專利名稱：采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新能源汽車用大功率驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置檢測電路，尤其涉及一種采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路。
背景技術(shù)：
在電機的轉(zhuǎn)子位置檢測電路中，目前常用的有光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器，其中光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械角度位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，而旋轉(zhuǎn)變壓器是一種電磁式傳感器，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度。與光電編碼器相比，旋轉(zhuǎn)變壓器具有可靠性高，穩(wěn)定性高，成本低，對機械振動、溫度、濕度等環(huán)境因素不敏感的優(yōu)點，在新能源汽車領(lǐng)域的電機位置檢測中，正逐步成為一種主流的傳感器。目前主流的旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)為隔離式，傳感器輸入需要提供一定功率的激勵信號，輸出兩路正、余弦差分信號，其中激勵信號和正、余弦信號都是純差分信號，因此，旋轉(zhuǎn)變壓器的位置檢測電路主要包括激勵信號放大電路和差分信號調(diào)理電路兩大部分。其中， 激勵信號放大電路主要有運放放大電路，推挽放大電路，普通Buffer放大電路等；差分信號調(diào)理電路主要有運放調(diào)理電路，電阻處理等，以滿足解碼芯片的輸入電平需求。采用運放放大存在放大能力有限的缺點，而直接采用推挽電路或者普通Buffer 電路放大則存在系統(tǒng)穩(wěn)定性差，負載適應(yīng)性差等缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其放大電路穩(wěn)定性提高，負載適應(yīng)性強，抗干擾能力好，差分信號調(diào)理電路的電路簡單，成本低。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，包括解碼芯片、Buffer電路和差分信號調(diào)理電路，所述解碼芯片的輸出端連接至 Buffer電路的輸入端，Buffer電路的輸出端連接至旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正余弦差分信號至差分信號調(diào)理電路中，經(jīng)差分信號調(diào)理電路處理后輸出信號至解碼芯片的輸入端。其中，所述Buffer電路包括前端過濾電路、運放控制電路和改進型推挽電路。所述差分信號調(diào)理電路為電阻網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)，其處理旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正余弦差分信號并輸出至解碼芯片的輸入端。優(yōu)選的，所述改進型推挽電路包括推挽電路和一個驅(qū)動保護電路，所述推挽電路包括兩個相連的不同類型的一號三極管、二號三極管，所述驅(qū)動保護電路并聯(lián)在一號三極管的基極和二號三極管的基極之間。進一步地，所述驅(qū)動保護電路包括依次串聯(lián)的三號三極管、一號二極管、二號二極管和四號三極管，其中，三號三極管的集電極連接至一號三極管的基極，發(fā)射極與一號二極管的正極相連，一號二極管的負極與二號二極管的正極相連，二號二極管的負極連接至四
3號三極管的發(fā)射極，四號三極管的集電極連接至二號三極管的基極；三號三極管和一號三極管均為NPN型，四號三極管和二號三極管均為PNP型。優(yōu)選的，所述前端過濾電路包括一個電容，所述電容與解碼芯片的輸出端相連，該電容對解碼芯片輸出的激勵信號中的直流分量進行過濾。優(yōu)選的，所述運放控制電路采用30V電源供電，包括一運算放大器和與運算放大器負端相連的反饋回路。進一步地，所述運算放大器的正端輸入為參考電壓，負端輸入為經(jīng)過前端過濾電路過濾的激勵信號。所述反饋回路包括并聯(lián)在Buffer電路輸出端和運算放大器負端之間的相互串聯(lián)的第一電阻、第二電阻，以及一端接地、一端位于第一電阻和第二電阻之間的反饋電容。進一步地，所述差分信號調(diào)理電路中還包括濾波電路和保護電路。本實用新型的有益效果在于1、旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端采用電源供電的帶保護的Buffer電路實現(xiàn)激勵信號的功率放大，與普通的Buffer電路相比，增加了驅(qū)動保護電路，能適應(yīng)不同負載的驅(qū)動能力， 通過調(diào)節(jié)電阻和電容的參數(shù)可以實現(xiàn)差分電壓的峰峰值從7. 2V到28V左右變化，提高了 Buffer電路的穩(wěn)定性，負載適應(yīng)性強，抗干擾能力好；2、旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端連接帶直流偏置的差分信號調(diào)理電路，通過調(diào)節(jié)阻容參數(shù)可實現(xiàn)不同旋轉(zhuǎn)變壓器和解碼芯片的電平匹配，其電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用范圍廣。
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明

圖1是本實用新型的位置檢測電路的系統(tǒng)框圖；圖2是本實用新型實施例中的E)(C激勵信號的Buffer放大電路的電路圖；圖3是本實用新型實施例中的差分信號調(diào)理電路的電路圖。
具體實施方式
