本發(fā)明涉及電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用永磁同步電機的旋轉(zhuǎn)編碼器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用永磁同步電機的旋轉(zhuǎn)編碼器激勵信號產(chǎn)生電路。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)大多數(shù)乘用車的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用有刷電機，盡管有刷電機具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點，但是缺點也十分明顯，比如碳刷壽命無法滿足車載零部件的標準要求，有刷電機扭矩較低，動態(tài)響應比較差。相對于有刷電機而言，永磁同步電機具有可靠性高，輸出扭矩大，動態(tài)響應好，使用壽命長且無需維護等優(yōu)點。但目前阻礙永磁同步電機在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中應用的一個最重要原因是這種電機需要使用高成本的位置解碼芯片來提供旋轉(zhuǎn)編碼器的激勵信號，從而實現(xiàn)電機的精確控制。然而，這種位置解碼芯片會導致電機控制器的成本大大增加，而且占板面積大，外圍電路復雜。

為此，申請人進行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所采用的永磁同步電機的位置解碼芯片存在成本高、占板面積大、外圍電路復雜等問題，而提供一種成本較低、占板面積小、電路結(jié)構(gòu)簡單可靠、精確度高的新型永磁同步電機的旋轉(zhuǎn)編碼器激勵信號產(chǎn)生電路。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種新型永磁同步電機的旋轉(zhuǎn)編碼器激勵信號產(chǎn)生電路，包括：

一微控制器，所述微控制器具有一信號輸出端，所述微控制器產(chǎn)生一個方波信號并通過所述信號輸出端輸出；

一濾波電路，所述濾波電路具有一與所述微控制器的信號輸出端連接的濾波輸入端和一濾波輸出端，所述濾波電路接收所述微控制器產(chǎn)生的方波信號并對所述方波信號進行過濾，提取所述方波信號中的正弦信號并通過所述濾波輸出端輸出；

一整形電路，所述整形電路具有一與所述濾波電路的濾波輸出端連接的信號整形輸入端和一信號整形輸出端，所述整形電路接收所述濾波電路提取得到的正弦信號并對所述正弦信號進行整形，提取所述正弦信號中的交流分量信號并通過所述信號整形輸出端輸出；以及

一信號放大電路，所述信號放大電路具有一與所述整形電路的信號整形輸出端連接的信號放大輸出端和一與所述旋轉(zhuǎn)編碼器的信號輸入端連接的信號放大輸出端，所述信號放大電路接收所述整形電路提取得到的所述交流分量信號并將所述交流分量信號放大至合適的幅值輸出至旋轉(zhuǎn)編碼器中。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述濾波電路包括第一、第二、第三、第四、第五、第六電阻、第一、第二電容、運算放大器以及第一電源；所述第一電阻的一端作為所述濾波電路的濾波輸入端，其另一端串接所述第一電容后與所述運算放大器的反相輸入端連接；所述第二電阻的一端并接在所述第一電阻與第一電容之間的公共連接端上，其另一端接地；所述第三電阻的一端并接在所述第一電容與所述運算放大器之間的公共連接端上，其另一端并接在所述運算放大器的輸出端上；所述第四電阻的一端接地，其另一端串接所述第五電阻后與所述第一電源連接，所述第四電阻與第五電阻之間的公共連接端與所述運算放大器的正向輸入端連接；所述第六電阻的一端接地，其另一端并接在所述運算放大器的輸出端上；所述第二電容的一端并接在所述第一電阻與第一電容之間的公共連接端上，其另一端并接在所述運算放大器的輸出端上；所述運算放大器的正電源端與所述第一電源連接，其負電源端接地，其輸出端作為所述濾波電路的濾波輸出端。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述整形電路為一第三電容，所述第三電容的一端作為所述整形電路的信號整形輸入端，其另一端作為所述整形電路的信號整形輸出端。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述信號放大電路包括第七、第八、第九、第十電阻、第一、第二二極管、NPN型三極管、PNP型三極管以及第二電源；所述第七電阻的一端與所述第二電源連接，其另一端依次串接所述第八電阻、第一二極管、第二二極管、第九電阻和第十電阻后接地，所述第一二極管與第二二極管之間的公共連接端作為所述信號放大器的信號放大輸出端；所述NPN型三極管的基極并接在所述第七電阻和第八電阻之間的公共連接端上，其集電極與所述第二電源連接，其發(fā)射極與所述PNP型三極管的發(fā)射極連接且兩者的公共連接端作為所述信號放大電路的信號放大輸出端，所述PNP型三極管的基極并接在所述第九電阻和第十電阻之間的公共連接端上，其集電極接地。

