DE102015202303A1 - Short-circuit proof circuit for controlling a resolver - Google Patents

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DE102015202303A1 DE102015202303.6A DE102015202303A DE102015202303A1 DE 102015202303 A1 DE102015202303 A1 DE 102015202303A1 DE 102015202303 A DE102015202303 A DE 102015202303A DE 102015202303 A1 DE102015202303 A1 DE 102015202303A1
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Abstract

Die Erfindung ist auf eine Schaltung zur Ansteuerung eines Resolvers gerichtet, der durch mindestens eine Erregerspule erregt wird, wobei die Schaltung dazu ausgelegt ist, Erregersignale für jede der Erregerspulen zu erzeugen. Diese Schaltung umfasst mindestens eine Gegentakt-Endstufe mit Transistoren, welche dazu ausgelegt ist, ein Erregersignal abzugeben, und sie umfasst weiterhin eine Überstromabschaltung mit einer Komparatorschaltung und einem Verzögerungsglied, welche dazu ausgelegt ist, die Größe der Erregersignale zu ermitteln und beim Feststellen eines Überstroms mindestens eine der Gegentakt-Endstufen temporär zu deaktivieren.The invention is directed to a circuit for driving a resolver, which is excited by at least one exciting coil, wherein the circuit is adapted to generate excitation signals for each of the exciting coils. This circuit comprises at least one push-pull final stage with transistors, which is designed to emit an exciter signal, and further comprises an overcurrent cutoff having a comparator circuit and a delay element, which is designed to determine the size of the exciter signals and at least when detecting an overcurrent temporarily disable one of the push-pull amplifiers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen Resolver zum Messen der Winkelstellung eines Objekts.The invention relates to a drive circuit for a resolver for measuring the angular position of an object.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik gibt es verschiedene Resolvertypen. Grundsätzlich wird dabei mittels mindestens einer Spule ein sich änderndes magnetisches Feld erzeugt und mittels mindestens einer weiteren Spule wird dieses Feld in Abhängigkeit von der zu messenden Position oder Winkelstellung detektiert. Bei einer verbreiteten Form des sogenannten „Variable Reluctance Resolver“ (VR-Resolver) beispielsweise kommt nur eine Erregerspule zum Einsatz und es gibt zwei Messspulen, die positionsabhängige Signale erzeugen (vergleiche hierzu zum Beispiel http://www.tamagawa-seiki.com/english/lvdt/pdf-resolver.pdf , BRX-Typ). Andere Resolvertypen haben zwei Erregerspulen und nur eine Messspule. Die Erfindung betrifft alle diese Typen, sofern mindestens ein Erregersignal benötigt wird, und sie ist auf die Ansteuerschaltung für eine solche Erregerspule gerichtet.There are different resolver types in the prior art. In principle, a changing magnetic field is generated by means of at least one coil, and by means of at least one further coil, this field is detected as a function of the position or angular position to be measured. In a common form of the so-called "Variable Reluctance Resolver" (VR Resolver), for example, only one excitation coil is used and there are two measuring coils that generate position-dependent signals (see for example http://www.tamagawa-seiki.com/english/lvdt/pdf-resolver.pdf , BRX type). Other resolver types have two excitation coils and only one sense coil. The invention relates to all these types, if at least one excitation signal is needed, and it is directed to the drive circuit for such excitation coil.

Oft ist das Erregersignal sinusförmig. Andere Signalformen, zum Beispiel Rechteck, Dreieck oder Trapez, sind jedoch möglich.Often the excitation signal is sinusoidal. Other waveforms, such as rectangle, triangle or trapezoid, are possible.

Das Erregersignal für die Erregerspule kann beispielsweise durch zwei Gegentaktendstufen bereitgestellt werden, je eine für die beiden Anschlüsse der Erregerspule. Die Ausgangssignale der beiden Endstufen sind dann um 180° zueinander phasenverschoben und das für die Erregerspule wirksame Erregersignal ist die Differenzspannung zwischen den Ausgängen der beiden Endstufen.The excitation signal for the excitation coil can be provided for example by two push-pull output stages, one for each of the two terminals of the exciter coil. The output signals of the two output stages are then phase-shifted by 180 ° to each other and the effective for the exciter coil excitation signal is the difference voltage between the outputs of the two output stages.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Erregerspule durch nur eine Endstufe zu betreiben. Der zweite Anschluss der Erregerspule ist dann entweder direkt oder über einen Kondensator auf ein festes Potential gelegt.But it is also possible to operate the excitation coil through only one power amplifier. The second terminal of the excitation coil is then placed either directly or via a capacitor to a fixed potential.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Ansteuerschaltung umfasst mindestens eine mit Transistoren ausgestaltete Gegentaktendstufe, die die erforderliche Ausgangsleistung für die Ansteuerung der jeweiligen Erregerspulen zur Verfügung stellt.The drive circuit comprises at least one push-pull output stage configured with transistors, which provides the required output power for driving the respective exciter coils.

