本发明涉及电机检测技术领域，更具体的说，涉及一种激励信号放大电路。
背景技术：
目前，为实现对电动汽车驱动电机的精确控制，通常采用旋转变压器来检测电机实时绝对角位置。旋转变压器一般包括三个绕组，其中一个输入绕组为激励绕组，需要输入一定频率和幅值的激励信号，另外两个输出绕组分别是正弦绕组和余弦绕组，在激励信号的作用下，这两个输出绕组会产生包含电机转子位置的信号，从而实现对电机实时绝对角位置的检测。
通常输入到旋转变压器激励绕组的激励信号由解码芯片产生，但是由于解码芯片自身的限制，使得其产生的激励信号的幅值和驱动能力无法满足激励绕组的要求，因此，在解码芯片产生的激励信号输入到激励绕组之前，需要对该激励信号进行功率放大。目前，一般会在解码芯片和激励绕组之间设置一个激励信号放大电路，由激励信号放大电路对解码芯片产生的激励信号进行功率放大，以满足激励绕组对激励信号的需求。
但是，本申请的发明人经过研究后发现，在电动汽车运行过程中会产生很强的电磁干扰信号，该强电磁干扰信号会对激励信号产生严重影响，从而导致旋转变压器所检测的电机绝对角位置存在较大误差，进而导致驱动电机不稳定运行。然而，现有的激励信号放大电路的电磁抗干扰能力并不强，因此，如何提高激励信号放大电路的抗电磁干扰能力成为了提高旋转变压器检测精度的关键。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明公开一种激励信号放大电路，以实现激励信号放大电路抗电磁干扰能力的提高，进而提高旋转变压器对电机实时绝对角位置的检测精度。
一种激励信号放大电路，包括：正激励信号放大电路和负激励信号放大电路，其中，所述正激励信号放大电路和所述负激励信号放大电路中的元器件组成以及元器件的连接关系相同；
所述正激励信号放大电路和所述负激励信号放大电路包括：
滤波电路，所述滤波电路用于对输入的激励信号滤除高频干扰，其中，所述正激励信号放大电路的滤波电路和所述负激励信号放大电路的滤波电路相连接，所述激励信号包括：正激励信号和负激励信号；
与所述滤波电路连接的隔直电容器，所述隔直电容器用于对所述滤波电路输出的已滤除高频干扰的激励信号进行隔直流；
输入端与所述隔直电容器和所述滤波电路的公共端连接的推挽功率放大电路，所述推挽功率放大电路的输出端用于连接旋转变压器激励绕组，所述推挽功率放大电路用于对隔直流后的激励信号进行功率放大；
一端与所述推挽功率放大电路的输出端连接的电磁干扰滤波电容器，所述电磁干扰滤波电容器的另一端用于与机壳地连接，所述电磁干扰滤波电容器用于对所述推挽功率放大电路输出的放大激励信号中的共模干扰泄放到所述机壳地中。
优选的，所述滤波电路包括：串联滤波电路和低通滤波电路；
所述串联滤波电路的输入端用于输入所述激励信号，所述串联滤波电路的输出端连接所述隔直电容器的一端，所述串联滤波电路用于对外部输入的所述激励信号滤除高频干扰；
所述低通滤波电路的一端连接所述隔直电容器和所述推挽功率放大电路的公共端，所述低通滤波电路的另一端接地，所述低通滤波电路用于对所述隔直电容器输出的隔直流后的激励信号滤除高频干扰；
其中，所述正激励信号放大电路的低通滤波电路和所述负激励信号放大电路的低通滤波电路相连接，用于去除共模干扰。
优选的，所述串联滤波电路包括：第一电容器、第一电阻和第二电阻；
所述第一电容器和所述第一电阻串联连接形成的支路与所述第二电阻并联连接，其中，所述第一电容器和所述第二电阻的公共端作为所述串联滤波电路的输入端用于输入所述激励信号，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端作为所述串联滤波电路的输出端连接所述隔直电容器。
优选的，所述低通滤波电路包括：第三电阻和第二电容器；
所述第三电阻的一端连接所述隔直电容器和所述推挽功率放大电路的公共端，所述第三电阻的另一端通过所述第二电容器接地。
