專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種正弦信號發(fā)生電路，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵信號發(fā)生電路，應(yīng)用于新能源汽車驅(qū)動電機。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)變壓器是一種高精度、高可靠性的角度傳感器，廣泛應(yīng)用于各種伺服控制系統(tǒng)中，特別針對汽車級電機控制系統(tǒng)，由于強振動、高污染等因素影響，其具有其它角度傳感器(如光電編碼器)所不可替代的位置。旋轉(zhuǎn)變壓器包括三個繞組，其中一個輸入繞組為激勵繞組，需輸入一定頻率和幅值的正弦信號，另外兩個輸出繞組輸出兩路調(diào)幅信號，其幅值分別與轉(zhuǎn)子角度成正、余弦關(guān)系。目前已經(jīng)有專用的激勵信號發(fā)生芯片，如AD2S99等，但價格比較昂貴，而且外圍電路復(fù)雜；也有嘗試采用基于SPWM的激勵信號發(fā)生電路，如專利申請《基于正弦脈沖寬度調(diào)制 SPWM的旋轉(zhuǎn)變壓器激磁電路》(申請?zhí)?00910022865. 7)，但這種方案需要增加微處理器， 且激勵信號頻率、幅值不方便調(diào)整(控制軟件已固化到微處理器中)，增加系統(tǒng)復(fù)雜程度同時也降低了系統(tǒng)的可靠性和通用性，另外，其濾波器也難以完全消除SPWM信號所帶來的豐富的高次諧波成分，從而影響信號質(zhì)量。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，該旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路結(jié)構(gòu)簡單、易于實施、信號質(zhì)量高。本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，其特征在于，采用文氏振蕩電路作為信號發(fā)生器，所述的文氏振蕩電路包括運算放大器、串并聯(lián)阻容電路和負反饋電路，串并聯(lián)阻容電路跨接在運算放大器的輸出端和一個輸入端之間，負反饋電路與運算放大器的另一個輸入端以及與運算放大器的輸出端相接。信號發(fā)生器的輸出端接有比例放大器。比例放大器的輸出端接有限流電阻。運算放大器的正輸入端接地，第一電容的兩端分別接M點和地，M點通過第一電阻接二極管的正極，二極管的負極接運算放大器的輸出端；M點為第一電容、第一電阻和第四電阻的交匯點；所述的串并聯(lián)阻容電路具體電路為第二電容與第五電阻并聯(lián)，第二電容一端接地，第二電容的另一端經(jīng)由第三電容和第二電阻串接形成的串接支路接運算放大器的輸出端；第一可變電阻的第一端接地，第一可變電阻的第二端通過第四電阻接M點，第一可變電阻的變阻引出端接結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管的柵極，結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管的源極接地， 結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管的漏極經(jīng)第七電阻接運算放大器的負輸入端，第二可變電阻的第一端和第二端分別接運算放大器的負輸入端和運算放大器的輸出端；第二可變電阻的變阻引出端接運算放大器的輸出端。有益效果本實用新型的旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路基于雙電源通用運算放大器、結(jié)晶型場效應(yīng)管及相關(guān)外圍元器件，主要由三部分依次連接組成。第一部分為信號發(fā)生電路，由通用運算放大器、RC選頻網(wǎng)絡(luò)、反饋穩(wěn)幅網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用來產(chǎn)生高質(zhì)量正弦信激勵號，通過調(diào)整其中RC選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻、電容參數(shù)，可以調(diào)節(jié)正弦激勵信號的頻率；第二部分為驅(qū)動放大電路，通過一級比例放大電路來提高電路驅(qū)動能力，并且放大倍數(shù)可調(diào)，從而可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器的參數(shù)來調(diào)整激勵信號的峰值；第三部分為限流保護電路，輸出端串接一限流電阻， 在輸出端子發(fā)生短路時可以提供有效限流保護，避免電路損壞，另外，還可根據(jù)負載的阻抗特性來調(diào)整該電阻阻值，使得輸出信號適應(yīng)負載的電氣特性，增強本方案的通用性。本實用新型電路基于通用電子元器件，結(jié)構(gòu)簡單，元器件成本低，且避免了如SPWM 方案中脈沖波形帶來的豐富高次諧波，因此本方案生成的正弦激勵信號質(zhì)量高，諧波含量和失真少。通過調(diào)整相關(guān)元器件參數(shù)，可以方便地根據(jù)目標傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器)的參數(shù)來調(diào)整激勵信號的頻率和幅值，從而使本實用新型具有很強的通用性。本實用新型應(yīng)用于但不限于旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵信號發(fā)生，亦可用作其它領(lǐng)域的信號發(fā)生電路。本實用新型具有輸出端子短路保護功能。因此，本實用新型的旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路具有成本低、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、通用性強、信號質(zhì)量高等特點。

