一種大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機控制器位置檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在電機控制器電機位置檢測領(lǐng)域，目前一般采用光電編碼器和旋變變壓器這二種模式。光電編碼器的硬件電路比較簡單，但軟件算法和控制精度會稍微差一些。旋轉(zhuǎn)變壓器電路，硬件電路稍微復(fù)雜一下，軟件采集和控制精度會高一些。為實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩和速度的精確控制，在新能源車輛中，現(xiàn)在很多均采用旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集方式。
[0003]目前市面上，一般的旋變變壓器，多是采用小結(jié)構(gòu)大阻抗的現(xiàn)成品，該款旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)尺寸較小，在實際的過程應(yīng)用中裝配精度需要嚴格控制，其旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入輸出電氣參數(shù)很容易因為電流小結(jié)構(gòu)小很容易受到干擾；而且電機繞組存在絕緣降低的風險，從而導致繞組強電信號很容易導入到電機控制器電路板，從而損壞整個低壓控制系統(tǒng)；該信號采集系統(tǒng)也不太適用于軸承較大的電機，但這種信號采集方式是目前整個新能源行業(yè)中最常用的方式。
[0004]為了解決上述工程應(yīng)用中的問題，目前就有廠家為新能源車輛專門單獨開發(fā)了幾款旋轉(zhuǎn)變壓器，對旋變的電氣參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)做了巨大的調(diào)整，原有技術(shù)在信號采集上存在問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路，解決了大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路，該功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路主要包括電源模塊，與所述電源模塊連接的信號采集模塊，與所述電源模塊連接的信號處理模塊，以及與所述信號處理模塊連接的MCU處理系統(tǒng)，所述信號采集模塊與所述信號處理模塊相連，所述電源模塊主要由旋變雙電源電路和控制電源電路組成。
[0007]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述旋變雙電源電路采用±15V電源或±12V電源，所述控制電源電路采用+3.3V或者+5V電源。
[0008]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述信號采集模塊主要由旋變信號采集處理電路以及與所述旋變信號采集處理電路一端連接的旋變變壓器組成，所述旋變信號采集處理電路另一端連接所述信號處理模塊。
[0009]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述旋變信號采集處理電路包括與所述旋變變壓器連接的勵磁信號放大電路、與所述旋變變壓器連接的正弦信號處理電路、以及與所述旋變變壓器連接的余弦信號處理電路。
[0010]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述勵磁信號放大電路主要包括功率運算放大器、與所述功率信號放大器連接的第一電壓限幅電路、與所述第一電壓限幅電路連接能把電路板上的勵磁信號和電機外面的勵磁信號隔開的傳輸變壓器、以及與所述傳輸變壓器連接的第一信號濾波電路組成，所述正弦信號處理電路主要包括第二信號濾波電路、與所述第二信號濾波電路連接的傳輸變壓器、與所述傳輸變壓器連接的第二電壓限幅電路、以及與所述第二電壓限幅電路連接的第一電壓衰減電路，所述余弦信號處理電路主要包括第三信號濾波電路、與所述第三信號濾波電路連接的傳輸變壓器、與所述傳輸變壓器連接的第三電壓限幅電路、以及與所述第三電壓限幅電路連接的第二電壓衰減電路。
[0011]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述信號處理模塊主要包括旋變信號解碼芯片、與所述旋變信號解碼芯片連接的外圍電路、與所述旋變信號解碼芯片連接的控制信號模塊、以及與所述旋變信號解碼芯片連接的數(shù)據(jù)信號模塊。
[0012]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述外圍電路包括選頻電路、故障顯示電路以及晶振電路。
[0013]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述旋變信號解碼芯片型號為AD1200系列。
[0014]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述旋變信號解碼芯片型號為AU6802系列。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路解決了大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集的問題，也減少了由于絕緣降低從而導致繞組強電信號很容易導入到電路板，從而損壞整個低壓控制系統(tǒng)；該信號采集系統(tǒng)適用于旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)體積較大的電機。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明提供的一種大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路整體框圖；
圖2是本發(fā)明提供的信號采集電路的電路圖；
圖3是本發(fā)明提供的信號處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]附圖標記:1、信號采集模塊2、信號處理模塊3、勵磁信號放大電路4、正弦信號處理電路5、余弦信號處理電路6、外圍電路7、旋變信號解碼芯片8、控制信號9、數(shù)據(jù)信號10、MCU處理系統(tǒng)T1、傳輸變壓器。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出了一種大功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路，該功率旋轉(zhuǎn)變壓器信號采集電路主要包括電源模塊，與所述電源模塊連接的信號采集模塊1，與所述電源模塊連接的信號處理模塊2，所述信號采集模塊1與所述信號處理模塊2相連，以及與所述信號處理模塊2連接的MCU處理系統(tǒng)10，所述電源模塊主要由旋變雙電源電路和控制電源電路組成，工作時電源模塊先工作，給各個電路正常供電，當整個電路系統(tǒng)工作的時候，MCU系統(tǒng)首先發(fā)出啟動旋變電路、電路使能等控制信號，讓旋變信號解碼芯片7啟動工作，解碼芯片給出一個固定頻率的正旋波形的電壓差分信號，經(jīng)過功率放大器電路放大，給到電機內(nèi)部的旋變變壓器的勵磁繞組，旋變變壓器隨著電機轉(zhuǎn)動后，旋變變壓器的正弦和余弦繞組就會反饋給出滿足一定數(shù)學關(guān)系的電壓差分波形；再分別經(jīng)過各種的信號衰減和調(diào)理電路，變?yōu)樾冃盘柦獯a芯片7可以識別的差分信號，旋變信號解碼芯片7然后把接受回來的正弦、余弦信號和它給出的勵磁信號，在進行解碼計算，最終給出旋變位置的轉(zhuǎn)角信息和速度，最后MCU系統(tǒng)從旋變解碼系統(tǒng)中讀取角度和速度信息，用于電機的計算和控制；±15V電源(或者12)，給旋變采集處理電路的芯片供電，雙電源供電可以提高旋變差分信號的可靠性，+3.3V(或者+5V)，給旋變信號解碼芯片7電路、MCU處理電路等供電。
[0019]圖2示出了信號采集電路的電路圖，所述信號采集模塊1主要由旋變信號采集處理電路以及與所述旋變信號采集處理電路一端連接的旋變變壓器組成，所述旋變信號采集處理電路另一端連接所述信號處理模塊2，所述旋變信號采集處理電路包括勵磁信號放大電路3、與所述旋變變壓器連接的正弦信號處理電路4、以及與所述旋變變壓器連接的余弦信號處理電路5，所述勵磁信號放大電路:把旋變信號解碼芯片7發(fā)出的正弦波形的信號，進行信號功率放大，同時進行隔離，最后把信號送進旋變的勵磁繞組，作為旋變的激勵信號，驅(qū)動旋變繞組，使其產(chǎn)生正弦和余弦信號，所述勵磁信號放大電路包括:信號濾波電路，分別由R1和C21組成一濾波電路，R2和C22組成另一濾波電路，通過選擇合適的電阻R和電容C的參數(shù)，一般可以有效的把10~20KHz勵磁信號上面干擾信號減弱，起到濾波的作用、電壓信號放大電路，功率運算放大器U1和U2，這個是整個電路的核心器件，可以選擇高電壓大電流的功率運算放大器，如AD公司的AD815芯片，TI公司的0PA544，