Für eine Reihe von Anwendungsfällen ist es erforderlich, dass diese Ansteuerungsschaltung kurzschlussfest ist, so dass zum Beispiel bei Überlastung keine Überhitzung und Zerstörung der Schaltung auftreten kann. Dafür können entsprechend belastbare Bauteile verwendet werden. Diese hohe Belastbarkeit der Bauelemente wird aber im Normalbetrieb gar nicht ausgenutzt.For a number of applications, it is necessary that this drive circuit is short-circuit proof, so that, for example, in case of overloading no overheating and destruction of the circuit can occur. For this purpose, load-bearing components can be used. However, this high load capacity of the components is not utilized in normal operation.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Auslegung der Bauteile sich nur am Normalbetrieb und nicht an einem nur ausnahmsweise auftretenden Überlastbetrieb ausrichten muss.The advantage of the invention is that the design of the components must align only with normal operation and not on an overload operation occurring only exceptionally.

Hierfür weist die Ansteuerungsschaltung eine Überstromabschaltung mit einer Komparatorschaltung und einem Verzögerungsglied auf, welche dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom der Gegentakt-Endstufe zu ermitteln und beim Feststellen eines Überstroms mindestens eine der Gegentakt-Endstufen temporär zu deaktivieren.For this purpose, the drive circuit has an overcurrent shutdown with a comparator circuit and a delay element, which is designed to determine the output current of the push-pull output stage and temporarily disable at least one of the push-pull output stages when detecting an overcurrent.

Ein besonderer Aspekt der Erfindung ist das Verfahren, nach dem die Ansteuerungsschaltung arbeitet. Dabei wird ein vom Ausgangsstrom abhängiges Spannungssignal gebildet, das mittels einer Komparatorschaltung mit einem Schwellwert verglichen wird. Wird der Schwellwert überschritten, so wird Überlast erkannt. Das Ausgangssignal der Komparatorschaltung triggert ein Verzögerungsglied, und für die vom Verzögerungsglied festgelegte Verzögerungsdauer nach dem Überschreiten des Schwellwerts werden die Gegentakt-Endstufen deaktiviert.A particular aspect of the invention is the method by which the drive circuit operates. In this case, a voltage signal dependent on the output current is formed, which is compared by means of a comparator circuit with a threshold value. If the threshold value is exceeded, then overload is detected. The output signal of the comparator circuit triggers a delay element, and the push-pull output stages are deactivated for the delay duration defined by the delay element after the threshold value has been exceeded.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich die Ansteuerschaltung nach Ablauf der durch das Verzögerungsglied festgelegten Zeitspanne selbstständig reaktiviert und sich zurück in den Normalbetrieb versetzt. Eine gegebenenfalls weiterhin bestehende Überlast wird erneut erkannt und die Ansteuerschaltung deaktiviert sich erneut.A further advantage of the invention is that the drive circuit automatically reactivates after expiry of the period of time defined by the delay element and returns to normal operation. Any remaining overload is detected again and the drive circuit deactivates again.

Die Unteransprüche sind auf verschiedene Ausführungsvarianten der Erfindung gerichtet.The subclaims are directed to various embodiments of the invention.

Die Gegentakt-Endstufen mit den Transistoren können als Emitterfolger mit Emitterwiderständen ausgebildet sein und weisen dann an den Emitterwiderständen Spannungsabgriffe auf, mit denen jeweils ein zum Ausgangsstrom proportionales Stromsignal zum Feststellen eines Überstroms gegeben ist.The push-pull output stages with the transistors can be embodied as emitter followers with emitter resistors and then have voltage taps on the emitter resistors, with each of which a current signal proportional to the output current for detecting an overcurrent is given.

Die Komparatorschaltung kann ein Widerstandsnetzwerk aufweisen, das den zulässigen Ausgangsstrom bestimmt, und auch eine positive Rückkopplung, die als Hochpass ausgebildet ist, um auch bei kurzzeitiger Überlast ein Überstromsignal als Triggersignal zu erzeugen.The comparator circuit may comprise a resistor network that determines the allowable output current, and also a positive feedback, which is designed as a high-pass filter to generate an overcurrent signal as a trigger signal even with short-term overload.

Das Verzögerungsglied kann als RC-Glied mit nachgeschalteter Zenerdiode ausgebildet ist. Zudem kann der Ausgang des Verzögerungsglieds mit steuerbaren Stromquellen verbunden sein, die ihrerseits in den Basiskreis der Transistoren geschaltet sind.The delay element can be designed as an RC element with a downstream Zener diode. In addition, the output of the delay element can be connected to controllable current sources, which in turn are connected in the base circuit of the transistors.

