CN220935165U - 旋转变压器的解码电路及电机系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种旋转变压器的解码电路及电机系统，包括控制电路，控制电路包括数模转换模块、第一模数转换模块、第二模数转换模块、第一触发信号输入端、第二触发信号输入端以及第三触发信号输入端；数模转换模块与第一偏置电压检测电路和旋转变压器的原边绕组连接，旋转变压器的第一副边绕组通过正弦信号调理电路与第一模数转换模块和第二偏置电压检测电路连接，旋转变压器的第二副边绕组通过余弦信号调理电路与第二模数转换模块和第三偏置电压检测电路连接。本申请提供的旋转变压器的解码电路及电机系统，可灵活配置激励信号的幅值与频率，支持不同变比及额定工作频率不同的旋转变压器，造价成本较低。
Description
技术领域
本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种旋转变压器的解码电路及电机系统。
背景技术
旋转变压器广泛应用于纺织、注塑、汽车、机器人等领域。如图1所示，旋转变压器的原边作为定子，接收励磁电压；旋转变压器的两个副边作为转子，通过电磁耦合输出感应电压。旋转变压器副边两组线圈互成90°或者正交固定在转子上，其输出感应电压的幅值与转子旋转角度成正、余弦函数关系。针对感应电压进行解码，可到转子旋转角度及速度，以供控制器进行闭环控制。
现有的旋转变压器解码方案是选用专用RDC(Resolver-to-Digital Converter，旋转变压器数字变换器)芯片，生成旋转变压器原边励磁电压信号以及对旋转变压器副边输出的模拟信号进行解码。RDC芯片可以将旋转变压器输出的正比于旋转角度正弦值或余弦值的模拟信号，转换为对应于旋转角度和角速度的数字信号输出。然而，RDC芯片输出励磁电压信号幅值与频率范围有一定限制，无法灵活配置励磁电压信号幅值与频率，故无法支持不同变比及额定工作频率不同的旋转变压器；另外，RDC芯片造价成本较高，难以满足低成本应用需求。
实用新型内容
本申请旨在提供一种旋转变压器的解码电路及电机系统，以解决现有RDC芯片无法自适应不同变比与工作频率的旋转变压器的问题。
本申请一方面提供一种旋转变压器的解码电路，包括控制电路、正弦信号调理电路、余弦信号调理电路、第一偏置电压检测电路、第二偏置电压检测电路以及第三偏置电压检测电路；
所述控制电路包括数模转换模块、第一模数转换模块、第二模数转换模块、第一触发信号输入端、第二触发信号输入端以及第三触发信号输入端；
所述数模转换模块与所述第一偏置电压检测电路和所述旋转变压器的原边绕组连接，所述旋转变压器的第一副边绕组通过所述正弦信号调理电路与所述第一模数转换模块和所述第二偏置电压检测电路连接，所述旋转变压器的第二副边绕组通过所述余弦信号调理电路与所述第二模数转换模块和所述第三偏置电压检测电路连接。
本申请另一方面提供一种电机系统，包括所述旋转变压器的解码电路。
本申请提供的旋转变压器的解码电路及电机系统，可灵活配置激励信号的幅值与频率，支持不同变比及额定工作频率不同的旋转变压器，造价成本较低。
附图说明
图1为现有技术中的旋转变压器示意图；
图2为本申请实施例提供的旋转变压器的解码电路示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
如图2所示，本申请一方面提供一种旋转变压器的解码电路，包括控制电路、正弦信号调理电路、余弦信号调理电路、第一偏置电压检测电路、第二偏置电压检测电路以及第三偏置电压检测电路；
所述控制电路包括数模转换模块(图中的DAC所示)、第一模数转换模块(图中的ADC1所示)、第二模数转换模块(图中的ADC2所示)、第一触发信号输入端(图中的IO1所示)、第二触发信号输入端(图中的IO2所示)以及第三触发信号输入端(图中的IO3所示)；
所述数模转换模块与所述第一偏置电压检测电路和所述旋转变压器的原边绕组(图中的R1、R2所示)连接，所述旋转变压器的第一副边绕组(图中的S1、S3所示)通过所述正弦信号调理电路与所述第一模数转换模块和所述第二偏置电压检测电路连接，所述旋转变压器的第二副边绕组(图中的S2、S4所示)通过所述余弦信号调理电路与所述第二模数转换模块和所述第三偏置电压检测电路连接。
在一示例中，所述控制电路包括数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)。
在一示例中，所述控制电路还包括与所述数模转换模块连接的激励信号产生电路(图中未示出)，所述激励信号产生电路用于生成两路互补的激励信号。
在一示例中，所述两路互补的激励信号为频率相同且相位相差180°的正弦波激励信号。
在一示例中，所述解码电路还包括连接在所述数模转换模块与所述旋转变压器的原边绕组之间的激励信号放大电路；所述激励信号放大电路用于将激励信号放大之后输出至所述旋转变压器的原边绕组。
在一示例中，所述正弦信号调理电路被配置为对所述第一副边绕组输出的正弦信号进行调理，以输出调理后的正弦信号。
在一示例中，所述余弦信号调理电路被配置为对所述第二副边绕组输出的余弦信号进行调理，以输出调理后的余弦信号。
在一示例中，所述第一偏置电压检测电路用于检测激励信号的偏置电压，以输出第一采样触发信号至所述第一触发信号输入端；
