一种大功率旋转变压器信号采集电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制器位置检测领域，尤其涉及一种大功率旋转变压器信号采集电路。
【背景技术】
[0002]在电机控制器电机位置检测领域，目前一般采用光电编码器和旋变变压器这二种模式。光电编码器的硬件电路比较简单，但软件算法和控制精度会稍微差一些。旋转变压器电路，硬件电路稍微复杂一下，软件采集和控制精度会高一些。为实现对电机转矩和速度的精确控制，在新能源车辆中，现在很多均采用旋转变压器信号采集方式。
[0003]目前市面上，一般的旋变变压器，多是采用小结构大阻抗的现成品，该款旋转变压器的结构尺寸较小，在实际的过程应用中装配精度需要严格控制，其旋转变压器的输入输出电气参数很容易因为电流小结构小很容易受到干扰；而且电机绕组存在绝缘降低的风险，从而导致绕组强电信号很容易导入到电机控制器电路板，从而损坏整个低压控制系统；该信号采集系统也不太适用于轴承较大的电机，但这种信号采集方式是目前整个新能源行业中最常用的方式。
[0004]为了解决上述工程应用中的问题，目前就有厂家为新能源车辆专门单独开发了几款旋转变压器，对旋变的电气参数和结构参数做了巨大的调整，原有技术在信号采集上存在问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种大功率旋转变压器信号采集电路，解决了大功率旋转变压器信号采集的问题。
[0006]本发明是这样实现的，一种大功率旋转变压器信号采集电路，该功率旋转变压器信号采集电路主要包括电源模块，与所述电源模块连接的信号采集模块，与所述电源模块连接的信号处理模块，以及与所述信号处理模块连接的MCU处理系统，所述信号采集模块与所述信号处理模块相连，所述电源模块主要由旋变双电源电路和控制电源电路组成。
[0007]本发明的进一步技术方案是:所述旋变双电源电路采用±15V电源或±12V电源，所述控制电源电路采用+3.3V或者+5V电源。
[0008]本发明的进一步技术方案是:所述信号采集模块主要由旋变信号采集处理电路以及与所述旋变信号采集处理电路一端连接的旋变变压器组成，所述旋变信号采集处理电路另一端连接所述信号处理模块。
[0009]本发明的进一步技术方案是:所述旋变信号采集处理电路包括与所述旋变变压器连接的励磁信号放大电路、与所述旋变变压器连接的正弦信号处理电路、以及与所述旋变变压器连接的余弦信号处理电路。
[0010]本发明的进一步技术方案是:所述励磁信号放大电路主要包括功率运算放大器、与所述功率信号放大器连接的第一电压限幅电路、与所述第一电压限幅电路连接能把电路板上的励磁信号和电机外面的励磁信号隔开的传输变压器、以及与所述传输变压器连接的第一信号滤波电路组成，所述正弦信号处理电路主要包括第二信号滤波电路、与所述第二信号滤波电路连接的传输变压器、与所述传输变压器连接的第二电压限幅电路、以及与所述第二电压限幅电路连接的第一电压衰减电路，所述余弦信号处理电路主要包括第三信号滤波电路、与所述第三信号滤波电路连接的传输变压器、与所述传输变压器连接的第三电压限幅电路、以及与所述第三电压限幅电路连接的第二电压衰减电路。
[0011]本发明的进一步技术方案是:所述信号处理模块主要包括旋变信号解码芯片、与所述旋变信号解码芯片连接的外围电路、与所述旋变信号解码芯片连接的控制信号模块、以及与所述旋变信号解码芯片连接的数据信号模块。
[0012]本发明的进一步技术方案是:所述外围电路包括选频电路、故障显示电路以及晶振电路。
[0013]本发明的进一步技术方案是:所述旋变信号解码芯片型号为AD1200系列。
[0014]本发明的进一步技术方案是:所述旋变信号解码芯片型号为AU6802系列。
[0015]本发明的有益效果是:本大功率旋转变压器信号采集电路解决了大功率旋转变压器信号采集的问题，也减少了由于绝缘降低从而导致绕组强电信号很容易导入到电路板，从而损坏整个低压控制系统；该信号采集系统适用于旋转变压器结构体积较大的电机。
【附图说明】
[0016]图1是本发明提供的一种大功率旋转变压器信号采集电路整体框图；
图2是本发明提供的信号采集电路的电路图；
图3是本发明提供的信号处理模块的结构框图。
[0017]附图标记:1、信号采集模块2、信号处理模块3、励磁信号放大电路4、正弦信号处理电路5、余弦信号处理电路6、外围电路7、旋变信号解码芯片8、控制信号9、数据信号10、MCU处理系统T1、传输变压器。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了一种大功率旋转变压器信号采集电路，该功率旋转变压器信号采集电路主要包括电源模块，与所述电源模块连接的信号采集模块1，与所述电源模块连接的信号处理模块2，所述信号采集模块1与所述信号处理模块2相连，以及与所述信号处理模块2连接的MCU处理系统10，所述电源模块主要由旋变双电源电路和控制电源电路组成，工作时电源模块先工作，给各个电路正常供电，当整个电路系统工作的时候，MCU系统首先发出启动旋变电路、电路使能等控制信号，让旋变信号解码芯片7启动工作，解码芯片给出一个固定频率的正旋波形的电压差分信号，经过功率放大器电路放大，给到电机内部的旋变变压器的励磁绕组，旋变变压器随着电机转动后，旋变变压器的正弦和余弦绕组就会反馈给出满足一定数学关系的电压差分波形；再分别经过各种的信号衰减和调理电路，变为旋变信号解码芯片7可以识别的差分信号，旋变信号解码芯片7然后把接受回来的正弦、余弦信号和它给出的励磁信号，在进行解码计算，最终给出旋变位置的转角信息和速度，最后MCU系统从旋变解码系统中读取角度和速度信息，用于电机的计算和控制；±15V电源(或者12)，给旋变采集处理电路的芯片供电，双电源供电可以提高旋变差分信号的可靠性，+3.3V(或者+5V)，给旋变信号解码芯片7电路、MCU处理电路等供电。
[0019]图2示出了信号采集电路的电路图，所述信号采集模块1主要由旋变信号采集处理电路以及与所述旋变信号采集处理电路一端连接的旋变变压器组成，所述旋变信号采集处理电路另一端连接所述信号处理模块2，所述旋变信号采集处理电路包括励磁信号放大电路3、与所述旋变变压器连接的正弦信号处理电路4、以及与所述旋变变压器连接的余弦信号处理电路5，所述励磁信号放大电路:把旋变信号解码芯片7发出的正弦波形的信号，进行信号功率放大，同时进行隔离，最后把信号送进旋变的励磁绕组，作为旋变的激励信号，驱动旋变绕组，使其产生正弦和余弦信号，所述励磁信号放大电路包括:信号滤波电路，分别由R1和C21组成一滤波电路，R2和C22组成另一滤波电路，通过选择合适的电阻R和电容C的参数，一般可以有效的把10~20KHz励磁信号上面干扰信号减弱，起到滤波的作用、电压信号放大电路，功率运算放大器U1和U2，这个是整个电路的核心器件，可以选择高电压大电流的功率运算放大器，如AD公司的AD815芯片，TI公司的0PA544，