专利名称：采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新能源汽车用大功率驱动电机的转子位置检测电路，尤其涉及一种采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路。
背景技术：
在电机的转子位置检测电路中，目前常用的有光电编码器和旋转变压器，其中光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械角度位移量转换成脉冲或数字量的传感器，而旋转变压器是一种电磁式传感器，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度。与光电编码器相比，旋转变压器具有可靠性高，稳定性高，成本低，对机械振动、温度、湿度等环境因素不敏感的优点，在新能源汽车领域的电机位置检测中，正逐步成为一种主流的传感器。目前主流的旋转变压器结构为隔离式，传感器输入需要提供一定功率的激励信号，输出两路正、余弦差分信号，其中激励信号和正、余弦信号都是纯差分信号，因此，旋转变压器的位置检测电路主要包括激励信号放大电路和差分信号调理电路两大部分。其中， 激励信号放大电路主要有运放放大电路，推挽放大电路，普通Buffer放大电路等；差分信号调理电路主要有运放调理电路，电阻处理等，以满足解码芯片的输入电平需求。采用运放放大存在放大能力有限的缺点，而直接采用推挽电路或者普通Buffer 电路放大则存在系统稳定性差，负载适应性差等缺点。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其放大电路稳定性提高，负载适应性强，抗干扰能力好，差分信号调理电路的电路简单，成本低。为解决上述技术问题，本实用新型提供的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，包括解码芯片、Buffer电路和差分信号调理电路，所述解码芯片的输出端连接至 Buffer电路的输入端，Buffer电路的输出端连接至旋转变压器的输入端，旋转变压器输出正余弦差分信号至差分信号调理电路中，经差分信号调理电路处理后输出信号至解码芯片的输入端。其中，所述Buffer电路包括前端过滤电路、运放控制电路和改进型推挽电路。所述差分信号调理电路为电阻网络式结构，其处理旋转变压器输出的正余弦差分信号并输出至解码芯片的输入端。优选的，所述改进型推挽电路包括推挽电路和一个驱动保护电路，所述推挽电路包括两个相连的不同类型的一号三极管、二号三极管，所述驱动保护电路并联在一号三极管的基极和二号三极管的基极之间。进一步地，所述驱动保护电路包括依次串联的三号三极管、一号二极管、二号二极管和四号三极管，其中，三号三极管的集电极连接至一号三极管的基极，发射极与一号二极管的正极相连，一号二极管的负极与二号二极管的正极相连，二号二极管的负极连接至四
3号三极管的发射极，四号三极管的集电极连接至二号三极管的基极；三号三极管和一号三极管均为NPN型，四号三极管和二号三极管均为PNP型。优选的，所述前端过滤电路包括一个电容，所述电容与解码芯片的输出端相连，该电容对解码芯片输出的激励信号中的直流分量进行过滤。优选的，所述运放控制电路采用30V电源供电，包括一运算放大器和与运算放大器负端相连的反馈回路。进一步地，所述运算放大器的正端输入为参考电压，负端输入为经过前端过滤电路过滤的激励信号。所述反馈回路包括并联在Buffer电路输出端和运算放大器负端之间的相互串联的第一电阻、第二电阻，以及一端接地、一端位于第一电阻和第二电阻之间的反馈电容。进一步地，所述差分信号调理电路中还包括滤波电路和保护电路。本实用新型的有益效果在于1、旋转变压器的输入端采用电源供电的带保护的Buffer电路实现激励信号的功率放大，与普通的Buffer电路相比，增加了驱动保护电路，能适应不同负载的驱动能力， 通过调节电阻和电容的参数可以实现差分电压的峰峰值从7. 2V到28V左右变化，提高了 Buffer电路的稳定性，负载适应性强，抗干扰能力好；2、旋转变压器的输出端连接带直流偏置的差分信号调理电路，通过调节阻容参数可实现不同旋转变压器和解码芯片的电平匹配，其电路结构简单，成本低，适用范围广。
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1是本实用新型的位置检测电路的系统框图；图2是本实用新型实施例中的E)(C激励信号的Buffer放大电路的电路图；图3是本实用新型实施例中的差分信号调理电路的电路图。
具体实施方式
