本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及變頻器，特別是一種用于旋變數(shù)字變換器的旋變保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

電機(jī)的位置檢測(cè)傳感器主要使用光電傳感器和旋變傳感器。旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用近期發(fā)展很快，除了傳統(tǒng)的、要求可靠性高的軍用、航空航天領(lǐng)域之外，在工業(yè)、交通以及民用領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，隨著節(jié)能減排的要求越來越高，效率高、節(jié)能顯著的永磁交流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，越來越廣泛。而永磁交流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器，原來是以光學(xué)編碼器居多，但這些年來，卻迅速地被旋轉(zhuǎn)變壓器代替。

旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)輸出是兩相正交的模擬信號(hào)，它們的幅值隨著轉(zhuǎn)角做正余弦變化，頻率和勵(lì)磁頻率一致。這樣一個(gè)信號(hào)還不能直接應(yīng)用，這就需要角度數(shù)據(jù)變換電路，把這樣一個(gè)模擬量變換成明確的角度量的電路，就是RDC（Resolver Digital converter—旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字變換器，簡(jiǎn)稱旋變數(shù)字變換器）電路。在數(shù)字變換中有兩個(gè)明顯的特征：①為了消除由于勵(lì)磁電源幅值和頻率的變化，所引起的副邊輸出信號(hào)幅值和頻率的變化，從而造成角度誤差，信號(hào)的檢測(cè)采用正切法，即檢測(cè)兩相信號(hào)的比值,這就避免了幅值和頻率變化的影響；②采用適時(shí)跟蹤反饋原理測(cè)角，是一個(gè)快速的數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)，屬于無靜差系統(tǒng)。

采用運(yùn)放放大存在驅(qū)動(dòng)能力不足的缺點(diǎn)，而直接采用推挽電路或者buffer電路則存在系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。

當(dāng)旋變信號(hào)中的勵(lì)磁激勵(lì)信號(hào)由于線皮脫落和老化或者線束制作錯(cuò)誤導(dǎo)致激勵(lì)勵(lì)磁信號(hào)與電池正極或者電池負(fù)極短路，則會(huì)使得旋變采集電路失效甚至燒毀而導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)無法工作。而旋變信號(hào)又是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心信號(hào)，對(duì)于電機(jī)位置和整個(gè)系統(tǒng)的扭矩控制旋變信號(hào)不可或缺，所以有必要對(duì)旋變信號(hào)加強(qiáng)保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于旋變數(shù)字變換器的旋變保護(hù)電路，提高放大電路的穩(wěn)定性抗干擾能力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種用于旋變數(shù)字變換器的旋變保護(hù)電路，所述旋變數(shù)字變換器包括解碼芯片、與解碼芯片連接的激勵(lì)緩沖電路，所述激勵(lì)緩沖電路的輸出端與旋轉(zhuǎn)變壓器連接，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端與差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路的輸入端連接，差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路的輸出端連接至解碼芯片，所述激勵(lì)緩沖電路包括前端濾波電路，前端濾波電路的輸出端與運(yùn)放控制電路的輸入端連接，所述運(yùn)放控制電路的輸出端與推挽電路連接，所述推挽電路包括第二三極管和第四三極管，第二三極管的基極和第四三極管的基極分別與運(yùn)放控制電路的輸出端連接，第二三極管的集電極接正電源，第四三極管的集電極接地，第二三極管的發(fā)射極通過第四電阻和第七電阻與第四三極管的發(fā)射極連接，第四電阻和第七電阻的連接節(jié)點(diǎn)通過一電容與緩沖電路連接，其特征在于所述旋變保護(hù)電路包括第一三極管和第二三極管，第一三極管的基極與第二三極管的發(fā)射極連接，第一三極管的集電極與第二三極管的基極連接，第一三極管的發(fā)射極與第一二極管的正極連接，第一二極管的負(fù)極連接至第四電阻和第七電阻的連接節(jié)點(diǎn)，第三三極管的基極與第四三極管的發(fā)射極連接，第四三極管的基極與第三三極管的集電極連接，第三三極管的發(fā)射極與第四二極管的負(fù)極連接，第四二極管的正極連接至第四電阻和第七電阻的連接節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，所述旋變保護(hù)電路還包括設(shè)置在差分信號(hào)調(diào)理電路的后端保護(hù)電路，所述差分信號(hào)調(diào)理電路包括由第十電阻、第十一電阻、第十二電阻和第十三電阻組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，第十電阻的一端與旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端連接，第十電阻的另一端與第十一電阻的一端以及差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路的第一輸出端連接，第十三電阻的一端與旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端連接，第十三電阻的另一端與第十二電阻的一端以及差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路的第二輸出端連接，第十一電阻的另一端與第十二電阻的另一端連接偏置電壓，所述后端保護(hù)電路為：旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端和旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端之間串聯(lián)連接有第三電容和第五電容，第三電容和第五電容的連接節(jié)點(diǎn)接地，旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端和旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端之間還連接有第五二極管和第六二極管，第五二極管的正極連接旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端，第五二極管的負(fù)極與第六二極管的負(fù)極連接一電壓閾值，第六二極管的正極連接旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端。

