基于AU6802N1的旋转变压器信号接口电路.pdf

EA 产品与技术 器件电路 文/北京交通大学电气工程学院 李耀海 胡广艳 郝瑞祥 叶 斌 基于AU6802N1的旋转变压器信号接口电路 由于旋转变压器适应复杂恶劣工况条件的能力强，在越野电动车交流传动系统中采 用了旋转变压器来实现异步电动机转子位置信号的精确测量并且设计了基于RDC芯片 AU6802N1的旋变位置信号的接口电路。试验结果表明，该电路简单可靠，所测得的位 置信号完全满足高性能交流传动控制系统的要求。 转速闭环控制是高性能电气交流传动所采用的典型控制 转子位置信号的精确测量。试验结果表明测量的位置信号完 方式。检测电动机转子位置、获取转子精确的位置信 全满足复杂工况下高性能系统控制的要求。 号是实现闭环控制最重要的基本环节。目前，最普遍的方法 是从位置传感器来获得电动机转子的位置信号，如采用测速 AU6802N1的功能结构和器件特性 发电机、齿盘、光电编码器和旋转变压器等。其中，前两者 1.功能结构 价格低廉但只适合于精度要求不高的工况条件；光电编码器 AU6802N1芯片的内部功能如图1所示。 则由于其精度高，安装简便，易于使用等优点而应用较为广 1)提供给旋转变压器的励磁信号由芯片内部产生并通过 泛，然而在恶劣的工况条件下其适应能力就不如旋转变压器； RSO口输出，其频率可以设置为10/20 kHz。 旋转变压器抗冲击振动和温湿度变化的能力很强，适用于工 2)由旋转变压器输出的转速正弦信号和余弦信号分别通 作环境恶劣的场合。 过S2－S4、S1－S3口输入，再经10位乘法器与反馈转速的 旋转变压器是一种模拟型机电元件，为了满足交流传动 数字跟踪量相乘，产生的信号再通过比较器和相位补偿及同 系统数字化控制的要求，就需要一定的信号接口电路实现其 步校正处理后得到所需转速的精确数字量。 模拟信号与控制系统数字信号之间的相互转化，这类接口电 3)转速输出模式可通过外部引脚FSEL1和FSEL2设置， 路是一类特殊的模/数转换器，也就是所谓的旋转变压器/数 转速的数字量以脉冲形式、并行输出形式、并行总线形式、SPI 字转换器(RDC)。 形式来传递给数字信号处理器。 位置传感器检测技术的发展极大地提高了交流电动机调 4)该芯片内部还具有故障自检，信号线断路检测及相位 速系统的动态响应性能和定位精度，国内外多家公司也纷纷 同步检测等功能。 设计出先进的信号检测芯片。日本多摩川公 司生产的R/D转换芯片AU6802N1可以方便 sin?·f(t) cos 串行外设 DATA串口 地将旋转变压器的轴角位移信号(模拟信号) S2 sin?·cosφ·f(t) 接口I/F SCK 输出 － 10位乘法器 相应地转换为控制系统所需要的数字信号， S4＋ D/A转换 ＋ 相位控制 12位 φ 奇偶检验 并口输出 cos?·f(t) －比较器 同步校正 补偿 计数器 位I/F (10/12位) 并具有多种标准信号输出模式，且使用简 S1－ 10位乘法器 ?＝sin(?－φ)f(t) S3＋ D/A转换 cos?·sinφf(t) 脉冲输出 单，成本低，可靠性高。本文从应用的角度， sin PALOPA,B,Z,U,V,W