优选的，所述推挽功率放大电路包括：负反馈放大电路和推挽放大电路；
所述负反馈放大电路的输入端连接所述隔直电容器和所述滤波电路的公共端，所述负反馈放大电路的输出端与所述推挽放大电路的输入端连接，所述推挽放大电路的输出端连接所述负反馈放大电路的反馈端；
其中，所述推挽放大电路的输出端和所述负反馈放大电路的反馈端的公共端作为所述推挽功率放大电路的输出端。
优选的，所述负反馈放大电路包括：第四电阻、第五电阻、第三电容器和运算放大器；
所述第四电阻的一端作为所述负反馈放大电路的输入端连接所述隔直电容器和所述滤波电路的公共端，所述第四电阻的另一端连接所述运算放大器的反相端；
所述第三电容器和所述第五电阻并联连接，所述第三电容器和所述第五电阻的第一公共端连接所述运算放大器的反相端，所述第三电容器和所述第五电阻的第二公共端连接所述推挽放大电路的输出端和所述电磁干扰滤波电容器的公共端；其中，所述推挽放大电路的输出端和所述负反馈放大电路的反馈端重合；
所述运算放大器的同相端连接正电平的参考电压，所述运算放大器的输出端连接所述推挽放大电路的输入端。
优选的，所述推挽放大电路包括：第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一二极管、第二二极管、第一开关管和第二开关管；
所述第六电阻的一端连接电源，所述第六电阻的另一端通过所述第七电阻连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述运算放大器的输出端；
所述第二二极管的阳极连接所述运算放大器的输出端，所述第二二极管的阴极通过依次串联连接的所述第八电阻和所述第九电阻接地；
所述第一开关管的输入端连接所述电源，所述第一开关管的控制端连接所述第六电阻和所述第七电阻的公共端，所述第一开关管的输出端通过依次串联连接的所述第十电阻和所述第十一电阻连接所述第二开关管的输入端，所述第二开关管的控制端连接所述第八电阻和所述第九电阻的公共端，所述第二开关管的输出端接地；
所述第十二电阻的一端连接所述第十电阻和所述第十一电阻的公共端，所述第十二电阻的另一端连接所述第三电容器和所述第五电阻的第二公共端。
优选的，所述第一开关管为npn型三极管。
优选的，所述第二开关管为pnp型三极管。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种激励信号放大电路，包括正激励信号放大电路和负激励信号放大电路，正激励信号放大电路和负激励信号放大电路中的元器件组成以及元器件的连接关系相同，包括：滤波电路、隔直电容器、推挽功率放大电路和电磁干扰滤波电容器，滤波电路对外部输入的激励信号首先滤除高频干扰，隔直电容器对滤除高频干扰的激励信号进行隔直流，推挽功率放大电路对隔直流后的激励信号进行功率放大，电磁干扰滤波电容器对推挽功率放大电路输出的放大激励信号中的共模干扰泄放到机壳地中。相比传统方案而言，本发明通过滤波电路实现对激励信号中高频干扰的滤除，并通过电磁干扰滤波电容器对放大激励信号中的共模干扰泄放到机壳地实现了对激励信号中干扰信号的进一步滤除，从而大大提高了激励信号放大电路的电磁抗干扰能力，进而提高了旋转变压器对电机实时绝对角位置的检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种激励信号放大电路的电路框图；
图2为本发明实施例公开的一种激励信号放大电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种激励信号放大电路，以实现激励信号放大电路抗电磁干扰能力的提高，进而提高旋转变压器对电机实时绝对角位置的检测精度。
参见图1，本发明一实施例公开的一种激励信号放大电路的电路框图，该电路包括：正激励信号放大电路10和负激励信号放大电路20；