本實(shí)用新型的有益效果在于：通過對(duì)激勵(lì)緩沖電路中推挽電路的兩個(gè)三極管增加了驅(qū)動(dòng)保護(hù)的電路，增加了推挽電路的自我保護(hù)能力，在旋變信號(hào)加強(qiáng)保護(hù)使得其失效模式減少和失效的風(fēng)險(xiǎn)大大降低，從而極大提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。同時(shí)在差分信號(hào)調(diào)理電路設(shè)置后端保護(hù)電路，保證整個(gè)旋變系統(tǒng)的抗干擾的能力。本發(fā)明解決了旋變信號(hào)的負(fù)載過大保護(hù)了驅(qū)動(dòng)電路，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)更加安全。

附圖說明

圖1為旋變數(shù)字變換器的原理框圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的旋變保護(hù)電路的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型的旋變保護(hù)電路的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型的差分信號(hào)調(diào)理電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為旋變數(shù)字變換器的原理框圖， 1代表解碼芯片， 2代表激勵(lì)緩沖電路， 3代表旋轉(zhuǎn)變壓器，4代表差分信號(hào)調(diào)理電路。

解碼芯片1的輸出勵(lì)磁激勵(lì)信號(hào) EXC信號(hào)連接至激勵(lì)緩沖電路2的輸入端, 激勵(lì)緩沖電路2的輸出端連接至旋轉(zhuǎn)變壓器3的輸入端進(jìn)行勵(lì)磁。旋轉(zhuǎn)變壓器3的2路正、余弦輸出端差分信號(hào)連接至差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路4、經(jīng)過差分信號(hào)調(diào)理后輸出至解碼芯片1輸入端進(jìn)行解碼。

由于圖1中的EXC與/EXC信號(hào)性質(zhì)相同只是相位相差180度，因此只選擇一路進(jìn)行分析。

如圖2所示，所述激勵(lì)緩沖電路包括前端濾波電路，前端濾波電路的輸出端與運(yùn)放控制電路的輸入端連接，所述運(yùn)放控制電路的輸出端與推挽電路連接。

其中前端濾波電路包括與解碼芯片輸出端連接的第五電阻R5，第五電阻R5的另一端連接第二電容C2的一端，第二電容C2的另一端接地，第五電阻R5的另一端還連接運(yùn)放控制電路的輸入端。

運(yùn)放控制電路包括運(yùn)算放大器IC1A，所述運(yùn)算放大器IC1A的第一輸入端通過第六電阻R6與運(yùn)放控制電路的輸入端連接，第一電阻R1和第一電容C1串聯(lián)后與第六電阻R6并聯(lián)連接，運(yùn)算放大器IC1A的第二輸入端連接參考電壓，所述運(yùn)算放大器IC1A的輸出端即為運(yùn)放控制電路的輸出端。

推挽電路包括第二三極管Q2和第四三極管Q4，第二三極管Q2的基極通過串聯(lián)連接的第三電阻R3及第二二極管D2與運(yùn)放控制電路的輸出端連接，第四三極管D4的基極通過串聯(lián)連接的第八電阻R8和第三二極管D3與運(yùn)放控制電路的輸出端連接，第二三極管Q2的集電極接正電源，第四三極管Q4的集電極接地，第二三極管Q2的發(fā)射極通過第四電阻R4和第七電阻R7與第四三極管Q4的發(fā)射極連接，第四電阻R4和第七電阻R7的連接節(jié)點(diǎn)與緩沖電路連接。

