激励信号调理电路电机旋变位置监控装置及车辆

申请号 CN202211335845.7 申请日 2022-10-28 公开(公告)号 CN117955373A 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 北京车和家汽车科技有限公司; 发明人 张林; 胡豹;
摘要 本公开涉及激励 信号 调理 电路 、 电机 旋变 位置 监控装置及车辆。其中, 激励信号 调理电路,包括:用于输出激励正信号的一条支路和用于输出激励负信号的另一条支路,至少一条支路包括驱动控 制模 块 和升压模块;升压模块与驱动 控制模块 连接;驱动控制模块设置为基于脉冲 控制信号 控制升压模块的充放电过程,并使升压模块基于LC倍频输出升压后的 电压 信号的模块。如此,本公开通过升压模块和驱动控制模块配合工作,能够实现升压功能,从而降低对电源的要求,降低电源成本。
权利要求

1.一种激励信号调理电路,其特征在于,包括:用于输出激励正信号的一条支路和用于输出激励负信号的另一条支路,至少一条所述支路包括驱动控制模和升压模块;所述升压模块与所述驱动控制模块连接;
所述驱动控制模块设置为基于脉冲控制信号控制所述升压模块的充放电过程,并使所述升压模块基于LC倍频输出升压后的电压信号的模块。
2.如权利要求1所述的激励信号调理电路,其特征在于,所述驱动控制模块包括半桥驱动芯片、第一开关和第二开关;
所述半桥驱动芯片的输入端接入所述脉冲控制信号,所述半桥驱动芯片的第一输出端连接所述第一开关的控制端,所述半桥驱动芯片的第二输出端连接所述第二开关的控制端;所述第一开关和所述第二开关串联在具有电压差的第一电压端和第二电压端之间,所述第一电压端的电压高于所述第二电压端的电压,所述第一开关和所述第二开关的公共连接端连接至所述升压模块;
其中,所述半桥驱动芯片将所述脉冲控制信号放大为用于驱动所述第一开关和所述第二开关的脉冲控制信号;以及所述第一开关导通时,所述第二开关关闭,所述升压模块充电,所述第一开关关闭时,所述第二开关导通,所述升压模块放电。
3.如权利要求2所述的激励信号调理电路,其特征在于,所述升压模块包括电感和电容,所述电感和所述电容串联在所述驱动控制模块和第三电压端之间;
其中,所述第三电压端的电压等于所述第二电压端的电压。
4.如权利要求1‑3任一项所述的激励信号调理电路,其特征在于,所述支路还包括滤波模块;所述滤波模块连接至所述升压模块的输出端;
所述滤波模块设置为滤除所述升压模块输出的电压信号中的低频直流信号的模块。
5.如权利要求4所述的激励信号调理电路,其特征在于,所述滤波模块包括滤波电容;
所述滤波电容的两端分别连接至所述升压模块的输出端和激励信号输出端。
6.如权利要求4所述的激励信号调理电路,其特征在于,所述支路还包括检测模块;所述检测模块的输入端连接至所述滤波模块,所述检测模块的输出端输出激励正信号或者激励负信号,所述检测模块的检测端输出待采样信号;
其中,所述待采样信号与应用所述激励正信号和所述激励负信号的回路的负载状态对应关联,以检测所述负载状态。
7.如权利要求6所述的激励信号调理电路,其特征在于,所述检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四电压端、第五电压端和第六电压端;所述第四电压端的电压与所述第六电压端的电压之间具有电压差,且所述第五电压端的电压与所述第六电压端的电压之间具有电压差;
所述第一分压电阻的一端、所述第二分压电阻的一端以及所述第三分压电阻的一端连接;所述第一分压电阻的另一端连接至所述第四电压端,所述第二分压电阻的另一端连接至所述第五电压端,所述第三分压电阻的另一端连接至所述第六电压端。
8.如权利要求4所述的激励信号调理电路,其特征在于,在两条所述支路均包括驱动控制模块、升压模块和滤波模块的所述电路中,所述电路还包括第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻、第八分压电阻、第九分压电阻、第七电压端以及第八电压端;所述七电压端的电压与所述第一电压端的电压相同,且所述第七电压端的电压高于所述第八电压端的电压;
