[发明专利]旋转变压器转换器、旋转变压器信号采集系统及采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制器领域，尤其涉及一种旋转变压器转换器，还涉及一种包含所述旋转变压器转换器的旋转变压器信号采集系统及采集方法。

背景技术

在新能源车辆中，电机控制器主要就是实现对电机的控制，和电机组成一个动力系统，准确的输出扭矩。

旋转变压器运用于运动伺服控制系统中，主要作电机转子角度位置的测量，同时也可以检测电机的转速和转子转角位置。

旋转变压器的信号，需要一个转换器去驱动并且将其输出的电信号转换为数字的角度和位置信号。

目前市面上，现在有的转换器有两种方案：

(1)ADI的AD2S1210或多摩川的AU6802等系列；

ADI公司的AD2S1210或多摩川公司的AU6802等系列为采用闭环跟踪原理将角度位置信号直接数字输出。此种方案在采样电机转子角度位置信号时需占用微控制器硬件资源太多，至少占用10个I/O和一个SPI模块。此外此类芯片过于复杂相当于一个微控制器，需要晶振、模拟和数字供电。而且此类芯没有冗余设计，如果用在新能源电动汽车上做牵引电机转子角度位置检测安全可靠性不足。另外此类芯片价格较贵，量产价格在15美元左右，对于追求高经济效益的工业产品和汽车电子产品存在巨大的成本压力。

(2)直接用微控制器的AD模块，采集旋转变压器输出高频信号进行处理方案。

直接用微控制器的AD模块采集旋转变压器输出高频信号进行处理方案，占用太多的微控制器软件资源，对于需要快速响应的电机控制系统不适用，此外这种方案需要很多独立器件，对于用在电动汽车上牵引电机控制系统等关键部件上是不安全的。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种旋转变压器转换器，还提供一种包含所述旋转变压器转换器的旋转变压器信号采集系统，还提供一种基于所述信号采集系统的信号采集方法。

本发明旋转变压器转换器包括两路相同结构的旋变信号采集处理电路，所述旋变信号采集处理电路包括正弦信号处理模块和余弦信号处理模块，所述正弦信号处理模块和余弦信号处理模块结构相同，所述正弦信号处理模块包括差分放大器、乘法器、低通滤波器，所述乘法器的输入端与差分放大器的输出端和激励输出信号相连，所述乘法器的输出端与低通滤波器的输入端相连，所述差分放大器的输入端分别与旋转变压器转换器的差分对正弦或余弦正负模拟输入管脚相连，所述低通滤波器通过正弦或余弦输出管脚输出正弦或余弦信号。

本发明作进一步改进，所述旋转变压器转换器还包括产生激励旋转变压器输出信号的振荡电路。

本发明作进一步改进，所述振荡电路包括外围调整模块和激励模块，所述外围调整模块包括串联在所述旋转变压器转换器的RT管脚和CT管脚之间的电阻R1、电容C1，和/或并联的电阻R2及电容C2，电阻R2及电容C2另一端接地，所述激励模块包括二极管D1、二极管D2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、放大器A1，激励模块的输出端分别通过放大器A2接旋转变压器转换器的EXC管脚和/EXC管脚，所述放大器A2输入端分别与RT管脚、电阻R3一端、二极管D1正极、二极管D2负极、放大器A1输出端相连，所述电阻R3另一端、二极管D1负极、二极管D2正极分别通过电阻R4接放大器A1反相输入端和电阻R5一端，所述电阻R5另一地接地，所述放大器A1同向输入端接CT管脚。

本发明作进一步改进，所述差分放大器包括放大器A3、电阻Ri1、电阻Ri2、电阻Rf、电阻Rref，所述放大器A3的正向输入端分别接电阻Ri2和电阻Rref一端，所述放大器A3的反相输入端接电阻Ri1和电阻Rf一端，所述电阻Ri2和电阻Ri1另一端分别接一对正弦或者余弦输入信号，所述电阻Rf另一端接放大器A3的输出端，所述电阻Rref另一端接参考电压。

本发明作进一步改进，所述低通滤波器包括电阻Ra、电阻Rb、电阻Rc、电阻Rd、电容Ca、电容Cb、放大器A4，所述电阻Ra一端接乘法器输出端，所述电阻Ra另一地分别接电阻Rb和电阻Cb一端，所述放大器A4正向输入端分别接电阻Rb另一端和电容Ca一端，电容Ca另一端接地，所述放大器A4反相输入端分别接电阻Rd和电阻Rc一端，所述电阻Rc另一端接地，所述放大器A4输出端分别接电阻Rd和电容Cb另一端和正弦或余弦输出管脚相连。

本发明还提供一种包含所述旋转变压器转换器的旋转变压器信号采集系统，还包括MCU处理器，所述旋转变压器转换器的旋变信号采集处理电路的输入端与旋转变压器输出端相连，所述旋变信号采集处理电路的输出端和MCU处理器相连。