Bei Varianten mit mehren Erregerspulen kann eine geeignete Signalverknüpfung, zum Beispiel ein Oder-Gatter, das gemeinsame Abschalten aller Endstufen bewirken, wenn nur eine von ihnen überlastet ist. Dies führt vorteilhaft zur Vermeidung von Fehlmessungen. In variants with multiple excitation coils, a suitable signal link, such as an OR gate, may cause the common shutdown of all output stages if only one of them is overloaded. This leads advantageously to the prevention of incorrect measurements.

Weitere Ausführungsvarianten der Erfindung betreffen ihren Verfahrensaspekt.Further variants of the invention relate to their method aspect.

Das Stromsignal, an Hand dessen das Erkennen eines Überstroms erfolgt, kann an einem Spannungsabgriff an Emitterwiderständen gewonnen werden.The current signal, on the basis of which the detection of an overcurrent occurs, can be obtained at a voltage tap on emitter resistors.

Der Schwellwert des Komparators kann mittels eines Widerstandsnetwerks durch eine Vorspannung von dessen Eingangsdifferenzspannung eingestellt werden, und die Komparatorschaltung gibt ein Überstromsignal aus, dessen positive oder negative Flanke die Überstromabschaltung auslöst.The threshold value of the comparator can be adjusted by means of a resistor network by a bias voltage of its input differential voltage, and the comparator circuit outputs an overcurrent signal whose positive or negative edge triggers the overcurrent shutdown.

Das Verzögerungsglied kann als Univibrator (auch als Monovibrator bezeichnet) ausgebildet sein, der durch das Überstromsignal getriggert wird und ein Steuersignal abgibt, das während der Verzögerungszeit die Stromquellen im Basiskreis der Transistoren deaktivieren und sie außerhalb dieser Zeit aktivieren kann.The delay element can be designed as a univibrator (also referred to as monovibrator), which is triggered by the overcurrent signal and outputs a control signal which during the delay time can deactivate the current sources in the base circuit of the transistors and activate them outside of this time.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the drawings.

1 zeigt eine Ansteuerschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a drive circuit according to an embodiment of the invention.

2 zeigt dabei die Schaltung zur Überstromabschaltung. 2 shows the circuit for overcurrent shutdown.

3 zeigt eine schematische Darstellung für Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Ansteuerung eines Resolvers. 3 shows a schematic representation of process steps of a method for controlling a resolver.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der ErfindungDetailed description of embodiments of the invention

Ein Resolver dient zum Messen der Winkelstellung eines Objekts, etwa der Welle eines Elektromotors, und beruht auf dem Wirkprinzip der magnetischen Kopplung in Abhängigkeit der räumlichen Orientierung von einer oder mehreren Erregerspulen zu einer oder mehreren Messspulen,. Im Falle einer verbreiteten Form des VR-Resolvers wird eine Errergerspule und zwei Messspulen, eine Sinus- und eine Cosinusspule, verwendet. Alle drei Spulen sind um einen Stator gewickelt, die Erregerspule wird mit einem meist sinusförmigen Signal beaufschlagt, und der Rotor, der an seinem Umfang eine Wellenform zur Variation der Reluktanz aufweist, bewirkt eine winkelabhängige Kopplung zwischen der Erreger- und den Messspulen, wodurch im Zuge der Rotation der Welle eine Amplitudenmodulation des Signals in den Messspulen entsteht. Die Winkelmessung beruht darauf, dass jedem Wertepaar der Messwerte von Sinus- und Kosinusspule ein Winkel zugeordnet werden.A resolver is used to measure the angular position of an object, such as the shaft of an electric motor, and is based on the principle of action of the magnetic coupling depending on the spatial orientation of one or more excitation coils to one or more measuring coils. In the case of a popular form of VR resolver, an exciter coil and two measuring coils, a sine and a cosine coil, are used. All three coils are wound around a stator, the excitation coil is supplied with a mostly sinusoidal signal, and the rotor, which has a waveform for varying the reluctance at its periphery, causes an angle-dependent coupling between the exciter and the measuring coils, whereby in the course the rotation of the shaft produces an amplitude modulation of the signal in the measuring coils. The angle measurement is based on assigning an angle to each value pair of the measured values of the sine and cosine coils.

Daneben gibt es weiter Ausführungsarten von Resolvern, die an spezielle Anwendungsfälle angepasst sind. Beispielsweise gibt es auch Varianten mit zwei Erregerspulen und einer Messspule, die auf einer Modulation der Phase beruhen.There are also versions of resolvers that are adapted to specific applications. For example, there are variants with two excitation coils and a measuring coil, which are based on a modulation of the phase.

