一种高频方波驱动的旋转变压器解码装置及方法制造方法及图纸

一种高频方波驱动的旋转变压器解码装置，包括主控芯片：至少可产生一路方波信号，且包括两个模数转换器ADC通道；单相半桥及其驱动芯片：通过单相半桥将高频方波信号放大，施加到初级激磁绕组；信号调理电路：对旋转变压器输出的包含旋转变压器转子磁极位置信息的正交信号进行调理，得到可供ADC直接采样的正、余弦信号。以及提供一种高频方波驱动的旋转变压器解码方法。本发明专利技术无需使用旋转变压器专用解码芯片，旋转变压器的激励信号为高频方波电压信号，采用单相半桥放大产生，易于实现，硬件电路成本低。路成本低。路成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种高频方波驱动的旋转变压器解码装置及方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，特别涉及一种高频方波驱动的旋转变压器解码装置及方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机具有转矩大、效率高、精度高等优点成为高性能交流电机系统的首选。为了实现永磁同步电机矢量控制，需要实时准确获取转子磁极位置。目前，通常采用位置传感器来检测转子磁极位置，包括光电编码器、磁编码器、旋转变压器等。其中，旋转变压器因其抗振动能力强、位置检测精度高等优点而被广泛应用在高可靠性电机系统中。
[0003]通常，通过向旋转变压器初级激磁绕组施加一组高频正弦电压激励信号，旋转变压器受转子磁阻变化的影响，次级感应绕组正交分布，并感生出一对包含转子磁极位置信息的高频正、余弦电压信号。然后，对这两个高频正、余弦信号进行调理、采样、锁相等措施，得到转子磁极位置和转速。目前，常用的旋转变压器解码方式是使用专用解码芯片，专利《针对采用AD2S1210旋变解码芯片的航空起动电机旋变回路故障检测方法》(专利技术人：赵鹏，管毅，赵勇，杜东泉，李真贵，申请号：CN20191108285本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频方波驱动的旋转变压器解码装置，其特征在于，所述旋转变压器解码装置包括：主控芯片：至少可产生一路高频方波信号，且包含两个模数转换通道ADC；单相半桥及其驱动芯片：通过单相半桥将高频方波信号放大，施加到初级激磁绕组；信号调理电路：对旋转变压器输出的正、余弦差分信号进行调理，得到可供ADC直接采样的正、余弦单端电压信号。2.根据权利要求1所述的高频方波驱动的旋转变压器解码装置，其特征在于，所述高频方波激励信号由主控芯片的某一时钟通道产生PWM输出，而后经单相半桥放大至旋转变压器所需要幅值的高频方波激励信号。3.根据权利要求1或2所述的高频方波驱动的旋转变压器解码装置，其特征在于，所述信号调理电路包括共模电感、RC滤波电路、差分运放电路、电压抬升电路和电阻分压电路。4.根据权利要求2所述的高频方波驱动的旋转变压器解码装置，其特征在于，所述模数转换模块中ADC采样触发信号与PWM输出信号具有联动机制，ADC采样触发信号由同一时钟的另一通道产生，保证ADC采样时刻相对于方波激励信号的相位不发生偏移。5.一种如权利要求1所述的高频方波驱动的旋转变压器解码装置实现的解码方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)采用主控芯片输出的高频方波信号作为原始激励信号，经单相半桥放大至旋转变压器所需要幅值的方波激励信号，并施加到旋转变压器初级激磁绕组；2)通过信号调理电路对旋转变压器输出的正交信号进行调理，得到可供ADC直接采样的正、余弦单端电压信号；3)通过主控芯片ADC对正、余弦信号进行采样，得到软解码所需的数字信息，再经软解码得到转子磁极位置。6.根据权利要求5所述的解码方法，其特征在于，所述步骤1)中，产生原始高频方波激励信号的过程为：选择的主控芯片应具有ADC采样、脉冲宽度调制信号PWM输出，以及PWM事件与ADC采样信号源联动机制；由主控芯片高级定时器的某一通道输出一路占空比为50％的PWM信号，即方波信号，方波频率的大小由旋转变压器所需激励信号的频率确定。7.根据权利要求5或6所述的解码方法，其特征在于，所述步骤1)中，单相半桥放大激励信号的过程为：将高频方波信号送至单相半桥输入端，经单相半桥放大至旋转变压器所需要幅值的方波激励信号。8.根据权利要求6所述的解码方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述调理信号过程为：通过信号调理电路对旋转变压器输出的包含转子磁极位置信息的正交信号进行调理，经共模电感、滤波、差分、电压抬升和电阻分压等电路调理，得到可供ADC直接采样的正、余弦信号，其表达式如下：u
a
(t)＝U
s
·
sin(ωt)
·
sin(θ
r
)+U
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春，支恩，郑露华，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：