所述第四分压电阻、所述第五分压电阻、所述第六分压电阻和所述第七分压电阻依次串联在所述第七电压端与地之间,所述第五分压电阻和所述第六分压电阻的公共连接端连接至所述第八电压端,所述第八分压电阻和所述第九分压电阻串联,并与所述第五分压电阻和所述第六分压电阻并联,所述第八分压电阻和所述第九分压电阻的公共连接端接地;
所述第四分压电阻和所述第五分压电阻的公共连接端连接至激励正信号对应支路的所述滤波模块,并用于输出激励正信号,所述第五分压电阻和所述第八分压电阻的公共连接端用于输出对应于激励正信号的检测待采样信号;
所述第六分压电阻和所述第七分压电阻的公共连接端连接至激励负信号对应支路的所述滤波模块,并用于输出激励负信号,所述第六分压电阻和所述第九分压电阻的公共连接端用于输出对应于激励负信号的检测待采样信号。
9.一种电机旋变位置监控装置,其特征在于,包括权利要求1‑8任一项所述的激励信号调理电路;以及
电机旋变位置监控传感器,与所述激励信号调理电路连接;
所述激励信号调理电路将激励信号传输至所述电机旋变位置监控传感器。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求9所述的电机旋变位置监控装置。

说明书全文

激励信号调理电路电机旋变位置监控装置及车辆

技术领域

[0001] 本公开涉及车辆技术领域,尤其涉及一种激励信号调理电路、电机旋变位置监控装置及车辆。

背景技术

[0002] 旋转变压器(Resolver,简称旋变)以可变磁阻式旋转变压器应用最为广泛,由转子定子芯组成,可应用于车辆的电机中,用作动装置的组成部分。旋转变压器的应用需要激励信号,获得励磁信号;其中,激励信号包括激励正信号(也称为激励信号正,即EXC+)和激励负信号(也称为激励信号负,即EXC‑)。
[0003] 目前,产生激励信号的方式通常为:通过微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)输出正弦脉冲宽度调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)波形,经过缓冲(Buffer)放大电路后得到需要的激励正信号和激励负信号,由此输出的信号的幅值的有效值,例如均方根(root mean square,RMS)为7V。上述方式中,Buffer放大电路主要采用分立式Buffer电路或者集成芯片类Buffer电路,通常需要提供12V及以上的电源供电才能满足旋变激励输出信号达到7Vrms的需求。但是,提供7V及以上的电源需要增加额外的电源成本。发明内容
[0004] 为了解决上述技术问题或至少部分解决上述技术问题,本公开提供了一种激励信号调理电路、电机旋变位置监控装置、动力装置及车辆。
[0005] 第一方面,本公开提供了一种激励信号调理电路,包括:用于输出激励正信号的一条支路和用于输出激励负信号的另一条支路,至少一条所述支路包括驱动控制模和升压模块;所述升压模块与所述驱动控制模块连接;
[0006] 所述驱动控制模块设置为基于脉冲控制信号控制所述升压模块的充放电过程,并使所述升压模块基于LC倍频输出升压后的电压信号的模块。
[0007] 可选地,所述驱动控制模块包括半桥驱动芯片、第一开关和第二开关;
[0008] 所述半桥驱动芯片的输入端接入所述脉冲控制信号,所述半桥驱动芯片的第一输出端连接所述第一开关的控制端,所述半桥驱动芯片的第二输出端连接所述第二开关的控制端;所述第一开关和所述第二开关串联在具有电压差的第一电压端和第二电压端之间,所述第一电压端的电压高于所述第二电压端的电压,所述第一开关和所述第二开关的公共连接端连接至所述升压模块;
[0009] 其中,所述半桥驱动芯片将所述脉冲控制信号放大为用于驱动所述第一开关和所述第二开关的脉冲控制信号;以及所述第一开关导通时,所述第二开关关闭,所述升压模块充电,所述第一开关关闭时,所述第二开关导通,所述升压模块放电。
[0010] 可选地,所述升压模块包括电感和电容,所述电感和所述电容串联在所述驱动控制模块和第三电压端之间;