Das Messen einer Winkelstellung mit einem Resolver ist besonders vorteilhaft, wenn es auf Robustheit und geringe Wirkung von Umwelteinflüssen ankommt. Außer dem Messobjekt selbst gibt es üblicher Weise keine mechanisch beweglichen Teile, die verschleißen könnten, und es gibt auch keine beispielsweise verschmutzungsanfälligen optischen Bauteile. Allerdings können im Betrieb Einwirkungen auf die Stromzuleitungen auftreten, die die Gefahr eines Kurzschlusses mit sich bringen können.Measuring an angular position with a resolver is particularly advantageous when it comes to robustness and low impact of environmental influences. Apart from the measurement object itself, there are usually no mechanically moving parts that could wear out, and there are also no, for example, pollution-prone optical components. However, during operation, effects on the power supply lines can occur, which can bring the danger of a short circuit.

Das Erregersignal wird mit einer Ansteuerschaltung erzeugt, wie sie in den 1 und 2 beispielhaft dargestellt ist.The excitation signal is generated with a drive circuit, as shown in the 1 and 2 is shown by way of example.

Diese Ansteuerschaltung weist eine Gegentakt-Endstufe mit den Transistoren 11 und 11’ und der Betriebsspannung U0 auf. Beispielsweise kann die Gegentakt-Endstufe als komplementärer Emitterfolger im AB-Betrieb ausgelegt werden; das heißt, die Transistoren 11 und 11’ werden mit einer Vorspannung betrieben, die so gewählt ist, dass im Nulldurchgang der Eingangsspannung nur ein kleiner Ruhestrom durch die Transistoren fließt. Dadurch kann die Übertragungskennlinie linearisiert werden, und Verzerrungen können reduziert werden. Das Ausgangssignal Iout, das die Erregerspule als Erregersignal speist, wird am Verbindungspunkt der Emitterwiderstände 13 und 13’ abgegriffen. Um hier das gewünschte, zum Beispiel sinusförmige Signal zu erhalten, werden die Transistoren 11, 11’ jeweils über Dioden 12, 12’ durch ein entsprechendes Eingangssignal Uin angesteuert. Dabei sichern steuerbare Stromquellen 6 und 6’ die Ansteuerung der Transistoren: Werden sie über ein Steuersignal U3 abgeschaltet, so wird die Gegentakt-Endstufe strom- und damit leistungslos und gibt kein Ausgangssignal Iout mehr ab.This drive circuit has a push-pull output stage with the transistors 11 and 11 ' and the operating voltage U 0 . For example, the push-pull output stage can be designed as a complementary emitter follower in the AB mode; that is, the transistors 11 and 11 ' are operated with a bias voltage which is selected so that only a small quiescent current flows through the transistors in the zero crossing of the input voltage. As a result, the transfer characteristic can be linearized and distortions can be reduced. The output signal I out , which feeds the excitation coil as an excitation signal, becomes the connection point of the emitter resistors 13 and 13 ' tapped. To get here the desired, for example, sinusoidal signal, the transistors 11 . 11 ' each via diodes 12 . 12 ' driven by a corresponding input signal U in . This is ensured by controllable power sources 6 and 6 ' the control of the transistors: If they are switched off via a control signal U 3 , the push-pull amplifier power and thus no power and outputs no output I out more.

Je nach Anwendung kann es erforderlich sein, diese Ansteuerung kurzschlusssicher auszuführen. Dies ist insbesondere dort erforderlich, wo es auf hohe Robustheit und Betriebssicherheit ankommt, wie beispielsweise in der Automobiltechnik. Um die negativen Auswirkungen eines Defekts im Kabelbaum des Fahrzeugs oder im Resolver selbst zu begrenzen, ist es hier Standard, die Schaltungen an Sensorsignalen, die über den Kabelbaum des Fahrzeugs geführt sind, kurzschlussfest auszuführen.Depending on the application, it may be necessary to perform this control with short-circuit protection. This is particularly necessary where high robustness and reliability are important, such as in automotive engineering. To the negative effects of a defect in the It is standard here to limit the wiring harness of the vehicle or in the resolver itself, the circuits on sensor signals, which are routed via the vehicle wiring harness, short-circuit proof.

Bei einem Kurzschluss der Leitungen für das Signal Iout kommt es zu einem Überstrom der Transistoren 11, 11’. Die weitere Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert, wie diese Kurzschlusssicherheit gewährleistet werden kann, ohne dass die gesamte Schaltung von vorn herein für solch eine erhebliche Überlast ausgelegt werden muss.A short circuit of the lines for the signal I out leads to an overcurrent of the transistors 11 . 11 ' , The further description of the embodiment of the invention explains how this short-circuit safety can be ensured without the entire circuit from the outset has to be designed for such a significant overload.