圖1為本實用新型原理圖。圖2為本實用新型電路圖。圖2中，PI、P2、P3為可變電阻，運算放大器型號為TL084，結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管 (JFET)型號為 2N3370。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明實施例1 如圖1所示，本實用新型由信號發(fā)送模塊、比例放大模塊、限流模塊和輸出模塊組成。如圖2所示，旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路由三部分組成，第一部分是正弦激勵信號發(fā)生電路，第二部分是驅(qū)動放大電路，第三部分是輸出限流電路，它們依次連接，U1A、 UlB為通用運算放大器TL084，EX1、EX2為輸出端子，Ql為結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管2N3370，P1、 P2、P3為可變電阻。信號發(fā)生電路中，采用文氏振蕩電路，R2、C3與R5、C2共同構(gòu)成串并聯(lián)阻容電路，亦即選頻放大網(wǎng)絡(luò)，電阻電容的參數(shù)決定了所產(chǎn)生的正弦激勵信號的頻率，一般取R2 = R5 = R，C2 = C3 = C，則正弦信號頻率fQ = 1/(2 π RC)。Ρ2、R7和Ql構(gòu)成負反饋網(wǎng)絡(luò)，利用Ql的漏源(引腳1、3)間電阻隨柵極(引腳2)電壓變化而變化實現(xiàn)負反饋深度的調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)振蕩電路的起振及穩(wěn)幅。正常情況下，Ql漏源間導(dǎo)通，電阻較小，負反饋深度較小，當輸出的正弦信號幅值過大時，信號經(jīng)D1、R1、C1整流，C1、R1公共端負電壓絕對值增大，該負電壓經(jīng)R4、P1作用于Ql柵極，使Ql漏源極間電阻變大，負反饋加深，輸出信號幅值減小。根據(jù)實際需要調(diào)整電路參數(shù)，最終可使輸出信號穩(wěn)定于一定的頻率和幅值，形成標準的正弦信號。信號頻率滿足公式f = 1/2 π RC，若取R = 1K，C = 0. 01 μ F，則f約為 15. 92K ；若取R = 1K，C = 0. 015 μ F，則f約為10. 61K。本例中取前者，由于元器件參數(shù)誤差，實際頻率約為16. 06K，幅值約為2V。第二部分通過一級比例放大電路，使得驅(qū)動能力加強，調(diào)整P3，可以得到不同的輸出信號幅值。第三部分輸出限流電路由限流電阻R9、R10實現(xiàn)輸出限流，在激勵信號輸出端子或信號傳輸線間發(fā)生意外短接時，由于限流電阻的保護作用，電路不至損壞。電路電阻、電容參數(shù)如下Cl 0. 1 μ ；R1，R2，R5:1K;R4，R6:10K;R7， R8 :2K ；R9，RlO :10;PI, P2，P3 可變電阻(100K, 10K, 10K)；單位為歐姆。若對頻率值有較高要求，實際應(yīng)用中可選高精度元器件，且R1、R2選用可變電阻， 以方便精確調(diào)節(jié)生成信號頻率。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，其特征在于，采用文氏振蕩電路作為信號發(fā)生器，所述的文氏振蕩電路包括運算放大器(UlA)、串并聯(lián)阻容電路和負反饋電路，串并聯(lián)阻容電路跨接在運算放大器的輸出端和一個輸入端之間，負反饋電路與運算放大器的另一個輸入端以及與運算放大器的輸出端相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，其特征在于，信號發(fā)生器的輸出端接有比例放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，其特征在于，比例放大器的輸出端接有限流電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，其特征在于，運算放大器的正輸入端接地，第一電容(Cl)的兩端分別接M點和地，M點通過第一電阻(Rl)接二極管(Dl)的正極，二極管(Dl)的負極接運算放大器的輸出端；M點為第一電容(Cl)、第一電阻(Rl)和第四電阻(R4)的交匯點；所述的串并聯(lián)阻容電路具體電路為第二電容(C2)與第五電阻(R5)并聯(lián)，第二電容 (C2) 一端接地，第二電容(C2)的另一端經(jīng)由第三電容(C3)和第二電阻(R2)串接形成的串接支路接運算放大器的輸出端；第一可變電阻(Pl)的第一端接地，第一可變電阻(Pl)的第二端通過第四電阻(R4)接 M點，第一可變電阻(Pl)的變阻引出端接結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管Oil)的柵極，結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管Oil)的源極接地，結(jié)晶型場效應(yīng)晶體管Oil)的漏極經(jīng)第七電阻(R7)接運算放大器 (UlA)的負輸入端，第二可變電阻(P》的第一端和第二端分別接運算放大器(UlA)的負輸入端和運算放大器(UlA)的輸出端；第二可變電阻(P》的變阻引出端接運算放大器(UlA) 的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路，其特征在于，采用文氏振蕩電路作為信號發(fā)生器，所述的文氏振蕩電路包括運算放大器、串并聯(lián)阻容電路和負反饋電路，串并聯(lián)阻容電路跨接在運算放大器的輸出端和一個輸入端之間，負反饋電路與運算放大器的另一個輸入端以及與運算放大器的輸出端相接。該旋轉(zhuǎn)變壓器激勵信號發(fā)生電路結(jié)構(gòu)簡單、易于實施、信號質(zhì)量高。
文檔編號H02P13/00GK201966864SQ201020622629
公開日2011年9月7日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者何莉萍, 馮坤, 周云山, 張軍, 黃偉 申請人:湖南大學(xué)