[0011] 其中,所述第三电压端的电压等于所述第二电压端的电压。
[0012] 可选地,所述支路还包括滤波模块;所述滤波模块连接至所述升压模块的输出端;
[0013] 所述滤波模块设置为滤除所述升压模块输出的电压信号中的低频直流信号的模块。
[0014] 可选地,所述滤波模块包括滤波电容;
[0015] 所述滤波电容的两端分别连接至所述升压模块的输出端和激励信号输出端。
[0016] 可选地,所述支路还包括检测模块;所述检测模块的输入端连接至所述滤波模块,所述检测模块的输出端输出激励正信号或者激励负信号,所述检测模块的检测端输出待采样信号;
[0017] 其中,所述待采样信号与应用所述激励正信号和所述激励负信号的回路的负载状态对应关联,以检测所述负载状态。
[0018] 可选地,所述检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四电压端、第五电压端和第六电压端;所述第四电压端的电压与所述第六电压端的电压之间具有电压差,且所述第五电压端的电压与所述第六电压端的电压之间具有电压差;
[0019] 所述第一分压电阻的一端、所述第二分压电阻的一端以及所述第三分压电阻的一端连接;所述第一分压电阻的另一端连接至所述第四电压端,所述第二分压电阻的另一端连接至所述第五电压端,所述第三分压电阻的另一端连接至所述第六电压端。
[0020] 可选地,两条所述支路均包括驱动控制模块、升压模块和滤波模块;所述电路还包括第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻、第八分压电阻、第九分压电阻、第七电压端以及第八电压端;所述七电压端的电压与所述第一电压端的电压相同,且所述第七电压端的电压高于所述第八电压端的电压;
[0021] 所述第四分压电阻、所述第五分压电阻、所述第六分压电阻和所述第七分压电阻依次串联在所述第七电压端与地之间,所述第五分压电阻和所述第六分压电阻的公共连接端连接至所述第八电压端,所述第八分压电阻和所述第九分压电阻串联,并与所述第五分压电阻和所述第六分压电阻并联,所述第八分压电阻和所述第九分压电阻的公共连接端接地;
[0022] 所述第四分压电阻和所述第五分压电阻的公共连接端连接至激励正信号对应支路的所述滤波模块,并用于输出激励正信号,所述第五分压电阻和所述第八分压电阻的公共连接端用于输出对应于激励正信号的检测待采样信号;
[0023] 所述第六分压电阻和所述第七分压电阻的公共连接端连接至激励负信号对应支路的所述滤波模块,并用于输出激励负信号,所述第六分压电阻和所述第九分压电阻的公共连接端用于输出对应于激励负信号的检测待采样信号。
[0024] 第二方面,本公开还提供了一种电机旋变位置监控装置,包括上述任一种激励信号调理电路;以及
[0025] 电机旋变位置监控传感器,与所述激励信号调理电路连接;
[0026] 所述激励信号调理电路将激励信号传输至所述电机旋变位置监控传感器。
[0027] 第三方面,本公开还提供了一种车辆,包括上述任一种电机旋变位置监控装置。
[0028] 本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
[0029] 在本公开提供的技术方案中,通过设置激励信号调理电路中的至少一条支路包括驱动控制模块和升压模块,升压模块与驱动控制模块连接;且驱动控制模块设置为基于脉冲控制信号控制所述升压模块的充放电过程,并使所述升压模块基于LC倍频输出升压后的电压信号的模块;由此能够控制升压模块在充放电过程基于LC倍频输出升压后的电压信号,实现升压功能,从而无需设置更高输出电压的电源,降低了对电源的要求,降低电源成本。附图说明
[0030] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0031] 为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032] 图1为本公开实施例提供的一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0033] 图2为本公开实施例提供的激励信号调理电路输出的激励信号的一种应用场景示意图;