An den Emitterwiderständen 13 und 13’ wird eine Spannung abgegriffen, die ein Stromsignal U1 darstellt, dessen Höhe vom Ausgangsstrom Iout abhängig ist. Das Vorzeichen dieses Signals hat unabhängig von der Richtung des Ausgangsstroms Iout immer dasselbe Vorzeichen.At the emitter resistors 13 and 13 ' a voltage is tapped, which represents a current signal U 1 whose height depends on the output current I out . The sign of this signal always has the same sign regardless of the direction of the output current I out .

Das Stromsignal U1 wird einer Komparatorschaltung 14 zugeführt, die diesen Spannungswert mit einem Schwellwert vergleicht. Der Schwellwert ist so festzulegen, dass eine Fehlfunktion mit Überstrom, insbesondere ein Kurzschluss, unter allen in Betracht zu ziehenden Betriebsbedingungen (beispielsweise Einschaltvorgang, Temperatur oder ähnliches) sicher vom Normalbetrieb unterschieden werden kann.The current signal U 1 is a comparator circuit 14 supplied, which compares this voltage value with a threshold value. The threshold value is to be set so that a malfunction with overcurrent, in particular a short circuit, can be safely distinguished from normal operation under all operating conditions to be considered (for example, switch-on operation, temperature or the like).

Eine solche Komparatorschaltung 14 kann auf vielerlei Weise realisiert werden. Das Einstellen des Schwellwerts der Komparatorschaltung kann beispielsweise mittels eines Widerstandsnetzwerks derart erfolgen, das sich eine Vorspannung der Eingangsdifferenzspannung ergibt. Auch kann die Komparatorschaltung 14 eine positive Rückkopplung enthalten, damit sein Ausgang auch bei einem nur kurzzeitigen und einmaligen Erreichen des Schwellwerts vollständig schaltet. Such a comparator circuit 14 can be realized in many ways. The setting of the threshold value of the comparator circuit can take place, for example, by means of a resistor network such that a bias voltage of the input differential voltage results. Also, the comparator circuit 14 contain a positive feedback, so that its output completely switches even with a short-term and one-time reaching the threshold.

Wenn diese Rückkopplung zudem als Hochpass ausgeführt ist, zeigt der Ausgang der Komparatorschaltung 14 auch bei einem kurzzeitigen Überstrom lange genug einen erkannten Überstrom an, damit das nachfolgende Verzögerungsglied 15 reagieren kann.If this feedback is also executed as a high pass, the output of the comparator circuit shows 14 even with a brief overcurrent long enough to a detected overcurrent, so that the subsequent delay element 15 can react.

Das Überstromsignal U2 am Ausgang der Komparatorschaltung setzt mit seiner ansteigenden oder abfallenden Flanke das Verzögerungsglied 15 zurück, und dieses setzt bis zum Ende der Verzögerungszeit das Steuersignal U3, mit dem für die Dauer der Verzögerungszeit die steuerbaren Stromquellen 6, 6’ abgeschaltet werden.The overcurrent signal U 2 at the output of the comparator circuit sets the delay element with its rising or falling edge 15 back, and this sets the control signal U 3 until the end of the delay time, with the controllable current sources for the duration of the delay time 6 . 6 ' be switched off.

Auch das Verzögerungsglied 15 kann auf vielerlei Weise realisiert werden. So kann es als Univibrator (oder Monovibrator) mit Hilfe von Transistoren oder mit einem RC-Glied mit nachgeschalteter Zenerdiode implementiert sein. Der Ausgang der Komparatorschaltung kann dabei den Kondensator des Verzögerungsglieds schnell entladen und löst dadurch den Beginn des Steuersignal U3 und damit die Abschaltung der Stromquellen 6, 6’ aus. Das Laden des Kondensators erfolgt dann über einen hochohmigen Widerstand und bestimmt die Verzögerungszeit. Wenn die Kondensatorspannung dann über die Zenerspannung der Diode angestiegen ist, werden die Stromquellen 6, 6’ und damit auch die Transistoren 11, 11’ durch Umschalten des Steuersignals U3 wieder aktiviert.Also the delay element 15 can be realized in many ways. Thus, it can be implemented as a univibrator (or monovibrator) with the aid of transistors or with an RC element with a downstream Zener diode. The output of the comparator circuit can quickly discharge the capacitor of the delay element and thereby triggers the beginning of the control signal U 3 and thus the shutdown of the power sources 6 . 6 ' out. The charging of the capacitor then takes place via a high-impedance resistor and determines the delay time. If the capacitor voltage has then risen above the zener voltage of the diode, the power sources 6 . 6 ' and with it the transistors 11 . 11 ' activated again by switching the control signal U 3 .

