将霍尔传感器和旋转变压器联接到AC马达系统中的控制器的接口电路技术方案

旋转变压器激励输出级放大器。所公开的实施方式包括放大器级和电流保护电路。放大器级包括联接到第一和第二电源端子、定时控制端子和激励信号输出端子的一个或更多个放大器晶体管。放大器级被配置成在激励信号输出端子处提供具有激励频率的旋转变压器激励信号。电流保护电路包括一个或更多个保护晶体管，其联接到放大器级并且被配置成当流过放大器级的一个或更多个晶体管的电流大于预定电流值时关断放大器级的一个或更多个晶体管。断放大器级的一个或更多个晶体管。断放大器级的一个或更多个晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将霍尔传感器和旋转变压器联接到AC马达系统中的控制器的接口电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年7月31日提交的题为“INTERFACE CIRCUITS FOR COUPLING HALL SENSORS AND RESOLVERS TO CONTROLLERS IN AC MOTOR SYSTEMS”的美国临时专利申请63/059,449的优先权，其完整公开内容通过引用明确并入本文。


[0003]本公开总体上涉及交流(AC)电机系统。特别地，本公开涉及用于将电机反馈装置(例如旋转变压器和/或编码器/霍尔传感器)联接到AC电机系统中的控制器的接口电路。

技术介绍

[0004]诸如马达和发电机系统的多相交流(AC)电机广泛用于各种应用，包括工业环境和机动车辆。这些类型的马达系统包括AC马达、逆变器和马达控制系统。响应于输入命令，马达控制系统使逆变器以受控方式将来自能量源的电力施加到马达，并使马达提供所命令的输出。例如，响应于扭矩命令，马达控制系统将使马达在马达输出轴处传递请求的扭矩。
[0005]控制系统利用来自AC电机的反馈。旋转变压器和编码器/霍尔传感器是常用于生成和提供代表AC电机操作的反馈信号的装置的示例。旋转变压器是联接到AC电机旋转轴的旋转式变压器。这些装置可以被配置成通过一对输入端子接收AC激励信号，并在四个输出端子上产生四个输出信号(有时称为sine+,sine
‑
,cosine+and cosine
‑
)以响应AC电机的旋转。编码器/霍尔传感器被定位成检测AC电机上的旋转磁性元件，并提供脉冲或以其他方式变化的输出信号以响应电机轴的旋转。
[0006]旋转变压器和编码器/霍尔传感器通常通过连接器和接口电路联接到电机控制系统。旋转变压器接口电路可以例如包括响应于由电机控制系统提供的定时控制信号而以合适的形式(例如，合适的电压水平)生成激励信号的放大器，以及调理(例如，放大)接收到的旋转变压器输出信号的信号调理电路。编码器/霍尔传感器接口电路例如可以通过对脉冲进行整形(例如，增强脉冲形状)来调理接收到的输出信号。
[0007]然而，仍然持续需要改进电机反馈装置(例如旋转变压器和编码器/霍尔传感器)与它们所联接到的电机控制系统之间的接口。提供增强功能并且可以高效制造的接口将是特别可取的。