[0034] 图3为图2示出的传感器的输入输出信号的函数关系示意图;
[0035] 图4为本公开实施例提供的另一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0036] 图5为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0037] 图6为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0038] 图7为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0039] 图8为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0040] 图9为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0041] 图10为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图;
[0042] 图11为本公开实施例提供的一种电机旋变位置监控装置的结构示意图。

具体实施方式

[0043] 为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0044] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0045] 相关技术中,由于激励信号的产生通常采用Buffer放大电路,具体地,采用分立式Buffer电路或者集成芯片类Buffer电路,由此,其通常需要提供12V及以上的电源才能满足输出信号达到7V的要求,而提供7V及以上的电源,对电源的要求高,导致增加了额外的电源成本,同时由于电路器件较多,对于PCBA空间占用太大,没办法做到电机控制器减小体积、增加功率密度的需求,且器件成本高,PCBA制作成本高;同时器件数量多,电路模块的失效率高,可靠性降低;此外,作为外部传感器电路,需要解决外部短路问题,由此还需要额外的保护监控电路,导致成本提升。
[0046] 针对上述问题中的至少一个,本公开实施例提出了一种激励信号调理电路,其中通过设置激励信号调理电路中的至少一条支路包括驱动控制模块和升压模块,升压模块与驱动控制模块连接;且驱动控制模块设置为基于脉冲控制信号控制升压模块的充放电过程的模块;升压模块设置为充放电过程基于LC倍频输出升压后的电压信号的模块,能够实现升压功能,从而降低对电源的要求,降低电源成本;且电路结构简单,对应PCBA的面积小,成本低。
[0047] 进一步地,通过设置驱动控制模块采用以对半桥的金属‑化物半导体场效应晶体管,(Metal‑Oxide‑Semiconductor Field‑Effect Transistor,MOSFET)开关,升压模块采用一个LC电路,即可实现相关技术中旋变Buffer放大电路的功能,也不需要额外的高电压电源,采用LC倍频电路实现电压放大和滤波,而MOSFET的驱动采用半桥驱动芯片即可实现,成本低,电路简单,抗短路能力强。由此,本公开实施例提供的激励信号调理电路解决了不增加额外的高于12V的直流电源的问题,避免了复杂的Buffer放大电路导致的成本和PCBA面积的增加的为,且通过LC和隔直电容配合,解决了短路保护的问题。
[0048] 进一步地,通过设置电压偏置,实现对传感器的回路检测,实现了对激励信号调整电路的工作状态监控,由此通过简单的电路结构实现了监控保护,有利于降低成本。
[0049] 下面结合附图,对本公开实施例提供的激励信号调理电路、电机旋变位置监控装置及车辆进行示例性说明。