Das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 15 stellt das Steuersignal U3 für die Stromquellen 6, 6’ dar. Sind diese deaktiviert, so werden die Transistoren 11, 11’ mangels Basisstrom hochohmig, und Iout wird Null, das heißt es wird kein Ausgangsstrom mehr an die Erregerspule des Resolvers übertragen. Dabei können die Stromquellen so ausgeführt sein, dass ihr Strom und somit der maximal mögliche Strom am Ausgangssignal Iout langsam mit dem Pegel des Steuersignals U3 ansteigt. Liegt der Kurzschluss noch an, so wird dadurch der Schwellwert bis zur erneuten Abschaltung langsam angefahren und nach dessen Überschreiten beginnt die beschriebene Abfolge von vorn.The output signal of the delay element 15 represents the control signal U 3 for the current sources 6 . 6 ' These are disabled, so the transistors 11 . 11 ' in the absence of base current, high impedance, and I out becomes zero, that is, no output current is transmitted to the exciter coil of the resolver. In this case, the current sources can be designed so that their current and thus the maximum possible current at the output signal I out slowly increases with the level of the control signal U 3 . If the short circuit is still on, so the threshold is approached slowly until the next shutdown and after exceeding the sequence described begins again from the beginning.

Das Steuersignal U3 kann unmittelbar auf die Steuereingänge der steuerbaren Stromquellen 16, 16’ geschaltet werden. Bei einer Ausführungsart mit mehreren Erregerspulen kann dies für jede Gegentakt-Endstufe gesondert geschehen. Für diese Ausführungsart ist es aber vorteilhaft, wenn bei Überlast von nur einem der Erregersignale alle Erregersignale gleichzeitig abgeschaltet werden. Dafür können die zugehörigen Stromsignale U3 zum Beispiel auf ein Oder-Gatter gegeben werden und der Ausgang des Oder-Gatters wird mit den Eingängen für das Steuersignal für die steuerbaren Stromquelle 16, 16’ von allen Gegentakt-Endstufen für die Erregersignale verbunden. Dadurch sind immer alle Erregersignale gleichzeitig abgeschaltet, was eine Falschmessung verhindern kann.The control signal U 3 can be applied directly to the control inputs of the controllable current sources 16 . 16 ' be switched. In an embodiment with multiple excitation coils, this can be done separately for each push-pull output stage. For this embodiment, it is advantageous if all excitation signals are switched off at the same time overload of only one of the excitation signals. For this, the associated current signals U 3 can be given, for example, to an OR gate and the output of the OR gate is connected to the inputs for the control signal for the controllable current source 16 . 16 ' connected by all push-pull amplifiers for the excitation signals. As a result, all the excitation signals are always switched off at the same time, which can prevent a false measurement.

Die beschriebene Schaltung zur Ansteuerung eines Resolvers kann bevorzugt immer dann eingesetzt werden, wenn Fehlfunktionen mit Überstrom oder Kurzschluss sicher gehandhabt werden müssen, zum Beispiel in Fahrzeugen. Die Überstromabschaltung verringert dabei die Anforderungen an die Bauelemente erheblich, weil diese nur noch für die geringere Belastung im Normalbetrieb ausgelegt werden brauchen.The described circuit for controlling a resolver can preferably be used whenever malfunction with overcurrent or short circuit must be handled safely, for example in vehicles. The overcurrent shutdown reduces the requirements on the components considerably, because they only need to be designed for the lower load in normal operation.

3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm für ein Verfahren M zur Ansteuerung eines Resolvers, der durch mindestens eine Erregerspule erregt wird und dessen Ansteuerschaltung mindestens eine ansteuerbare Gegentakt-Endstufe mit Transistoren aufweist. Das Verfahren M kann beispielsweise für die Ansteuerung eines Resolvers, wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 gezeigt, eingesetzt werden. 3 shows a schematic flow diagram for a method M for driving a resolver, which is excited by at least one excitation coil and its drive circuit has at least one controllable push-pull amplifier with transistors. The method M can, for example, for the control of a resolver, as in connection with the 1 and 2 shown to be used.

In einem Schritt M1 wird ein vom Ausgangsstrom Iout der Gegentakt-Endstufe abhängigen Stromsignals U1 des Resolvers gebildet, zum Beispiel durch Spannungsabgriff an Emitterwiderständen des Ansteuerschaltung des Resolvers. Dieses Stromsignal U1 wird in einem Schritt M2 mit einem Schwellwert mittels einer Komparatorschaltung 14 zum Erkennen eines Überstroms verglichen. Der Schwellwert des Komparators der Komparatorschaltung 14 kann dabei mittels eines Widerstandsnetzwerks durch eine Vorspannung von dessen Eingangsdifferenzspannung eingestellt werden.In a step M1, a current signal U 1 of the resolver, which is dependent on the output current I out of the push-pull output stage, is formed, for example by voltage tapping on emitter resistors of the drive circuit of the resolver. This current signal U 1 is in a step M2 with a threshold value by means of a comparator circuit 14 compared to detecting an overcurrent. The threshold value of the comparator of the comparator circuit 14 can be adjusted by means of a resistor network by a bias voltage of its input differential voltage.

