旋转变压器激励信号发生器和旋转变压器系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2015年4月13日提交的第14/684, 486号美国专利申请的优先权， 该美国专利申请要求于2014年6月12日提交的第62/011，118号美国临时申请的权益，以 上两者的公开内容在此通过引用被全部并入本申请。
技术领域
[0003] 本实用新型涉及用于旋转变压器的激励信号发生器。
【背景技术】
[0004] 位置传感器（例如旋转变压器）被配置成监控旋转装置的旋转角位置，旋转装置 例如为像发动机的旋转电机。旋转变压器输出对应于发动机角位置的信号输出（旋转变压 器输出）。旋转变压器到数字（R2D)转换器将旋转变压器输出转化为发动机角位置。控制 器利用发动机角位置来控制发动机。
[0005] 旋转变压器从为旋转变压器提供的激励信号产生旋转变压器输出。旋转变压器根 据发动机角位置对激励信号进行调制，以产生旋转变压器输出。激励信号发生器为旋转变 压器提供激励信号。应经济地实现激励信号发生器。 【实用新型内容】
[0006] 旋转变压器激励信号发生器包括：源，其被配置成产生正弦输入信号；以及，放大 器电路。放大器电路包括：输入端，其被连接至源以接收正弦输入信号；以及，输出端，其缺 少晶体管级。放大器电路被配置成放大正弦输入信号，以在放大器电路的输出端处产生正 弦输入信号的放大形式的激励信号，用于旋转变压器。
[0007] 在一种变体中，放大器电路是反相放大器电路。反相放大器电路可包括放大器和 可调增益反馈回路。放大器的负输入端接收正弦输入信号并通过反馈回路接收激励信号。 放大器的正输入端接收参考电压。
[0008] 源可被配置成产生正弦输入信号的互补信号。在这种情况下，发生器还包括第二 反相放大器电路，该第二反相放大器电路具有：输入端，其连接至源以接收正弦输入信号的 互补信号；以及，输出端，其缺少晶体管级。第二反相放大器电路被配置成放大正弦输入信 号的互补信号，以在第二反相放大器电路的输出端处产生正弦输入信号的互补信号的放大 形式的附加激励信号分量，用于旋转变压器。
[0009] 第二反相放大器电路包括第二放大器和第二可调增益反馈回路。第二放大器的负 输入端接收正弦输入信号的互补信号并通过第二反馈回路接收附加激励信号分量。
[0010] 发生器还可包括可调电流驱动器，其被配置成向每个反相放大器电路的放大器提 供被调节的操作功率。
[0011] 反相放大器电路的放大器可为TCA0372运算放大器电子芯片的一部分。
[0012] 可调电流驱动器可为NSI45090JDT4G可调恒流调节器。
[0013] 用于检测发动机的角位置的旋转变压器系统包括旋转变压器、输入信号源和反相 放大器电路。旋转变压器被配置成利用被提供给旋转变压器的激励信号来产生表示发动机 角位置的旋转变压器输出信号。反相放大器电路具有：输入端，其被连接至源以接收输入信 号；以及，输出端，其缺少晶体管级。反相放大器电路被配置成放大输入信号，以在反相放大 器电路的输出端处产生输入信号的放大形式的激励信号分量。旋转变压器被连接至反相放 大器电路的输出端，以接收激励信号分量。
[0014] 源可被配置成产生输入信号的互补信号；旋转变压器系统还可包括第二反相放大 器电路，该第二反相放大器电路可具有连接到源以接收输入信号的互补信号的输入端和缺 少晶体管级的输出端，第二反相放大器电路可被配置成放大输入信号的互补信号，以在第 二反相放大器电路的输出端处产生输入信号的互补信号的放大形式的第二激励信号分量； 其中旋转变压器可被连接至第二反相放大器电路的输出端，以接收第二激励信号分量。
[0015] 每个反相放大器电路可包括放大器和可调增益反馈回路，其中第一反相放大器电 路的放大器的负输入端子可接收输入信号，并可通过第一反相放大器电路的反馈回路接收 第一激励信号分量，其中第二反相放大器电路的放大器的负端子可接收输入信号的互补信 号，并可通过第二反相放大器电路的反馈回路接收第二激励信号分量。