[0050] 示例性地,图1为本公开实施例提供的一种激励信号调理电路的结构示意图。参照图1,该激励信号调理电路10,包括:用于输出激励正信号的一条支路100和用于输出激励负信号的另一条支路100,为区分两支路,在图1中以101示出用于输出激励正信号的支路,以102示出用于输出激励负信号的支路;其中,至少一条支路100包括驱动控制模块11和升压模块12;升压模块12与驱动控制模块11连接;驱动控制模块11设置为基于脉冲控制信号控制升压模块12的充放电过程,并使升压模块12基于LC倍频输出升压后的电压信号的模块;
对应地,升压模块12设置为在充放电过程基于LC倍频输出升压后的电压信号的模块。
[0051] 本公开实施例中,激励信号调理电路10包括两条支路100,为区分,分别以101和102示出;其中一条支路101/100输出激励正信号EXC+,其中另一条支路102/100输出激励负信号EXC‑,激励正信号EXC+和激励负信号EXC‑可统称为激励信号,该激励信号可供后续电路使用,后文中详述。
[0052] 本公开实施例中,激励信号调理电路10中的至少一条支路100可包括驱动控制模块11和升压模块12。图1中示例性地示出了两条支路100均包括驱动控制模块11和升压模块12,在其他实施方式中,还可设置激励信号调理电路10中仅用于输出激励正信号EXC+的支路包括驱动控制模块11和升压模块12,或者仅用于输出激励负信号EXC‑的支路包括驱动控制模块11和升压模块12,在此不限定。
[0053] 本公开实施例中,在包括驱动控制模块11和升压模块12的支路100中,升压模块12与驱动控制模块11连接,且驱动控制模块11基于脉冲控制信号控制升压模块12的充放电过程,升压模块12基于自身参数的设置,在充放电过程中基于LC倍频输出升压后的电压信号,从而实现受控升压,即实现将电压较低的电源对应的电压信号升压为电压较高的电压信号,从而无需设置输出电压较高的电源,解决了需要提供高压大电源的问题,降低了对电源的需求,有利于降低电源成本。
[0054] 示例性地,脉冲控制信号可包括正半周SPWM信号和负半周SPWM信号;其中,正半周SPWM信号传输至用于输出激励正信号EXC+的支路,以使该支路101/100中的驱动控制模块11控制对应的升压模块12的充放电过程;负半周SPWM信号传输至用于输出激励负信号EXC‑的支路,以使该支路102/100中的驱动控制模块11控制对应的升压模块12的充放电过程,从而利用对应的升压模块12分别实现电压升高的功能,从而输出升压后的激励信号。
[0055] 本公开实施例提供的激励信号调理电路10中,至少一条支路100包括驱动控制模块11和升压模块12;升压模块12与驱动控制模块11连接;驱动控制模块11能够基于脉冲控制信号控制升压模块12的充放电过程;升压模块12能够在充放电过程基于LC倍频输出升压后的电压信号,由此,通过升压模块12和驱动控制模块11配合工作,能够实现升压功能,从而降低对电源的要求,降低电源成本;且电路结构简单,对应PCBA的面积小,成本低。
[0056] 本公开实施例中,关于升压模块12如何实现受控升压的具体原理,在后文中结合升压模块12的示例结构进行说明。
[0057] 在上述实施方式的基础上,图2示出了本公开实施例提供的激励信号调理电路的一种应用场景。参照图2,该激励信号调理电路10产生的激励信号可输入到与之连接的传感器21中,以实现旋变位置监测(或监控)。示例性地,传感器21可为电机旋变位置传感器,其需要激励信号正和激励信号负获得励磁信号。
[0058] 随着转子位置变化,激励信号中的激励正信号EXC+与激励负信号EXC‑的差分信号表达式为:Vr=Vp×sin(ωt)。对应的,输出信号为一对与度相关联的sin波形和一对cos信号波形,表达式分别为:Va=Vs×sin(ωt)×sinθ,及Vb=Vs×sin(ωt)×cosθ,如图3所示。
[0059] 结合上文,输入到传感器21的激励信号可由解码芯片产生或者通过上述激励信号调理电路基于SPWM信号产生。进一步地,微控制单元或者解码芯片再通过解码sinθ和cosθ的信号实现电机旋变角度的检测。