Falls ein Überstrom erkannt worden ist, wird in M3 ein Überstromsignal U2 erzeugt, welches als Trigger für ein weiteres Steuersignal U3 dient. Das Steuersignal U3 dient in einem Schritt M4 zum Deaktivieren der Gegentakt-Endstufen für eine Zeitspanne, die mit einer ansteigenden oder abfallenden Flanke des Überstromsignal U2 beginnt und die nach einer mittels eines Verzögerungsglieds 15 festgelegten Verzögerungsdauer endet. Das Verzögerungsglied 15 kann zum Beispiel als Univibrator bzw. Monovibrator durch das Überstromsignal U2 getriggert werden.If an overcurrent has been detected, an overcurrent signal U 2 is generated in M3, which serves as a trigger for a further control signal U 3 . The control signal U 3 is used in a step M4 for deactivating the push-pull output stages for a period of time which starts with a rising or falling edge of the overcurrent signal U 2 and after one by means of a delay element 15 fixed delay period ends. The delay element 15 For example, it can be triggered by the overcurrent signal U 2 as a univibrator or monovibrator.

Bei dem Verfahren können beispielsweise alle Gegentakt-Endstufen gemeinsam temporär deaktiviert werden, wenn auch nur eine von Ihnen überlastet sein sollte.For example, in the process, all push-pull amplifiers can be temporarily disabled together, even if only one of them is overloaded.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • http://www.tamagawa-seiki.com/english/lvdt/pdf-resolver.pdf [0002] http://www.tamagawa-seiki.com/english/lvdt/pdf-resolver.pdf [0002]

Claims (12)