所述第二偏置电压检测电路用于检测所述正弦信号调理电路输出信号的偏置电压，以输出第二采样触发信号至所述第二触发信号输入端；
所述第二偏置电压检测电路用于检测所述余弦信号调理电路输出信号的偏置电压，以输出第三采样触发信号至所述第三触发信号输入端；
所述控制电路基于所述第一采样触发信号、所述第二采样触发信号以及所述第三采样触发信号，通过所述第一模数转换模块对所述正弦信号调理电路的输出信号进行采样、并通过所述第二模数转换模块对所述余弦信号调理电路的输出信号进行采样。
以下结合图2，对解码电路的工作过程进行说明：
数字信号处理器包括数模转换模块、第一模数转换模块、第二模数转换模块、第一触发信号输入端、第二触发信号输入端以及第三触发信号输入端。
数模转换模块输出两路频率相同且相位相差180°的互补正弦波激励信号，两路激励信号经激励信号放大电路放大后，输出励磁信号至旋转变压器原边绕组的R1、R2端。旋转变压器副边绕组S1、S3端输出正弦调制信号至正弦信号调理电路，旋转变压器副边绕组S2、S4端输出余弦调制信号至余弦信号调理电路。
第一偏置电压检测电路用于检测任意一路激励信号的偏置电压，以输出第一采样触发信号至第一触发信号输入端；第二偏置电压检测电路用于检测正弦信号调理电路输出信号的偏置电压，以输出第二采样触发信号至第二触发信号输入端；第三偏置电压检测电路用于检测余弦信号调理电路输出信号的偏置电压，以输出第三采样触发信号至第三触发信号输入端。
数字信号处理器被配置为基于第一采样触发信号、第二采样触发信号以及第三采样触发信号，通过第一模数转换模块对正弦信号调理电路的输出信号进行采样、并通过第二模数转换模块对余弦信号调理电路的输出信号进行采样，从而对采样得到的信号进行解码，即利用数字信号处理器自身的运算能力进行数学运算解析即可得到位置角度值，进而可参照现有技术计算得到加速度、速度等参数，从而无需专门的解码芯片。
在本实施例中，励磁信号的幅值及频率可由数字信号处理器进行灵活配置，可支持对多种额定工作频率及不同变比的旋转变压器进行信号解码，具备信号丢失检测、信号超限检测(信号幅值过高或过低的检测)，角度丢失跟踪检测等功能，其扩展性与通用性强，便于进行定制化开发，应用成本低廉。
本申请另一方面提供一种电机系统，包括所述旋转变压器的解码电路。
需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种旋转变压器的解码电路，其特征在于，包括控制电路、正弦信号调理电路、余弦信号调理电路、第一偏置电压检测电路、第二偏置电压检测电路以及第三偏置电压检测电路；
所述控制电路包括数模转换模块、第一模数转换模块、第二模数转换模块、第一触发信号输入端、第二触发信号输入端以及第三触发信号输入端；
所述数模转换模块与所述第一偏置电压检测电路和所述旋转变压器的原边绕组连接，所述旋转变压器的第一副边绕组通过所述正弦信号调理电路与所述第一模数转换模块和所述第二偏置电压检测电路连接，所述旋转变压器的第二副边绕组通过所述余弦信号调理电路与所述第二模数转换模块和所述第三偏置电压检测电路连接。
2.根据权利要求1所述的解码电路，其特征在于，所述控制电路包括数字信号处理器。
3.根据权利要求1所述的解码电路，其特征在于，所述控制电路还包括与所述数模转换模块连接的激励信号产生电路，所述激励信号产生电路用于生成两路互补的激励信号。
4.根据权利要求3所述的解码电路，其特征在于，所述两路互补的激励信号为频率相同且相位相差180°的正弦波激励信号。
5.根据权利要求1所述的解码电路，其特征在于，所述解码电路还包括连接在所述数模转换模块与所述旋转变压器的原边绕组之间的激励信号放大电路；所述激励信号放大电路用于将激励信号放大之后输出至所述旋转变压器的原边绕组。
6.根据权利要求1所述的解码电路，其特征在于，所述正弦信号调理电路被配置为对所述第一副边绕组输出的正弦信号进行调理，以输出调理后的正弦信号。
7.根据权利要求1所述的解码电路，其特征在于，所述余弦信号调理电路被配置为对所述第二副边绕组输出的余弦信号进行调理，以输出调理后的余弦信号。
8.根据权利要求1所述的解码电路，其特征在于，
所述第一偏置电压检测电路用于检测激励信号的偏置电压，以输出第一采样触发信号至所述第一触发信号输入端；
所述第二偏置电压检测电路用于检测所述正弦信号调理电路输出信号的偏置电压，以输出第二采样触发信号至所述第二触发信号输入端；
所述第二偏置电压检测电路用于检测所述余弦信号调理电路输出信号的偏置电压，以输出第三采样触发信号至所述第三触发信号输入端；
所述控制电路基于所述第一采样触发信号、所述第二采样触发信号以及所述第三采样触发信号，通过所述第一模数转换模块对所述正弦信号调理电路的输出信号进行采样、并通过所述第二模数转换模块对所述余弦信号调理电路的输出信号进行采样。
9.一种电机系统，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述旋转变压器的解码电路。
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2023
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