[0060] 在一些实施例中,图4为本公开实施例提供的另一种激励信号调理电路的结构示意图。在图1的基础上,图4示出了驱动控制模块的细化结构。参照图4,激励信号调理电路10中,驱动控制模块11包括半桥驱动芯片110、第一开关111和第二开关112;半桥驱动芯片110的输入端接入脉冲控制信号,半桥驱动芯片110的第一输出端连接第一开关111的控制端,半桥驱动芯片110的第二输出端连接第二开关112的控制端;第一开关111和第二开关112串联在具有电压差的第一电压端001和第二电压端002之间,第一电压端001的电压高于第二电压端002的电压,第一开关111和第二开关112的公共连接端连接至升压模块12;其中,半桥驱动芯片110将脉冲控制信号放大为用于驱动第一开关111和第二开关112的脉冲控制信号;以及第一开关111导通时,第二开关112关闭,升压模块12充电,第一开关111关闭时,第二开关112导通,升压模块12放电。
[0061] 本公开实施例中,驱动控制模块11可为包括两个开关(即第一开关111和第二开关112)和一个驱动芯片(即半桥驱动芯片110)的结构,其电路结构简单,电路元件的数量少,从而有利于减小占用PCBA的面积,且有利于降低成本。
[0062] 示例性地,第一开关11和第二开关12可为MOSFET或者本领域技术人员可知的其他受控半导体开关,在此不限定。
[0063] 示例性地,在第一开关11和第二开关12均为MOSFET时,两个MOSFET构成一个半桥驱动电路,进一步地,结合半桥驱动芯片110实现对该半桥驱动电路的控制,进而控制升压模块的充放电过程。
[0064] 本公开实施例中,第一开关111的控制端连接半桥驱动芯片110的第一输出端,第二开关112的控制端连接半桥驱动芯片110的第二输出端,且第一开关111和第二开关112串联在具有电压差的两个电压端之间,充电模块11连接在第一开关111和第二开关112之间,由此通过对第一开关111和第二开关112的开关状态控制,可实现对升压模块11的充放电过程的控制。
[0065] 本公开实施例中,具有电压差的第一电压端001和第二电压端002中,第一电压端001的电压高于第二电压端002的电压,当第一开关111导通,第二开关112关闭时,升压模块
12接通一电源端,升压模块12充电,输出电压会以半正弦的电压波形增加;当第一开关111关闭,第二开关导通时,升压模块12接通接地端,升压模块12放电,输出电压会以半正弦的电压波形进行减小;由此,输出电压的增加和减小的过程叠加起来组成完整的激励正弦信号。
[0066] 示例性地,第一电压端001可为一电源端,第二电压端002可为接地端。在其他实施方式中,第一电压端001和第二电压端002的电压还可为具有电压差的其他两电压值,在此不限定。
[0067] 能够理解的是,激励负信号与激励正信号产生的原理一样,其差异是通过调整SPWM的占空比和时序实现激励负信号对应的输入SPWM信号相位与激励正信号对应的SPWM信号的相位相差180°。
[0068] 本公开实施例中,通过设置驱动控制模块11包括半桥驱动芯片100、第一开关111和第二开关112,并通过对第一开关111和第二开关112的开关状态控制,实现对升压模块12的充放电过程的控制,从而驱动控制模块11的电路结构简单,电路元件的数量少,从而有利于减小占用PCBA的面积,且有利于降低成本。
[0069] 在一些实施例中,图5为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图。在图1的基础上,图5示出了升压模块的细化结构。参照图5,激励信号调理电路10中,升压模块12包括电感121和电容122,电感121和电容122串联在驱动控制模块11和第三电压端003之间;其中,第三电压端003的电压等于第二电压端002的电压。
[0070] 本公开实施例中,第三电压端003的电压等于第二电压端002的电压,且均小于第一电压端001的电压,以便在第一开关111和第二开关112进行开关状态切换时,通过电感121实现对电容122的充放电控制。
[0071] 示例性地,第三电压端003和第二电压端002可均为接地端,第一电压端001为一电源端。在其他实施方式中,第一电压端001、第二电压端002以及第三电压端003的电压还可设置为其他电压值,在此不限定。
[0072] 本公开实施例中,以用于输出激励正信号的支路为例,对电路原理进行说明。