旋變勵(lì)磁信號(hào)首先經(jīng)過第五電阻R5、第二電容C2組成的前端濾波電路濾出噪音信號(hào)，然后通過第六電阻R6送到運(yùn)算放大器IC1A進(jìn)行放大，運(yùn)算放大器IC1A的第二輸入端的參考電壓是作為直流偏置用，通過第一電阻R1、第六電阻R6進(jìn)行放大使得運(yùn)放輸出信號(hào)可以在不同偏置電壓輸出。解決運(yùn)算放大器需要負(fù)電源供電的需求。同時(shí)通過調(diào)節(jié)第一電阻R1、第六電阻R6可以調(diào)節(jié)勵(lì)磁激勵(lì)信號(hào)的輸出幅值滿足不同型號(hào)的旋轉(zhuǎn)變壓器的變比的變化需求。

推挽電路中第三電阻R3、第八電阻R8阻值較小，而第二電阻R2、第九電阻R9阻值較大，保證第二三極管Q2、第四三極管Q4的處于微導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)放的輸出端的信號(hào)按照正弦規(guī)律變化時(shí)候由于第二二極管D2、第三二極管D3分別與第二三極管Q2、第三三極管Q3基極信號(hào)變化相等。當(dāng)正弦激勵(lì)信號(hào)處于上半周時(shí)第二三極管Q2導(dǎo)通，當(dāng)正弦激勵(lì)信號(hào)處于下半周時(shí)第四三極管Q4導(dǎo)通。

為了提高推挽電路的自我保護(hù)能力在第二三極管Q2、第四三極管Q4之間增加了驅(qū)動(dòng)保護(hù)的電路，分別包括第一三極管Q1、第三三極管Q3、第一二極管D1、第四二極管D4。其中第一三極管Q1的基極連至第二三極管Q2發(fā)射極，第一三極管Q1的發(fā)射極連至第一二極管D1陽極，第一二極管D1陰極連至第四電阻R4輸出端，其中第一三極管Q1的集電極連至第二三極管Q2基極。其中第三三極管Q3的基極連至第四三極管Q4發(fā)射極，第三三極管Q3的發(fā)射極連至第四二極管D4陰極，第四二極管D4陰極連至第七電阻R7輸出端，其中第三三極管Q3的集電極連至第四三極管Q4基極。當(dāng)輸出信號(hào)第一電阻R1短路到地或者負(fù)載過大時(shí)，第二三極管Q2的發(fā)射極電流Ie增加第四電阻R4兩端的電壓增加則第一三極管Q1基極電壓增加，第一三極管Q1飽和導(dǎo)通從而拉低第二三極管Q2的基極電壓從而減少第二三極管Q2的發(fā)射極輸出電路Ie從而第四電阻R4兩端電壓減小第一三極管Q1進(jìn)入關(guān)斷模式因此當(dāng)負(fù)載較大時(shí)實(shí)現(xiàn)了保護(hù)。而電容C/R1當(dāng)信號(hào)線束對(duì)電源短路又起到隔離電池電壓的作用起到保護(hù)作用。

如圖所示，旋變保護(hù)電路還包括設(shè)置在差分信號(hào)調(diào)理電路的后端保護(hù)電路，所述差分信號(hào)調(diào)理電路包括由第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12和第十三電阻R13組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，第十電阻R10的一端與旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端S2連接，第十電阻R10的另一端與第十一電阻R11的一端以及差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路的第一輸出端Sin連接，第十三電阻R13的一端與旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端S4連接，旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端S2和旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端S4之間設(shè)置有第四電容C4，第十三電阻R13的另一端與第十二電阻R12的一端以及差分信號(hào)調(diào)節(jié)電路的第二輸出端SinLO連接，第十一電阻R11的另一端與第十二電阻R12的另一端連接偏置電壓REFOUT，所述后端保護(hù)電路為：旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端Sin和旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端SinLO之間串聯(lián)連接有第三電容C3和第五電容C5，第三電容C3和第五電容C5的連接節(jié)點(diǎn)接地，旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端Sin和旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端SinLO之間還連接有第五二極管D5和第六二極管D6，第五二極管D5的正極連接旋轉(zhuǎn)變壓器第一輸出端，第五二極管D5的負(fù)極與第六二極管D6的負(fù)極連接一電壓閾值，第六二極管D6的正極連接旋轉(zhuǎn)變壓器第二輸出端。旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)S2、S4經(jīng)過第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12和第十三電阻R13組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)分壓處理后滿足解碼芯片的輸入要求，偏置電壓REFOUT使得信號(hào)無負(fù)電壓。第三電容C3和第五電容C5濾出系統(tǒng)噪音，第五二極管D5和第六二極管D6保證解碼芯片輸入電壓不會(huì)過壓從而保證整個(gè)旋變系統(tǒng)的抗干擾的能力。