在实际应用中，通过解码芯片实际产生两路激励信号，分别是正激励信号和负激励信号，正激励信号和负激励信号的幅值和频率相同，相位相反。由于正激励信号和负激励信号的放大过程是相同的，因此，本实施例中，正激励信号放大电路10和负激励信号放大电路20中的元器件组成以及元器件的连接关系相同，那么相应的，正激励信号放大电路10和负激励信号放大电路20的工作原理也相同，在实际应用中，正激励信号放大电路10用于对正激励信号进行功率放大，负激励信号放大电路20用于对负激励信号进行功率放大。
现以图1中所示的正激励信号放大电路10来说明本发明公开的激励信号放大电路的组成及工作原理，该放大电路包括：滤波电路11、隔直电容器12、推挽功率放大电路13和电磁干扰滤波电容器14；
其中：
滤波电路11用于对输入的激励信号滤除高频干扰，其中，正激励信号放大电路10的滤波电路11和负激励信号放大电路20的滤波电路21相连接。
需要说明的是，本发明将正激励信号放大电路10的滤波电路11和负激励信号放大电路20的滤波电路21相连接的目的是：去除共模干扰，保证正激励信号和负激励信号对称。
在实际应用中，正激励信号放大电路10的滤波电路11用于对输入的正激励信号滤除高频干扰，负激励信号放大电路20的滤波电路21用于对负激励信号滤除高频干扰。
隔直电容器12与滤波电路11连接，用于对滤波电路11输出的已滤除高频干扰的激励信号进行隔直流。
需要说明的是，隔直电容器12不仅能够实现两个电路之间的隔离，而且它同时还承担着传输信号的功能，传输信号电容越大信号损失越小，而且容量大有利于低频信号的传输。
推挽功率放大电路13的输入端与隔直电容器12和滤波电路11的公共端连接，推挽功率放大电路12的输出端用于连接连接旋转变压器激励绕组，推挽功率放大电路12用于对隔直流后的激励信号进行功率放大。
电磁干扰滤波电容器14的一端与推挽功率放大电路13的输出端连接，电磁干扰滤波电容器14的另一端用于与机壳地连接，电磁干扰滤波电容器14用于对推挽功率放大电路13输出的放大激励信号中的共模干扰泄放到所述机壳地中。
其中，机壳地指的是电机的外壳接地。本发明中，通过将激励信号放大电路的输出端与机壳地连接，可以将激励信号放大电路输出的激励信号中的共模干扰泄放到机壳地中，从而实现对激励信号中干扰信号的进一步滤除。
需要说明的是，如图1所示，负激励信号放大电路20具体包括：滤波电路21、隔直电容器22、推挽功率放大电路23和电磁干扰滤波电容器24，其中，滤波电路21和滤波电路11的元器件组成及连接关系相同，隔直电容器22和隔直电容器12取值相同，推挽功率放大电路23和推挽功率放大电路13的元器件组成及连接关系相同，电磁干扰滤波电容器24和电磁干扰滤波电容器14的值相同。
在实际应用中，正激励信号放大电路10的输入端输入正激励信号，正激励信号放大电路10在对正激励信号依次进行滤除高频干扰、隔直流、功率放大和滤除共模干扰之后，所得到的放大后的正激励信号输出至旋转变压器激励绕组正端，以使旋转变压器利用该正激励信号对电机实时绝对角位置进行检测。
同样，负激励信号放大电路20的输入端输入负激励信号，负激励信号放大电路20在对负激励信号依次进行滤除高频干扰、隔直流、功率放大和滤除共模干扰之后，所得到的放大后的负激励信号输出至旋转变压器激励绕组负端，以使旋转变压器利用该负激励信号对电机实时绝对角位置进行检测。
综上可知，本发明公开了一种激励信号放大电路，包括正激励信号放大电路和负激励信号放大电路，正激励信号放大电路和负激励信号放大电路中的元器件组成以及元器件的连接关系相同，包括：滤波电路、隔直电容器、推挽功率放大电路和电磁干扰滤波电容器，滤波电路对外部输入的激励信号首先滤除高频干扰，隔直电容器对滤除高频干扰的激励信号进行隔直流，推挽功率放大电路对隔直流后的激励信号进行功率放大，电磁干扰滤波电容器对推挽功率放大电路输出的放大激励信号中的共模干扰泄放到机壳地中。相比传统方案而言，本发明通过滤波电路实现对激励信号中高频干扰的滤除，并通过电磁干扰滤波电容器对放大激励信号中的共模干扰泄放到机壳地实现了对激励信号中干扰信号的进一步滤除，从而大大提高了激励信号放大电路的电磁抗干扰能力，进而提高了旋转变压器对电机实时绝对角位置的检测精度。
