一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电力电子技术领域，提供了一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置，通过简单的增益调节以及偏置电压调整以适应不同旋转变压器变比，避免直流分量与交流电压同步放大造成的激励幅值不匹配、响应信号不匹配等问题；其次通过激励推挽输出模块以增强输出带载能力，节约了系统成本；并且对响应信号的端口进行静电释放防护处理及滤波参数选型确保差共差模响应信号正常工作，正弦度良好，确保送入的共模信号在识别范围内，不会出现信号失真现象，解决现有的旋变电路技术存在着出现信号失真以及输出的信号参数不在预设范围内，从而导致解码不可靠的问题。

A Processing Circuit and Processing Device for Rotary Excitation Response Signal

The utility model belongs to the field of power electronics technology, and provides a processing circuit and a processing device for rotating excitation response signal. By simple gain adjustment and bias voltage adjustment, the utility model adapts to different rotating transformer conversion ratios, avoids the problems of mismatch of excitation amplitude and response signal caused by synchronous amplification of DC component and AC voltage, and secondly, drives push-pull transmission through excitation. The output module enhances the load-carrying capacity of the output and saves the cost of the system. The electrostatic discharge protection processing and filter parameter selection are carried out on the port of the response signal to ensure that the differential common-mode response signal works normally and the sinusoidal degree is good. It ensures that the incoming common-mode signal is within the recognition range and does not appear signal distortion, so as to solve the problem of signal distortion in the existing switching circuit technology. And the output signal parameters are not within the preset range, which leads to unreliable decoding.

【技术实现步骤摘要】
一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置
本技术属于电力电子
，尤其涉及一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置。
技术介绍
旋转变压器是一种具备输出与转子转角或位置成某种函数关系电信号的交流微特电机，主要应用于角度位置伺服控制系统或运动伺服控制系统中，并作为角度位置的传感和测量使用，其可以用来精确测量转子位置的信号，从而提高运动伺服控制系统的控制性能，在电机控制领域得到了广泛应用。旋转变压器与数字解码芯片相结合实现角度位置和速度信号解码，如图1所示，其中：θ为轴角，sin(ωt)为转子激励频率，E0为转子激励幅度，旋转变压器变比为系数T(如0.286、0.42、0.5)，因此这样便产生由轴角变化对应的正余弦输出电压关系式：ER1-R2＝EsinωtEs1-s3＝TER1-R2SinθEs2-s4＝TER1-R2Cosθ如图2示出了信号的波形示意图。然而，现有的旋变电路往往在调试时会出现无法正常工作的问题，包括激励响应信号经电路处理后，出现被削顶或削底的失真情况，未结合旋转变压器变比选择适当的放大倍数导致激励有效值幅值不在预设范围内(3～7Vrms)；以及未根据所使用旋转变压器规格(一般旋变输入阻抗为100～200Ω)，具备相应的激励信号驱动负载能力(150mA以上)，旋转变压器响应输出信号经滤波处理后不在芯片锁相偏差范围内；最终送入RDC的正余弦差分信号幅值不满足2.3V＜Vp-p＜4.0等一系列问题。因此，现有的旋变电路技术存在着出现信号失真以及输出的信号参数不在预设范围内，从而导致解码不可靠的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置，旨在解决现有的旋变电路技术存在着出现信号失真以及输出的信号参数不在预设范围内，从而导致解码不可靠的问题。