【附图说明】
[0016] 图1示出具有根据本实用新型实施方案的旋转变压器和旋转变压器至数字（R2D) 转换器组件的示例性电动交通工具动力系统的方框图；
[0017] 图2更详细地示出旋转变压器和R2D转换器组件的方框图；
[0018] 图3更详细地示出旋转变压器的电路图；
[0019] 图4示出根据本实用新型实施方案的连接于R2D转换器组件的旋转变压器的电路 图；
[0020] 图5A示出以缓冲电路的形式的示例性放大器电路的电路图，缓冲电路被连接于 R2D转换器组件的激励信号发生器和旋转变压器之间；
[0021] 图5B示出示例性放大器电路的非常详细的电气原理图，所述放大器电路包括连 接于R2D转换器组件的激励信号发生器和旋转变压器之间的缓冲电路系统；以及
[0022] 图6示出根据本实用新型实施方案的放大器电路的非常详细的电气原理图，所述 放大器电路被连接于R2D转换器组件的激励信号发生器和旋转变压器之间。
【具体实施方式】
[0023] 本文公开了本实用新型的详细的实施方案；然而，应理解的是，所公开的实施方 案仅是能够以各种的和可选择的形式实施的本实用新型的示例。附图不一定按比例绘制； 一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细 节不应解释为限制性的，而仅仅是用于教导本领域技术人员以各种方式使用本实用新型的 代表性基础。
[0024] 现在参照图1，其示出具有根据本实用新型实施方案的旋转变压器12和旋转变压 器至数字（R2D)转换器组件14的、示例性电动交通工具动力系统10的方框图。动力系统 10例如是混合动力或插入式混合动力电动交通工具的动力系统，这种情况下该动力系统还 包括引擎；或动力系统10为电池电动交通工具的动力系统，这种情况下，该动力系统没有 引擎。动力系统10包括交流电动机16,其被配置成产生用于交通工具驱动的发动机转矩。 发动机转矩被转移到交通工具驱动轮（未示出），以驱动交通工具。（高压）动力电池18 通过逆变器20为发动机16提供电力，用于发动机产生发动机转矩。电池18提供的电能为 高压直流电能。逆变器20将直流电能转换为交流电能，以由发动机16接收。例如，从逆变 器20向发动机16提供的交流电能为频率控制的三相交流信号。
[0025] 旋转变压器12为位置传感器，其被配置成监控发动机16的旋转角位置。旋转变 压器12输出对应于发动机角位置的信号输出（旋转变压器输出22)。R2D转换器组件14 将旋转变压器输出22转换为表示发动机角位置的发动机位置信号24。控制器（例如，微控 制器"控制器"）26通过相应地控制逆变器20来利用发动机角位置控制发动机16。由 R2D转换器组件14提供的功能可通过控制器26来实施，在这种情况下，R2D转换器组件14 被有效地并入控制器。
[0026] 旋转变压器12从激励信号28产生旋转变压器输出22。R2D转换器组件14产生 激励信号28,并将其提供给旋转变压器12。旋转变压器12根据发动机角位置来调制激励 信号28,以产生表不发动机角位置的旋转变压器输出22。
[0027] 现在根据图2,继续参照图1，更详细地示出旋转变压器12和R2D转换器组件14 的方框图。旋转变压器12是具有转子和定子的可旋转的变压器。将转子机械地耦合到发 动机16的转子轴。从而，当发动机16的转子轴旋转时，转子相对于定子旋转。转子包括位 于其上的初级绕组30,而定子包括位于其上的第一次级绕组和第二次级绕组32和34。如 图2所示，将次级绕组32和34机械地移位令其相对于彼此成90°。
[0028] R2D转换器组件14为旋转变压器12的初级绕组30提供交流（AC)激励信号28。 激励信号28激励初级绕组30。由于激励信号28,在初级绕组30中产生的磁通量与次级绕 组32和34耦合。在次级绕组32和34上的耦合幅度是转