技术实现思路

[0008]所公开的实施方式包括可用于将反馈装置(例如旋转变压器和/或编码器/霍尔传感器)联接到马达系统中的马达控制系统的接口的组件。一个示例是旋转变压器激励输出级放大器。该放大器的实施方式包括第一电源端子和第二电源端子；定时控制端子，其被配置成接收具有激励频率的定时信号；激励信号输出端子；放大器级，其包括联接到所述第一电源端子和所述第二电源端子、所述定时控制端子和所述激励信号输出端子的一个或更多
个放大器晶体管，其中，所述放大器级被配置成在所述激励信号输出端子处提供具有所述激励频率的旋转变压器激励信号；以及电流保护电路，其包括联接到所述放大器级的一个或更多个保护晶体管，并且被配置成当流过所述放大器级的一个或更多个晶体管的电流大于预定电流值时关断所述放大器级的一个或更多个晶体管。
[0009]在实施方式中，所述电流保护电路包括感测流过所述放大器级的所述一个或更多个放大器晶体管的电流的一个或更多个电流感测电路。
[0010]在实施方式中，所述放大器级包括：第一信号部分或相对正向信号部分，其包括联接到所述定时控制端子并且位于所述第一电源端子与所述激励信号输出端子之间的第一放大器晶体管；以及第二信号部分或相对负向信号部分，其包括联接到所述定时控制端子并且位于所述激励信号输出端子与所述第二电源端子之间的第二放大器晶体管；并且所述电流保护电路包括：第一电流感测电路，其包括第一保护晶体管，所述第一保护晶体管被配置成感测流过所述第一放大器晶体管的电流，并且当流过所述第一放大器晶体管的电流大于第一信号部分电流值时关断所述第一放大器晶体管；以及第二电流感测电路，其包括第二保护晶体管，所述第二保护晶体管被配置成感测流过所述第二放大器晶体管的电流，并且当流过所述第二放大器晶体管的电流大于第二信号部分电流值时关断所述第二放大器晶体管。
[0011]放大器的实施方式还包括联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间的电压保护电路，其中，所述电压保护电路被配置成当所述激励信号输出端子处的电压大于预定值时，将所述放大器级与所述激励信号输出端子断开联接。所述电压保护电路可以包括：第一保护晶体管，其联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间；以及电压感测电路，其联接到所述激励信号输出端子和所述第一保护晶体管，其中，所述电压感测电路被配置成感测所述激励信号输出端子处的电压，并且当所述激励信号输出端子处的电压大于所述预定值时关断所述第一保护晶体管。
[0012]另一示例包括一种旋转变压器激励输出级放大器，其包括：第一电源端子和第二电源端子；定时控制端子，其被配置成接收具有激励频率的定时信号；激励信号输出端子；放大器级，其包括联接到所述第一电源端子和所述第二电源端子、所述定时控制端子和所述激励信号输出端子的一个或更多个放大器晶体管，其中，所述放大器级被配置成在所述激励信号输出端子处提供具有所述激励频率的旋转变压器激励信号；以及电压保护电路，其联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间，其中，所述电压保护电路被配置成当所述激励信号输出端子处的电压大于预定值时，将所述放大器级与所述激励信号输出端子断开联接。
[0013]在实施方式中，所述电压保护电路包括：第一保护晶体管，其联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间；以及电压感测电路，其联接到所述激励信号输出端子和所述第一保护晶体管，其中，所述电压感测电路被配置成感测所述激励信号输出端子处的电压，并且当所述激励信号输出端子处的电压大于所述预定值时关断所述第一保护晶体管。
[0014]另一示例还包括用于将所述旋转变压器或编码器/霍尔传感器中的一者或更多者联接到与所述放大器组合的马达控制系统的多装置端口。所述多装置端口的实施方式包括：第一输入端子，其被配置成接收第一旋转变压器输出信号或编码器/霍尔传感器输出信号中的任一者；第二输入端子，其被配置成接收第二旋转变压器输出信号或编码器/霍尔传