本技术提供了一种旋变激励响应信号的处理电路，所述处理电路包括：用于根据旋转变压器的规格变比调整激励信号的直流偏置和交流电压的激励信号处理放大模块，所述激励信号处理放大模块包括激励隔直偏置电路和激励放大电路，所述激励隔直偏置电路用于对交流及直流偏置信号进行隔离处理放大，所述激励放大电路结合旋转变压器变比及激励有效值要求选择适当的增益；以及与所述激励信号处理放大模块相连接，用于对所述激励信号进行电压跟随、电流放大后驱动所述旋转变压器的初级绕组的激励推挽输出模块：与所述激励推挽输出模块相连接，用于对响应信号的端口进行静电释放防护，以及进行噪声滤除、抗高频干扰的响应防护滤波处理模块；以及与所述激励信号处理放大模块以及所述响应防护滤波处理模块相连接，用于对所述旋转变压器输出的激励响应信号进行模数转换和解码的旋变解码模块。本技术还提供了一种旋变激励响应信号的处理装置，所述处理装置包括如上述所述的处理电路以及对所述处理电路进行供电的电源电路。本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置，通过简单的增益调节以及偏置电压调整以适应不同旋转变压器变比，避免直流分量与交流电压同步放大造成的激励幅值不匹配、响应信号不匹配等问题；其次通过激励推挽输出模块以增强输出带载能力，节约了系统成本；并且对响应信号的端口进行静电释放防护处理及滤波参数选型确保差共差模响应信号正常工作，正弦度良好，确保送入的共模信号在识别范围内，不会出现信号失真现象，解决现有的旋变电路技术存在着出现信号失真以及输出的信号参数不在预设范围内，从而导致解码不可靠的问题。附图说明图1是现有技术涉及的旋转变压器与数字解码芯片相结合实现角度位置和速度信号解码的结构示意图。图2是现有技术中随着旋转变压器变比调整，轴角变化对应的正余弦信号的波形示意图。图3是本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路的模块结构示意图。图4是本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路中激励信号处理放大模块的示例电路图。图5是本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路中激励推挽输出模块的示例电路图。图6是本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路中响应防护滤波处理模块的示例电路图。图7是本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路中旋变解码模块的示例电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。上述的一种旋变激励响应信号的处理电路及处理装置，适用于新能源汽车交流异步电机转子位置解码系统的旋变激励响应信号处理的硬件电路设计，该处理电路包括：解码芯片AD2S1205与旋转变压器的激励信号接口电路、解码芯片AD2S1205与旋转变压器的响应信号接口电路。其中激励信号接口电路设计主要解决关于解码芯片激励信号幅值及峰值不符合不同旋转变压器要求、输出带载能力不够的问题，响应信号接口电路结合旋转变压器变比以及解码芯片器件规格对于响应信号幅值进行处理，具备ESD保护、适当截止频率后滤波效果良好等优点。该设计方法精度高，可靠性好，抗干扰能力强，完全能够满足高速电机控制系统及车辆环境的应用要求。图3示出了本技术提供的一种旋变激励响应信号的处理电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：上述一种旋变激励响应信号的处理电路，包括激励信号处理放大模块101、激励推挽输出模块102、响应防护滤波处理模块103以及旋变解码模块104。激励信号处理放大模块101用于根据旋转变压器的规格变比调整激励信号的直流偏置和交流电压。激励推挽输出模块102与激励信号处理放大模块101相连接，用于对激励信号进行电压跟随、电流放大后驱动旋转变压器的初级绕组。响应防护滤波处理模块103与激励推挽输出模块102相连接，用于对响应信号的端口进行静电释放防护，以及进行噪声滤除、抗高频干扰。旋变解码模块104与激励信号处理放大模块101以及响应防护滤波处理模块103相连接，用于对旋转变压器输出的激励响应信号进行模数转换和解码。作为本技术一实施例，上述处理电路中的激励信号处理放大模块101包括激励隔直偏置电路和激励放大电路，其中，激励隔直偏置电路单元用于对交流及直流偏置信号进行隔离处理放大，以满足激励信号幅值及交流信号的电压幅值要求；激励放大电路单元结合旋转变压器变比及激励有效值要求，进而选择适当的增益(0.32＜运放放大倍数×旋变变比×正余弦端口电路衰减系数＜0.56(典型值为0.45))。并且，激励推挽输出模块102用于满足驱动负载输出；响应防护滤波处理模块103用于实现对端口进行静电释放(Electro-Staticdischarge，ESD)防护、抗高频噪声干扰以及滤波处理。