0027] 所述第一RC滤波器包括：电阻R17、电阻R18和电容C20,所述电阻R17 -端与所 述共模电感L1的第一输出端连接，另一端为正弦信号输出端SIN，所述电阻R18 -端与所 述共模电感L1的第二输出端连接，另一端为正弦信号输出端SIN，所述电容C20的两端分别 与正弦信号输出端SIN和正弦信号输出端SIN;相连；
[0028] 所述第二RC滤波器包括：电阻R15、电阻R16和电容C19,所述电阻R15 -端与所 述共模电感L2的第一输出端连接，另一端为余弦信号输出端所述电阻R16 -端与所 述共模电感L2的第二输出端连接，另一端为余弦信号输出端COS，所述电容C19的两端分别 与余弦信号输出端COS和余弦信号输出端_相连。
[0029] 优选地，所述滤波电路还包括：第一静电二极管保护器件Z1和第二静电二极管保 护器件Z2 ;其中：所述第一静电二极管保护器件Z1包括第一二极管和第二二极管，所述第 一二极管和第二二极管的阳极相连后接地，所述第一二极管的阴极与所述共模电感L1的 第二输出端相连，所述第二二极管的阴极与所述共模电感L1的第一输出端相连；
[0030] 所述第二静电二极管保护器件Z2包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极 管和第四二极管的阳极相连后接地，所述第三二极管的阴极与所述共模电感L1的第一输 出端相连，所述第四二极管的阴极与所述共模电感L1的第二输出端相连。
[0031] 优选地，所述电路还包括：故障检测指示电路；
[0032] 所述旋变解码芯片包括：正弦信号与余弦信号运算电路；
[0033] 所述正弦信号与余弦信号运算电路判断经过所述滤波电路滤波后的正弦信号和 余弦信号是否正常，若否，则生成警告信号，并将所述警告信号发送至所述故障检测指示电 路；
[0034] 所述故障检测指示电路接收所述警告信号，对故障进行警示。
[0035] 一种旋转变压器解码电路的控制方法，包括：
[0036] 旋变解码芯片输出预设激励信号至激励信号推挽放大电路的输入端；
[0037] 所述激励信号推挽放大电路接收所述预设激励信号，并放大所述预设激励信号和 输出所述旋转变压器所需的激励信号，所述激励信号推挽放大电路包括阻值由数字信号处 理器控制电路调节的数字电位器；
[0038] 所述数字信号处理器控制电路接收所述旋变解码芯片的反馈信号，并调节数字电 位器的阻值；
[0039] 数字信号处理器控制电路所述旋变解码芯片接收所述旋转变压器副边输出的正 弦信号和余弦信号。
[0040] 优选地，所述数字信号处理器控制电路调节数字电位器阻值的方法为：