另外，本发明公开的激励信号放大电路结构相对简单，易于实现，且可靠性高。
为方便理解激励信号放大电路中各组成部分的所包含的元器件以及各元器件之间的连接关系，如图2所示，本发明还公开了激励信号放大电路的电路原理图，该激励信号放大电路包括正激励信号放大电路10和负激励信号放大电路20，由于正激励信号放大电路10和负激励信号放大电路20中的元器件组成以及元器件的连接关系相同，因此，本实施例以正激励信号放大电路10为例来说明激励信号放大电路中各组成部分的所包含的元器件以及各元器件之间的连接关系。
滤波电路包括：串联滤波电路和低通滤波电路。
其中，串联滤波电路的输入端用于输入正激励信号，串联滤波电路的输出端连接隔直电容器c4的一端，串联滤波电路用于对外部输入的正激励信号滤除高频干扰。
具体的，串联滤波电路包括：第一电容器c1、第一电阻r1和第二电阻r2；
第一电容器c1和第一电阻r1串联连接形成的支路与第二电阻r2并联连接，其中，第一电容器c1和第二电阻r2的公共端作为串联滤波电路的输入端用于输入正激励信号，第一电阻r1和第二电阻r2的公共端作为所述串联滤波电路的输出端连接隔直电容器c4。
低通滤波电路的一端连接隔直电容器c4和推挽功率放大电路的公共端，低通滤波电路的另一端接地，低通滤波电路用于对隔直电容器c4输出的隔直流后的激励信号滤除高频干扰。
具体的，低通滤波电路包括：第三电阻r3和第二电容器c2；
第三电阻r3的一端连接隔直电容器c4和推挽功率放大电路的公共端，第三电阻r3的另一端通过第二电容器c2接地。
需要说明的是，正激励信号放大电路10的低通滤波电路和负激励信号放大电路20的低通滤波电路相连接，具体为：第三电阻r3和第十五电阻r15连接，以去除激励信号中的共模干扰，保证正激励信号和负激励信号对称。
推挽功率放大电路包括：负反馈放大电路和推挽放大电路；
负反馈放大电路的输入端连接隔直电容器c4和滤波电路的公共端，在实际应用中，负反馈放大电路的输入端具体与隔直电容器c4和低通滤波电路中第三电阻r3的公共端连接；负反馈放大电路的输出端与推挽放大电路的输入端连接，所述推挽放大电路的输出端连接负反馈放大电路的反馈端。
其中，推挽放大电路的输出端和负反馈放大电路的反馈端的公共端a作为推挽功率放大电路的输出端，推挽功率放大电路的输出端通过电磁干扰滤波电容器c5接地，同时，推挽功率放大电路的输出端和电磁干扰滤波电容器c5的公共端，作为整个激励信号放大电路的输出端用于连接旋转变压器激励绕组。
具体的，如图2所示，负反馈放大电路包括：第四电阻r4、第五电阻r5、第三电容器c3和运算放大器u1；
第四电阻r4的一端作为负反馈放大电路的输入端连接隔直电容器c4和滤波电路(具体可参见图2中的第三电阻r3)的公共端，第四电阻r4的另一端连接运算放大器u1的反相端；
第三电容器c3和第五电阻r5并联连接，第三电容器c3和第五电阻r5的第一公共端b连接运算放大器u1的反相端，第三电容器c3和第五电阻r5的第二公共端c连接推挽放大电路的输出端和电磁干扰滤波电容器c5的公共端；其中，所述推挽放大电路的输出端、负反馈放大电路的反馈端以及电磁干扰滤波电容器c5的一端三点重合(见附图标记a)；
运算放大器u1的同相端连接正电平的参考电压uref，运算放大器u1的输出端连接推挽放大电路的输入端。
其中，参考电压uref的具体值根据实际激励信号的放大倍数进行选取。
具体的，如图2所示，推挽放大电路包括：第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第一二极管d1、第二二极管d2、第一开关管q1和第二开关管q2；