图4示出了本技术实施方式提供的一种旋变激励响应信号的处理电路中激励信号处理放大模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：作为本技术一实施例，上述激励信号处理放大模块101包括第六电容C6、第九电容C9、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第五十三电容C53、第五十四电容C54、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十六电阻R16、第四十二电阻R42、第一运算放大器U2-A、第二运算放大器U2-B以及电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋变激励响应信号的处理电路，其特征在于，所述处理电路包括：用于根据旋转变压器的规格变比调整激励信号的直流偏置和交流电压的激励信号处理放大模块，所述激励信号处理放大模块包括激励隔直偏置电路和激励放大电路，所述激励隔直偏置电路用于对交流及直流偏置信号进行隔离处理放大，所述激励放大电路结合旋转变压器变比及激励有效值要求选择适当的增益；以及与所述激励信号处理放大模块相连接，用于对所述激励信号进行电压跟随、电流放大后驱动所述旋转变压器的初级绕组的激励推挽输出模块：与所述激励推挽输出模块相连接，用于对响应信号的端口进行静电释放防护，以及进行噪声滤除、抗高频干扰的响应防护滤波处理模块；以及与所述激励信号处理放大模块以及所述响应防护滤波处理模块相连接，用于对所述旋转变压器输出的激励响应信号进行模数转换和解码的旋变解码模块。

【技术特征摘要】
1.一种旋变激励响应信号的处理电路，其特征在于，所述处理电路包括：用于根据旋转变压器的规格变比调整激励信号的直流偏置和交流电压的激励信号处理放大模块，所述激励信号处理放大模块包括激励隔直偏置电路和激励放大电路，所述激励隔直偏置电路用于对交流及直流偏置信号进行隔离处理放大，所述激励放大电路结合旋转变压器变比及激励有效值要求选择适当的增益；以及与所述激励信号处理放大模块相连接，用于对所述激励信号进行电压跟随、电流放大后驱动所述旋转变压器的初级绕组的激励推挽输出模块：与所述激励推挽输出模块相连接，用于对响应信号的端口进行静电释放防护，以及进行噪声滤除、抗高频干扰的响应防护滤波处理模块；以及与所述激励信号处理放大模块以及所述响应防护滤波处理模块相连接，用于对所述旋转变压器输出的激励响应信号进行模数转换和解码的旋变解码模块。2.如权利要求1所述的处理电路，其特征在于，所述激励信号处理放大模块包括：第六电容、第九电容、第二十三电容、第二十四电容、第五十三电容、第五十四电容、第十二电阻、第十三电阻、第十六电阻、第四十二电阻、第一运算放大器、第二运算放大器以及电压基准电路；所述第五十三电容的第一端和所述第五十四电容的第一端接所述旋变解码模块，所述第五十三电容的第二端接所述第十二电阻的第一端，所述第十二电阻的第二端、所述第六电容的第一端、所述第十三电阻的第一端以及所述第一运算放大器的反相输入端共接，所述第六电容的第二端与所述第十三电阻的第二端以及所述第一运算放大器的输出端共接，所述电压基准电路的输出端与所述第二十三电容的第一端以及所述第一运算放大器的正相输入端共接，所述第二十三电容的第二端接地，所述第五十四电容的第二端接所述第四十二电阻的第一端，所述第四十二电阻的第二端、所述第九电容的第一端、所述第十六电阻的第一端以及所述第二运算放大器的反相输入端共接，所述第九电容的第二端与所述第十六电阻的第二端以及所述第二运算放大器的输出端共接，所述电压基准电路的输出端与所述第二十四电容的第一端以及所述第二运算放大器的正相输入端共接，所述第二十四电容的第二端接地，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端接所述激励推挽输出模块。3.如权利要求1所述的处理电路，其特征在于，所述激励推挽输出模块包括：第三运算放大器、第一二极管、第七二极管、第一电阻、第二电阻、第四电阻、第五电阻、第十一电阻、第十四电阻、第四三极管以及第五三极管；所述第三运算放大器的正相输入端接所述激励信号处理放大模块，所述第三运算放大器的反相输入端与所述第一电阻的第一端以及所述第十四电阻的第一端共接，所述第三运算放大器的输出端与所述第一二极管的阴极以及所述第七二极管的阳极共接，所述第一二极管的阳极接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端与所述第二电阻的第一端以及所述第四三极管的基极共接，所述第四三极管的集电极接参考电压，所述第四三极管的发射极接所述第一电阻的第二端，所述第十四电阻的第二端接所述第五三极管的发射极，所述第七二极管的阴极接所述第十一电阻的第一端，所述第十一电阻的第二端与所述第四电阻的第一端以及所述第五三极管的基极共接，所述第四电阻的第二端与所述第五三极管的集电极接地。4.如权利要求1所述的处理电路，其特征在于，所述响应防护滤波处理模块包括：第十一电涌抑制晶闸管、第十七共模电感、第三百四十二电阻、第三百四十三以及第二百五十六电容；所述第十一电涌抑制晶闸管的第一端与所述第十七共模电感的初级线圈的输入端接所述响应信号的正端，所述第十一电涌抑制晶闸管的第二端接地，所述第十一电涌抑制晶闸管的第三端与所述第十七共模电感的次级线圈的输入端接所述响应信号的负端，所述第十七共模电感的初级线圈的输出端接所述第三百四十二电阻的第一端，所述第十七共模电感的次级线圈的输出端接所述第三百四十三的第一端，所述第三百四十二电阻的第二端接所述第二百五十六电容的第一端，所述第二百五十六电容的第二端接所述第三百四十三的第二端。5.如权利要求1所述的处理电路，其特征在于，所述旋变解码模...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆鹏，孙旭辉，
申请(专利权)人：苏州伟创电气设备技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32