由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器激勵信號產(chǎn)生電路可以取代現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)編碼器中的位置解碼芯片，有效地降低了制造成本，且占板面積小，電路結(jié)構(gòu)簡單可靠，有助于推動無刷電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的電路原理示意圖。

圖2是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的相關(guān)波形示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參見圖1和圖2，圖中給出的是一種新型永磁同步電機的旋轉(zhuǎn)編碼器激勵信號產(chǎn)生電路，包括微控制器100、濾波電路200、整形電路300以及信號放大電路400。

微控制器100具有一信號輸出端110，微控制器100可以產(chǎn)生一個方波信號并通過信號輸出端110輸出。

濾波電路200具有一濾波輸入端210和一濾波輸出端220，濾波電路200的濾波輸入端210與微控制器100的信號輸出端110連接。具體地，濾波電路200包括電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、電容C1、C2、運算放大器230以及電源V2。電阻R1的一端作為濾波電路200的濾波輸入端210，其另一端串接電容C1后與運算放大器230的反相輸入端連接。電阻R2的一端并接在電阻R1與電容C1之間的公共連接端上，其另一端接地。電阻R3的一端并接在電容C1與運算放大器230之間的公共連接端上，其另一端并接在運算放大器230的輸出端上。電阻R4的一端接地，其另一端串接電阻R5后與電源V2連接，電阻R4與電阻R5之間的公共連接端與運算放大器230的正向輸入端連接。電阻R6的一端接地，其另一端并接在運算放大器230的輸出端上。電容C2的一端并接在電阻R1與電容C1之間的公共連接端上，其另一端并接在運算放大器230的輸出端上。運算放大器230的正電源端與電源V2連接，其負電源端接地，其輸出端作為濾波電路200的濾波輸出端220。

整形電路300具有一信號整形輸入端310和一信號整形輸出端320，整形電路300的信號整形輸入端310與濾波電路200的濾波輸出端220連接。具體地，整形電路300為一電容C3，電容C3的一端作為整形電路300的信號整形輸入端310，其另一端作為整形電路300的信號整形輸出端320。

信號放大電路400具有一信號放大輸出端410和一信號放大輸出端420，信號放大電路400的信號放大輸出端410與整形電路300的信號整形輸出端320連接，其信號放大輸出端420與旋轉(zhuǎn)編碼器10的信號輸入端11連接。具體地，信號放大電路400包括電阻R7、R8、R9、R10、二極管D1、D2、NPN型三極管Q1、PNP型三極管Q2以及電源V3。電阻R7的一端與電源V3連接，其另一端依次串接電阻R8、二極管D1、二極管D2、電阻R9和電阻R10后接地，二極管D1與二極管D2之間的公共連接端作為信號放大電路400的信號放大輸出端410。NPN型三極管Q1的基極并接在電阻R7和電阻R8之間的公共連接端上，其集電極與電源V3連接，其發(fā)射極與PNP型三極管Q2的發(fā)射極連接且兩者的公共連接端作為信號放大電路400的信號放大輸出端420，PNP型三極管Q2的基極并接在電阻R9和電阻R10之間的公共連接端上，其集電極接地。

正常工作時，微控制器100產(chǎn)生一個10k的方波信號(如圖3中的波形L1所示)并通過信號輸出端110輸出至濾波電路200中。濾波電路200接收到接收微控制器100產(chǎn)生的方波信號并對該方波信號進行過濾，濾除該方波信號中的其他階次的諧波，提取該方波信號中的正弦信號，提取后的10k正弦信號如圖3中的波形L2所示，其品質(zhì)因數(shù)為10，通頻帶寬度為2kHz，提取后的10k正弦信號通過濾波輸出端220輸出至整形電路300中。整形電路300接收濾波電路200提取得到的正弦信號并對該正弦信號進行整形，將正弦信號中的直流分量信號濾除，提取正弦信號中的交流分量信號(如圖3中的波形L3所示)，提取后的交流分量信號通過信號整形輸出端320輸出至信號放大電路400中。信號放大電路400接收整形電路300提取得到的交流分量信號并將交流分量信號放大至合適的幅值輸出至旋轉(zhuǎn)編碼器10中，這樣即可得到激勵電路需要的高質(zhì)量正弦信號。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。