[发明专利]一种旋转变压器信号调理电路及方法

权利要求书

1.一种旋转变压器信号调理电路，其特征在于：包括激励电路、初级开路检测电路、2路无损全波整流电路、2路滤波电路、2路AD采集电路和1个CPU；

所述激励电路为旋转变压器提供标准的正弦激励驱动；所述初级开路检测电路与激励电路相连，用于检测旋转变压器初级开路故障；旋转变压器反馈信号SIN端、COS端分别依次经由无损全波整流电路、滤波电路调理后输出直流电压信号SIN_DC、COS_DC，直流电压信号SIN_DC和COS_DC经由AD采集电路后可得到数字信号；

CPU存储解码程序，该解码程序在运行时实现以下过程：

步骤1：将标志位r0、r1、r2置零，接收AD采集结果SIN_DC和COS_DC，根据SIN_DC和COS_DC得到旋转变压器转角θ的正切值tan(θ)；

步骤2：若tan(θ)0，则令tan(θ)＝-tan(θ)，并且置r0＝1；

步骤3：若tan(θ)tan(45°)，则令tan(θ)＝tan(90°-θ)，并且置r1＝1；

步骤4：若tan(θ)tan(15°)，则令tan(θ)＝tan(θ–30°)，并且置r2＝1；

步骤5：使用拟合公式θ＝tan(θ)*[a*tan(θ)*tan(θ)+b]/[tan(θ)*tan(θ)+c]得到旋转变压器转角θ的值，其中a、b、c通过仿真试验得到，均为常值；

步骤6：若r2＝1，则θ＝θ+30°；

步骤7：若r1＝1，则θ＝90°-θ；

步骤8：若r0＝1，则θ＝-θ；

步骤9：θ即为旋转变压器转角位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种旋转变压器信号调理电路，其特征在于：常值a在0.4～0.5区间，常值b在1.6～1.7区间，常值c在1.6～1.7区间，a、b、c都需保留10位有效数字。

3.根据权利要求1所述的一种旋转变压器信号调理电路，其特征在于：所述激励电路包括FPGA或MCU、电流型DA芯片、I/V转换电路和驱动电路；所述FPGA或MCU控制电流型DA芯片，电流型DA芯片输出接到I/V转换电路的输入端，I/V转换电路输出端与驱动电路相连；

所述驱动电路包括由运算放大器D1和电容C1构成的积分电路、由电阻R1、三极管V1、晶体管V2构成的推挽放大电路、采样电阻R0和反馈电阻R2；I/V转换电路输出端与运算放大器D1正输入端相连，电容C1两端分别于运算放大器D1负输入端和输出端相连，运算放大器D1输出端同时与三极管V1、晶体管V2的基极和电阻R1一端相连，电阻R1另一端同时与三极管V1、晶体管V2的发射极和电阻R0一端相连，三极管V1、晶体管V2的集电极分别与正负供电电源相连，电阻R2两端分别与运算放大器D1负输入端和电阻R0另一端相连；初级开路检测电路两输入端分别与R0两端相连。

4.根据权利要求3所述的一种旋转变压器信号调理电路，其特征在于：所述初级开路检测电路包括运算放大器D2、电阻R3～电阻R11、二极管V3、电容C2和电压比较器；电阻R3和电阻R4的一端分别接到采样电阻R0的两端，另一端分别与运算放大器D2的负向输入端和正向输入端相连；电阻R5两端分别与运算放大器D2负向输入端和输出端相连；电阻R6两端与地和运算放大器D2正向输入端相连；二极管V3正端与运算放大器D2输出端相连，二极管V3负端通过电阻R7与电压比较器负向输入端相连，电阻R9和电容C2两端与地和电压比较器负向输入端相连，电阻R8两端与电压基准V_REF和电压比较器正向输入端相连，电阻R10两端分别与地和电压比较器正向输入端相连；电阻R11为电压比较器输出端的上拉电阻，两端分别与电源VCC和电压比较器输出端相连。

5.根据权利要求4所述的一种旋转变压器信号调理电路，其特征在于：所述无损全波整流电路由反相电路和模拟单刀双掷开关组成；输入交流信号同时接入到反相电路的输入端和模拟单刀双掷开关B端，模拟单刀双掷开关的A端与反相电路的输出端相连，控制信号u_c与模拟单刀双掷开关的控制端相连。