所述第六电阻r6的一端连接电源vcc，所述第六电阻r6的另一端通过所述第七电阻r7连接所述第一二极管d1的阳极，所述第一二极管d1的阴极连接所述运算放大器u1的输出端；
所述第二二极管d2的阳极连接所述运算放大器u1的输出端，所述第二二极管d2的阴极通过依次串联连接的所述第八电阻r8和所述第九电阻r9接地；
所述第一开关管q1的输入端连接所述电源vcc，所述第一开关管q1的控制端连接所述第六电阻r6和所述第七电阻r7的公共端，所述第一开关管q1的输出端通过依次串联连接的所述第十电阻r10和所述第十一电阻r11连接所述第二开关管q2的输入端，所述第二开关管q2的控制端连接所述第八电阻r8和所述第九电阻r9的公共端，所述第二开关管q2的输出端接地；
所述第十二电阻r12的一端连接所述第十电阻r10和所述第十一电阻r11的公共端，所述第十二电阻r12的另一端连接所述第三电容器c3和所述第五电阻r5的第二公共端(具体为图2中的附图标记a)。
较优的，第一开关管q1选用npn型三极管，第二开关管q2选用pnp型开关管。
需要说明的是，在实际应用中，正激励信号放大电路10的输入端输入正激励信号，正激励信号放大电路10在对正激励信号依次进行滤除高频干扰、隔直流、功率放大和滤除共模干扰之后，所得到的放大后的正激励信号输出至旋转变压器激励绕组正端，以使旋转变压器利用该正激励信号对电机实时绝对角位置进行检测。
同样，负激励信号放大电路20的输入端输入负激励信号，负激励信号放大电路20在对负激励信号依次进行滤除高频干扰、隔直流、功率放大和滤除共模干扰之后，所得到的放大后的负激励信号输出至旋转变压器激励绕组负端，以使旋转变压器利用该负激励信号对电机实时绝对角位置进行检测。
图2所示实施例中，正激励信号放大电路10和负激励信号放大电路20中的元器件组成以及元器件的连接关系相同，因此，负激励信号放大电路20各组成部分的具体工作原理请参见正激励信号放大电路10的工作原理，此处不再赘述。
需要说明的是，图2所示电路中，电容器c1、c2、c3、c6、c7和c8的电容值相同，电磁干扰滤波电容器c5和c10的电容值相同，隔直电容器c4和c8的电容值相同。
电阻r1和r13的阻值相同；电阻r3和r15的阻值相同，在实际应用中，电阻r3和r15的阻值可选47kω；电阻r2和r14的阻值相同，电阻r4和r16的阻值相同；电阻r12和r24的阻值相同；电阻r5和r17的阻值相同；电阻r6、r9、r18和r21的阻值相同，电阻r7、r8、r19和r20的阻值相同，电阻r10、r11、r22和r23的阻值相同。
二极管d1、d2、d3和d4为同一型号二极管，且均是单电源供电，供电电源为vcc，其中vcc一般取值为12v或15v。
开关管q1和q3为npn型三极管，开关管q2和q4为pnp型开关管。
综上可知，本发明公开了一种激励信号放大电路，包括正激励信号放大电路和负激励信号放大电路，正激励信号放大电路和负激励信号放大电路中的元器件组成以及元器件的连接关系相同，包括：滤波电路、隔直电容器、推挽功率放大电路和电磁干扰滤波电容器，滤波电路对外部输入的激励信号首先滤除高频干扰，隔直电容器对滤除高频干扰的激励信号进行隔直流，推挽功率放大电路对隔直流后的激励信号进行功率放大，电磁干扰滤波电容器对推挽功率放大电路输出的放大激励信号中的共模干扰泄放到机壳地中。相比传统方案而言，本发明通过滤波电路实现对激励信号中高频干扰的滤除，并通过电磁干扰滤波电容器对放大激励信号中的共模干扰泄放到机壳地实现了对激励信号中干扰信号的进一步滤除，从而大大提高了激励信号放大电路的电磁抗干扰能力，进而提高了旋转变压器对电机实时绝对角位置的检测精度。
另外，本发明公开的激励信号放大电路结构相对简单，易于实现，且可靠性高。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。