本实用新型的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，如图1所示，包括解码芯片l、Buffer电路2和差分信号调理电路4，所述解码芯片1的输出端连接至Buffer电路2的输入端，Buffer电路2的输出端连接至旋转变压器3的输入端，旋转变压器3输出正余弦差分信号至差分信号调理电路4中，经差分信号调理电路4处理后输出信号至解码芯片1的输入端。在图1中，解码芯片1的激励信号单路对地信号可以用公式(1)表示，vEXC = Voffset+a · sin(wt)(1)式中，a为解码芯片输出的激励信号EXC的幅值，Voffset为E)(C的直流分量， a · sin(wt)为E)(C的交流分量。经过Buffer电路2后将参考直流v,ef和解码芯片1输出的交流分量进行放大，放大系数分别为1%和Ka。，且两路激励信号相位差为180度，如下面公式O)、C3)所示，
vI = kDC ■ Vref + kACa ‘ Sin(Wi + ψ)(2)
4[0027]
权利要求1.一种采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于，包括解码芯片、 Buffer电路和差分信号调理电路，所述解码芯片的输出端连接至Buffer电路的输入端， Buffer电路的输出端连接至旋转变压器的输入端，旋转变压器输出正余弦差分信号至差分信号调理电路中，经差分信号调理电路处理后输出信号至解码芯片的输入端。
2.根据权利要求1所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述Buffer电路包括前端过滤电路、运放控制电路和改进型推挽电路。
3.根据权利要求2所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述改进型推挽电路包括推挽电路和一个驱动保护电路，所述推挽电路包括两个相连的不同类型的一号三极管、二号三极管，所述驱动保护电路并联在一号三极管的基极和二号三极管的基极之间。
4.根据权利要求3所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述驱动保护电路包括依次串联的三号三极管、一号二极管、二号二极管和四号三极管，其中，三号三极管的集电极连接至一号三极管的基极，发射极与一号二极管的正极相连，一号二极管的负极与二号二极管的正极相连，二号二极管的负极连接至四号三极管的发射极， 四号三极管的集电极连接至二号三极管的基极；三号三极管和一号三极管均为NPN型，四号三极管和二号三极管均为PNP型。
5.根据权利要求2所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述前端过滤电路包括一个电容，所述电容与解码芯片的输出端相连，该电容对解码芯片输出的激励信号中的直流分量进行过滤。
6.根据权利要求2所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述运放控制电路采用30V电源供电，包括一运算放大器和与运算放大器负端相连的反馈回路。
7.根据权利要求6所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述运算放大器的正端输入为直流参考电压，负端输入为经过前端过滤电路过滤的解码芯片输出的激励信号。
8.根据权利要求6或3所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于所述反馈回路包括并联在Buffer电路输出端和运算放大器负端之间的相互串联的第一电阻、第二电阻，以及一端接地、一端位于第一电阻和第二电阻之间的反馈电容。
9.根据权利要求1所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述差分信号调理电路为电阻网络式结构，其处理旋转变压器输出的正余弦差分信号并输出至解码芯片的输入端。
10.根据权利要求9所述的采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，其特征在于 所述差分信号调理电路中还包括滤波电路和保护电路。
专利摘要本实用新型公开了一种采用隔离式旋转变压器的电机位置检测电路，包括解码芯片、Buffer电路和差分信号调理电路，解码芯片的输出端连接至Buffer电路的输入端，Buffer电路的输出端连接至旋转变压器的输入端，旋转变压器输出正余弦差分信号至差分信号调理电路中，处理后输入至解码芯片；所述Buffer电路包括前端过滤电路、运放控制电路、推挽电路和一个驱动保护电路。本实用新型采用电源供电的带保护的Buffer电路实现激励信号的功率放大，能适应不同负载的驱动能力，可以实现差分电压的峰峰值在大范围变化，提高了电路稳定性，负载适应性强，抗干扰能力好；带直流偏置的差分信号调理电路可实现不同旋转变压器和解码芯片的电平匹配，其电路结构简单，成本低，适用范围广。
文档编号H02P6/16GK202197244SQ201120302580
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者刘皞星, 张 林 申请人:联合汽车电子有限公司