本實用新型的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，如圖1所示，包括解碼芯片l、Buffer電路2和差分信號調(diào)理電路4，所述解碼芯片1的輸出端連接至Buffer電路2的輸入端，Buffer電路2的輸出端連接至旋轉(zhuǎn)變壓器3的輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器3輸出正余弦差分信號至差分信號調(diào)理電路4中，經(jīng)差分信號調(diào)理電路4處理后輸出信號至解碼芯片1的輸入端。在圖1中，解碼芯片1的激勵信號單路對地信號可以用公式(1)表示，vEXC = Voffset+a · sin(wt)(1)式中，a為解碼芯片輸出的激勵信號EXC的幅值，Voffset為E)(C的直流分量， a · sin(wt)為E)(C的交流分量。經(jīng)過Buffer電路2后將參考直流v,ef和解碼芯片1輸出的交流分量進行放大，放大系數(shù)分別為1%和Ka。，且兩路激勵信號相位差為180度，如下面公式O)、C3)所示，
vI = kDC ■ Vref + kACa ‘ Sin(Wi + ψ)(2)
4[0027]
權(quán)利要求1.一種采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于，包括解碼芯片、 Buffer電路和差分信號調(diào)理電路，所述解碼芯片的輸出端連接至Buffer電路的輸入端， Buffer電路的輸出端連接至旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正余弦差分信號至差分信號調(diào)理電路中，經(jīng)差分信號調(diào)理電路處理后輸出信號至解碼芯片的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述Buffer電路包括前端過濾電路、運放控制電路和改進型推挽電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述改進型推挽電路包括推挽電路和一個驅(qū)動保護電路，所述推挽電路包括兩個相連的不同類型的一號三極管、二號三極管，所述驅(qū)動保護電路并聯(lián)在一號三極管的基極和二號三極管的基極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述驅(qū)動保護電路包括依次串聯(lián)的三號三極管、一號二極管、二號二極管和四號三極管，其中，三號三極管的集電極連接至一號三極管的基極，發(fā)射極與一號二極管的正極相連，一號二極管的負極與二號二極管的正極相連，二號二極管的負極連接至四號三極管的發(fā)射極， 四號三極管的集電極連接至二號三極管的基極；三號三極管和一號三極管均為NPN型，四號三極管和二號三極管均為PNP型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述前端過濾電路包括一個電容，所述電容與解碼芯片的輸出端相連，該電容對解碼芯片輸出的激勵信號中的直流分量進行過濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述運放控制電路采用30V電源供電，包括一運算放大器和與運算放大器負端相連的反饋回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述運算放大器的正端輸入為直流參考電壓，負端輸入為經(jīng)過前端過濾電路過濾的解碼芯片輸出的激勵信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或3所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于所述反饋回路包括并聯(lián)在Buffer電路輸出端和運算放大器負端之間的相互串聯(lián)的第一電阻、第二電阻，以及一端接地、一端位于第一電阻和第二電阻之間的反饋電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述差分信號調(diào)理電路為電阻網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)，其處理旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正余弦差分信號并輸出至解碼芯片的輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，其特征在于 所述差分信號調(diào)理電路中還包括濾波電路和保護電路。
專利摘要本實用新型公開了一種采用隔離式旋轉(zhuǎn)變壓器的電機位置檢測電路，包括解碼芯片、Buffer電路和差分信號調(diào)理電路，解碼芯片的輸出端連接至Buffer電路的輸入端，Buffer電路的輸出端連接至旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入端，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出正余弦差分信號至差分信號調(diào)理電路中，處理后輸入至解碼芯片；所述Buffer電路包括前端過濾電路、運放控制電路、推挽電路和一個驅(qū)動保護電路。本實用新型采用電源供電的帶保護的Buffer電路實現(xiàn)激勵信號的功率放大，能適應(yīng)不同負載的驅(qū)動能力，可以實現(xiàn)差分電壓的峰峰值在大范圍變化，提高了電路穩(wěn)定性，負載適應(yīng)性強，抗干擾能力好；帶直流偏置的差分信號調(diào)理電路可實現(xiàn)不同旋轉(zhuǎn)變壓器和解碼芯片的電平匹配，其電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用范圍廣。
文檔編號H02P6/16GK202197244SQ201120302580
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者劉皞星, 張 林 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司