[0073] 示例性地,驱动控制模块11中,半桥驱动芯片110将正半周的SPWM信号进行放大,驱动第一开关111和第二开关112;驱动控制芯片11的输出端连接升压模块12中的电感121,电容122连接在电感121和第三电压端003之间,电容122与电感121的连接端输出电压信号。
[0074] 具体地,输出电压可表示为:
[0075]
[0076] 式中,Vc代表输出电压,Vin代表第一电压端001的电源提供的输入电压,1/wc代表电容容抗,wL代表电感感抗。由此,通过设置电感121和电容122的参数,可以实现对激励信号的幅值放大倍数的控制。
[0077] 结合上文,本公开实施例中,当半桥驱动芯片110驱动第一开关111导通,第二开关112关闭时,Vin经过第一开关111、电感121对电容122充电,此时输出电压会以半正弦的电压波形增加;当半桥驱动芯片110驱动第一开关111关闭,第二开关112导通时,电容122经过电感121和第二开关112放电,此时输出电压会以半正弦的电压波形进行减小;输出电压增加和减小的过程叠加起来可以组成完整的激励正弦信号。
[0078] 在一些实施例中,图6为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图。在图1的基础上,图6对激励信号调理电路进行了进一步优化。参照图6,激励信号调理电路10中,支路100还包括滤波模块13;滤波模块13连接至升压模块12的输出端;滤波模块13设置为滤除升压模块12输出的电压信号中的低频直流信号的模块。
[0079] 其中,滤波模块13能够滤除升压模块12的输出电压中的低频的直流部分,将交流部分输出,得到对应的激励正信号或激励负信号。
[0080] 本公开实施例中,通过设置激励信号调理电路10中的支路100还包括滤波模块13,利用滤波模块13能够滤除由升压模块12输出的电压信号中的低频直流信号,从而输出滤波后得到的交流部分,即得到对应的激励正信号或激励负信号。
[0081] 在一些实施例中,图7为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图。在图6的基础上,参照图7,滤波模块13包括滤波电容130;滤波电容130的两端分别连接至升压模块12的输出端和激励信号输出端;其中,激励信号输出端为用于输出EXC+的一端,和/或,激励信号输出端为用于输出EXC‑的一端。示例性地,如图7所示,在两条支路均设置驱动控制模块11和升压模块12的结构中,滤波电容130可设置在每条支路中的升压模块12的输出端与激励信号输出端之间。
[0082] 本公开实施例中,通过滤波电容130能够滤除升压模块12中的电容122输出电压中的低频直流部分,将交流部分输出,从而输出对应的激励正信号或激励负信号。
[0083] 同时,通过设置滤波模块13包括滤波电容130,该滤波电容130进行滤波后即可输出激励信号,使得滤波模块13的电路结构简单,从而有利于简化激励信号调理电路10的整体电路结构,减少电路元件的数量,从而减少电路元件对PCBA的面积占用,减小激励信号调理电路的整体体积,以及降低成本。
[0084] 在其他实施方式中,还可采用本领域技术人员可知的其他电路结构实现低频滤波,在此不赘述也不限定。
[0085] 在一些实施例中,图8为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图。在图6的基础上,图8对激励信号调理电路进行了进一步优化。参照图8,激励信号调理电路10中,支路100还包括检测模块14;检测模块14的输入端连接至滤波模块13,检测模块14的输出端输出激励正信号EXC+或者激励负信号EXC‑,检测模块14的检测端输出待采样信号ADC_EXC+或者ADC_EXC‑;其中,待采样信号ADC_EXC+或者ADC_EXC‑与应用激励正信号和激励负信号的回路的负载状态对应关联,以检测负载状态。
[0086] 本公开实施例中,当应用激励信号的回路的负载在正常状态、短路状态或者开路状态时,待采样信号分别在对应的不同范围内;由此,通过对采样信号进行检测,即可确定负载状态,从而实现对负载状态的检测(即监控)。