感器输出信号中的任一者；第一编码器/霍尔传感器信号调理电路，其联接到所述第一输入端子并且被配置成，当所述第一输入端子被联接成接收编码器/霍尔传感器输出信号时，提供第一经调理编码器/霍尔传感器输出信号；第二编码器/霍尔传感器信号调理电路，其联接到所述第二输入端子并且被配置成，当所述第二输入端子被联接成接收编码器/霍尔传感器输出信号时，提供第二经调理编码器/霍尔传感器输出信号；以及旋转变压器信号调理电路，其联接到所述第一输入端子和所述第二输入端子并且被配置成，当所述第一端子和所述第二端子被联接成接收旋转变压器输出信号时，提供经调理旋转变压器输出信号。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转变压器激励输出级放大器，所述旋转变压器激励输出级放大器包括：第一电源端子和第二电源端子；定时控制端子，所述定时控制端子被配置成接收具有激励频率的定时信号；激励信号输出端子；放大器级，所述放大器级包括联接到所述第一电源端子和所述第二电源端子、所述定时控制端子和所述激励信号输出端子的一个或更多个放大器晶体管，其中，所述放大器级被配置成在所述激励信号输出端子处提供具有所述激励频率的旋转变压器激励信号；以及电流保护电路，所述电流保护电路包括联接到所述放大器级的一个或更多个保护晶体管，并且被配置成当流过所述放大器级的一个或更多个晶体管的电流大于预定电流值时关断所述放大器级的所述一个或更多个晶体管。2.根据权利要求1所述的放大器，其中，所述电流保护电路包括感测流过所述放大器级的所述一个或更多个放大器晶体管的电流的一个或更多个电流感测电路。3.根据权利要求1所述的放大器，其中：所述放大器级包括：第一信号部分或相对正向信号部分，所述第一信号部分或相对正向信号部分包括联接到所述定时控制端子并且位于所述第一电源端子与所述激励信号输出端子之间的第一放大器晶体管；以及第二信号部分或相对负向信号部分，所述第二信号部分或相对负向信号部分包括联接到所述定时控制端子并且位于所述激励信号输出端子与所述第二电源端子之间的第二放大器晶体管；并且所述电流保护电路包括：第一电流感测电路，所述第一电流感测电路包括第一保护晶体管，所述第一保护晶体管被配置成感测流过所述第一放大器晶体管的电流，并且当流过所述第一放大器晶体管的电流大于第一信号部分电流值时关断所述第一放大器晶体管；以及第二电流感测电路，所述第二电流感测电路包括第二保护晶体管，所述第二保护晶体管被配置成感测流过所述第二放大器晶体管的电流，并且当流过所述第二放大器晶体管的电流大于第二信号部分电流值时关断所述第二放大器晶体管。4.根据权利要求1所述的放大器，所述放大器还包括联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间的电压保护电路，其中，所述电压保护电路被配置成当所述激励信号输出端子处的电压大于预定值时，将所述放大器级与所述激励信号输出端子断开联接。5.根据权利要求4所述的放大器，其中，所述电压保护电路包括：第一保护晶体管，所述第一保护晶体管联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间；以及电压感测电路，所述电压感测电路联接到所述激励信号输出端子和所述第一保护晶体管，其中，所述电压感测电路被配置成感测所述激励信号输出端子处的电压，并且当所述激励信号输出端子处的电压大于所述预定值时关断所述第一保护晶体管。6.一种旋转变压器激励输出级放大器，所述旋转变压器激励输出级放大器包括：第一电源端子和第二电源端子；定时控制端子，所述定时控制端子被配置成接收具有激励频率的定时信号；
激励信号输出端子；放大器级，所述放大器级包括联接到所述第一电源端子和所述第二电源端子、所述定时控制端子和所述激励信号输出端子的一个或更多个放大器晶体管，其中，所述放大器级被配置成在所述激励信号输出端子处提供具有所述激励频率的旋转变压器激励信号；以及电压保护电路，所述电压保护电路联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间，其中，所述电压保护电路被配置成当所述激励信号输出端子处的电压大于预定值时，将所述放大器级与所述激励信号输出端子断开联接。7.根据权利要求6所述的放大器，其中，所述电压保护电路包括：第一保护晶体管，所述第一保护晶体管联接在所述放大器级与所述激励信号输出端子之间；以及电压感测电路，所述电压感测电路联接到所述激励信号输出端子和所述第一保护晶体管，其中，所述电压感测电路被配置成感测所述激励信号输出端子处的电压，并且当所述激励信号输出端子处的电压大于所述预定值时关断所述第一保护晶体管。8.根据权利要求1所述的放大器，所述放大器还包括用于将所述旋转变压器或编码器/...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：发明
国别省市：