Schaltung zur Ansteuerung eines Resolvers, der durch mindestens eine Erregerspule erregt wird, wobei die Schaltung dazu ausgelegt ist, Erregersignale für jede der Erregerspulen zu erzeugen, und wobei die Schaltung aufweist: mindestens eine Gegentakt-Endstufe mit Transistoren (11, 11’), welche dazu ausgelegt ist, ein Erregersignal abzugeben; und eine Überstromabschaltung mit einer Komparatorschaltung (14) und einem Verzögerungsglied (15), welche dazu ausgelegt ist, den Ausgangsstrom der Gegentakt-Endstufe zu ermitteln und beim Feststellen eines Überstroms mindestens eine der Gegentakt-Endstufen temporär zu deaktivieren.Circuit for driving a resolver, which is excited by at least one excitation coil, wherein the circuit is adapted to generate excitation signals for each of the exciting coils, and wherein the circuit comprises: at least one push-pull final stage with transistors ( 11 . 11 ' ) configured to emit an excitation signal; and an overcurrent shutdown with a comparator circuit ( 14 ) and a delay element ( 15 ), which is designed to determine the output current of the push-pull output stage and to temporarily disable at least one of the push-pull amplifiers when detecting an overcurrent. Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Gegentakt-Endstufen als Emitterfolger mit Emitterwiderständen (13, 13’) ausgebildet sind und wobei die Emitterwiderstände (13, 13’) Spannungsabgriffe für ein von der Größe der Erregersignals abhängiges Stromsignal (U1) aufweisen.A circuit according to claim 1, wherein the push-pull output stages as emitter followers with emitter resistors ( 13 . 13 ' ) are formed and wherein the emitter resistors ( 13 . 13 ' ) Voltage taps for a dependent on the size of the excitation signal current signal (U 1 ). Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Komparatorschaltung (14) ein Widerstandsnetzwerk, das dazu ausgelegt ist, den zulässigen Ausgangsstrom zu bestimmen, und eine positive Rückkopplung, die als Hochpass ausgebildet ist, aufweist.A circuit according to claim 1 or 2, wherein the comparator circuit ( 14 ) a resistor network configured to determine the allowable output current and having a positive feedback formed as a high pass. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verzögerungsglied (15) als RC-Glied mit nachgeschalteter Zenerdiode ausgebildet ist.Circuit according to one of claims 1 to 3, wherein the delay element ( 15 ) is formed as an RC element with a connected Zener diode. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ausgang des Verzögerungsglieds (15) mit der Gegentakt-Endstufe verbunden ist und dazu ausgelegt ist, bei einem Überstrom ein Deaktivieren der Gegentakt-Endstufe zu bewirken.Circuit according to one of Claims 1 to 4, in which the output of the delay element ( 15 ) is connected to the push-pull output stage and is designed to cause a deactivation of the push-pull output stage in an overcurrent. Schaltung nach Anspruch 5, wobei der Ausgang des Verzögerungsgliedes (15) mit dem Steuereingang von steuerbaren Stromquellen (16, 16’) verbunden ist, die ihrerseits in den Basiskreis der Transistoren (11, 11’) der Gegentakt-Endstufe geschaltet sind.Circuit according to Claim 5, in which the output of the delay element ( 15 ) with the control input of controllable current sources ( 16 . 16 ' ), which in turn are connected to the base circuit of the transistors ( 11 . 11 ' ) of the push-pull output stage are connected. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin mit: einem Gatter zur Signalverknüpfung, welches dazu ausgelegt ist, beim Feststellen eines Überstroms in nur einer Gegentakt-Endstufe alle Gegentakt-Endstufen temporär zu deaktivieren.The circuit of any one of claims 1 to 6, further comprising: a gate for signal linking, which is designed to temporarily disable all push-pull amplifiers when detecting an overcurrent in only one push-pull amplifier. Verfahren zur Ansteuerung eines Resolvers, der durch mindestens eine Erregerspule erregt wird und dessen Ansteuerschaltung mindestens eine ansteuerbare Gegentakt-Endstufe mit Transistoren (11, 11’) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bilden eines vom Ausgangsstrom (Iout) der Gegentakt-Endstufe abhängigen Stromsignals (U1); Vergleichen des Stromsignals (U1) mit einem Schwellwert mittels einer Komparatorschaltung (14) zum Erkennen eines Überstroms; Erzeugen eines Überstromsignals (U2), falls ein Überstrom erkannt worden ist; und Deaktivieren der Gegentakt-Endstufen durch ein Steuersignal (U3) für eine Zeitspanne, die mit einer ansteigenden oder abfallenden Flanke des Überstromsignal (U2) beginnt und die nach einer mittels eines Verzögerungsglieds (15) festgelegten Verzögerungsdauer endet.Method for controlling a resolver, which is excited by at least one exciter coil and whose drive circuit has at least one triggerable push-pull output stage with transistors ( 11 . 11 ' ), the method comprising the steps of: forming a current signal (U 1 ) dependent on the output current (I out ) of the push-pull output stage; Comparing the current signal (U 1 ) with a threshold value by means of a comparator circuit ( 14 for detecting an overcurrent; Generating an overcurrent signal (U 2 ) if an overcurrent has been detected; and deactivating the push-pull output stages by a control signal (U 3 ) for a time period which starts with a rising or falling edge of the overcurrent signal (U 2 ) and which is triggered by means of a delay element (U 3 ). 15 ) specified delay time ends. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Stromsignal (U1) durch Spannungsabgriff an Emitterwiderständen (13, 13’) erzeugt wird.Method according to claim 8, wherein the current signal (U 1 ) is obtained by voltage tapping on emitter resistors ( 13 . 13 ' ) is produced. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Schwellwert des Komparators der Komparatorschaltung (14) mittels eines Widerstandsnetzwerks durch eine Vorspannung von dessen Eingangsdifferenzspannung eingestellt wird. Method according to claim 8 or 9, wherein the threshold value of the comparator of the comparator circuit ( 14 ) is adjusted by means of a resistor network by a bias voltage of its input differential voltage. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Verzögerungsglied (15) als Univibrator durch das Überstromsignal (U2) getriggert wird.Method according to one of claims 8 to 10, wherein the delay element ( 15 ) is triggered as a univibrator by the overcurrent signal (U 2 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei alle Gegentakt-Endstufen gemeinsam temporär deaktiviert werden, wenn eine von Ihnen überlastet ist.Method according to one of claims 8 to 11, wherein all push-pull amplifiers are temporarily disabled together when one of them is overloaded.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107645282A (en) * 2017-09-29 2018-01-30 联合汽车电子有限公司 The gain amplifying circuit of push-pull circuit and its composition
DE102017214206A1 (en) 2017-08-15 2019-02-21 Robert Bosch Gmbh Circuit for short-circuit protection of a power amplifier
US11137268B2 (en) * 2016-11-04 2021-10-05 Hyundai Motor Company Apparatus for generating excitation signal of resolver and vehicle including the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://www.tamagawa-seiki.com/english/lvdt/pdf-resolver.pdf

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11137268B2 (en) * 2016-11-04 2021-10-05 Hyundai Motor Company Apparatus for generating excitation signal of resolver and vehicle including the same
DE102017214206A1 (en) 2017-08-15 2019-02-21 Robert Bosch Gmbh Circuit for short-circuit protection of a power amplifier
CN107645282A (en) * 2017-09-29 2018-01-30 联合汽车电子有限公司 The gain amplifying circuit of push-pull circuit and its composition
CN107645282B (en) * 2017-09-29 2020-10-09 联合汽车电子有限公司 Push-pull circuit and gain amplification circuit formed by same

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