[发明专利]一种方波励磁的旋变角度检测系统在审

专利信息
申请号: 202210788816.X 申请日: 2022-07-06
公开(公告)号: CN116191973A 公开(公告)日: 2023-05-30
发明(设计)人: 赵明;曹艺;陈骏;李家成;谭伟;王伟 申请(专利权)人: 方地应用技术(上海)有限公司;丽水方德智驱应用技术研究院有限公司
主分类号: H02P23/14 分类号: H02P23/14;H02P21/18;G01R25/00
代理公司: 杭州丰禾专利事务所有限公司 33214 代理人: 徐金杰
地址: 201806 上海市嘉定*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 方波 角度 检测 系统
【说明书】:

发明涉及一种方波励磁的旋变角度检测系统,包括方波发生电路、旋转变压器、滤波电路、放大/缓冲电路和MCU控制器,MCU控制器产生方波,并在方波发生电路中用方波控制功率电路产生作为载波的驱动方波,旋转变压器的输入端口接收驱动方波,MCU控制器对旋转变压器的两个输出端口的信号上叠加SIN或COS调制波的信号,且经过滤波电路和放大/缓冲电路处理后再传输到MCU控制器,MCU控制器通过两个采样信号通道并延时对旋转变压器的两个输出端口的信号进行采样,并对角度信息进行解析。本发明的励磁发生电路简单,成本低;使用SARADC就能够实现信号采样,对主控芯片要求低,并且提升了平台适配性,灵活性,降低了系统成本。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域,尤其是涉及一种方波励磁的旋变角度检测系统。

背景技术

在永磁电机控制过程中,需要实时监测转子的位置,通常位置信息更新时间为100us。旋转变压器(旋变)是一种常见的测量转子位置的传感器,旋转变压器有3个端口,1个输入端口,2个输出端口。输入信号必须为交流信号(一般为正弦波),该正弦波的频率较高,一般为10kHz。旋变的输出信号会在该高频正弦波的基础上叠加一个低频正弦波(该正弦波频率和电机转速成正比),通过软件采样获得该低频正弦波的包络,由于两路低频正弦波相互正交,一路输出信号的包络满足sinθ,另一路输出信号的包络满足cosθ,从而获得角度信息θ=archtan(sinθ/cosθ)。

现有技术中的正弦波励磁方式一般有硬解码和软解码两种方式,硬解码一般需要专用芯片(例如ADI AD2S1205或者AD2S1210),此类芯片价格昂贵,成本较高;而软解码一般需要包括正弦波生成电路(例如 SPWM+Filter)、正弦波功率集成功率运放(如OPA564AQ)或者分立三极管构造,同时还需要使用DSADC高精度采样,而该采样方式只有高端MCU平台才支持,故现有技术存在着信号损耗高,零部件价格昂贵、解码方法复杂,整体系统成本较高的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种方波励磁的旋变角度检测系统,该系统电路简单,对主控芯片要求低,成本低。

为了实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:

一种方波励磁的旋变角度检测系统,包括方波发生电路、旋转变压器、滤波电路、放大/缓冲电路和MCU控制器,所述MCU控制器产生方波,并在方波发生电路中用方波控制功率电路产生作为载波的驱动方波,所述旋转变压器的输入端口接收驱动方波,所述MCU控制器对旋转变压器的两个输出端口的信号上叠加SIN或COS调制波的信号,且经过滤波电路和放大/缓冲电路处理后再传输到MCU控制器,所述MCU控制器通过两个采样信号通道并延时对旋转变压器的两个输出端口的信号进行采样,并对角度信息进行解析。

作为优选方案:所述功率电路采用半桥电路,全桥电路或者推挽电路。

作为优选方案:所述方波发生电路采用两路方波输入,一路通过Mos管Q3,电阻R11,电阻R12驱动的三极管Q11到达旋转变压器的励磁电感L20;另一路通过电阻R13,电阻R14驱动的三极管Q12到达旋转变压器的励磁电感L20;旋转变压器的励磁电感L20的两端还设有形成分压电路的电容C11,电容C12;所述电容C11,电容C12为供电电压VCC的1/2,旋转变压器的L20-Pin1为1/2VCC,MCU控制器产生的驱动信号为两个互补的方波T1、T2,当T1为高电平,Q11导通,T2为低电平,Q12截止,L20-Pin2为VCC,励磁电感L20电压为+1/2VCC;当T1为低电平,Q11截止,T2为高电平,Q12导通,L20-Pin2为0,励磁电感L20电压为-1/2VCC,L20两端为交变的方波信号,用于驱动旋变;在L21,L22输出端产生叠加正弦信号的驱动波形,并且以Q3 驱动信号的上升沿或者R13驱动信号的下降沿作为MCU控制器采样的触发条件。

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