[0087] 本公开实施例中,通过设置激励信号调理电路10中的支路包括检测模块14,可利用检测模块14检测负载的状态,在实现负载状态检测的同时,无需额外设置复杂的电路结构,从而有利于确保激励信号调理电路10的电路结构简单,电路元件数量少,占用PCBA体积小,成本低。
[0088] 在一些实施例中,图9为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图。在图8的基础上,参照图9,检测模块14包括第一分压电阻141、第二分压电阻142、第三分压电阻143、第四电压端004、第五电压端005和第六电压端006;第四电压端004的电压与第六电压端006的电压之间具有电压差,且第五电压端005的电压与第六电压端006的电压之间具有电压差;第一分压电阻141的一端、第二分压电阻142的一端以及第三分压电阻143的一端连接;第一分压电阻141的另一端连接至第四电压端004,第二分压电阻142的另一端连接至第五电压端005,第三分压电阻143的另一端连接至第六电压端006。
[0089] 本公开实施例中,第一分压电阻141和第三分压电阻143对第四电压端004和第六电压端006之间的电压差进行分压,第二分压电阻142和第三分压电阻143对第五电压端005和第六电压端006之间的电压差进行分压;由此,在负载正常连接时,分压后的电压,即待采样信号处于一电压范围内,在负载处于短路状态时,待采样信号处于另一电压范围内,在负载处于开路状态时,待采样信号处于又一电压范围内;基于此,通过对待采样信号的处理,判定其所在的电压范围,即可确定负载的连接状态,从而实现对负载的检测。
[0090] 示例性地,第四电压端004的电压可与第一电压端001的电压相等,二者可连接至同一电源端,从而节省电源数量,降低电源成本。
[0091] 示例性地,第五电压端005的电压可为不同于第四电压端004的电压的一电压值,第六电压端006和第二电压端002可均为接地端,进而确保较少的电源数量,降低电源成本。
[0092] 本公开实施例提供的激励信号调理电路10中,通过生成待采样信号ADC_EXC+和ADC_EXC‑,可以实现对正弦激励正信号和正弦激励负信号在回路之前的状态进行检测,具体地,通过第一分压电阻141、第二分压电阻12和第三分压电阻143对两个不同的偏置电压进行分压,在负载处于正常、短路、开路三种不同状态下,待采样信号ADC_EXC+和ADC_EXC‑对应的电压值位于不同的电压范围内,据此,通过采样可以监控回路中的负载的状态,且电路结构简单,可靠性高,成本低。
[0093] 在一些实施例中,图10为本公开实施例提供的又一种激励信号调理电路的结构示意图,示出了另一种可实现负载状态检测的电路结构。在图7的基础上,参照图10,两条支路100均包括驱动控制模块11、升压模块12和滤波模块13;电路还包括第四分压电阻154、第五分压电阻155、第六分压电阻156、第七分压电阻157、第八分压电阻158、第九分压电阻159、第七电压端007以及第八电压端008;七电压端的电压与第一电压端001的电压相同,且第七电压端007的电压高于第八电压端008的电压;第四分压电阻154、第五分压电阻155、第六分压电阻156和第七分压电阻157依次串联在第七电压端007与地之间,第五分压电阻155和第六分压电阻156的公共连接端连接至第八电压端008,第八分压电阻158和第九分压电阻159串联,并与第五分压电阻155和第六分压电阻156并联,第八分压电阻158和第九分压电阻
159的公共连接端接地;第四分压电阻154和第五分压电阻155的公共连接端连接至激励正信号对应支路100的滤波模块13,并用于输出激励正信号,第五分压电阻155和第八分压电阻158的公共连接端用于输出对应于激励正信号的检测待采样信号;第六分压电阻156和第七分压电阻157的公共连接端连接至激励负信号对应支路100的滤波模块13,并用于输出激励负信号,第六分压电阻156和第九分压电阻159的公共连接端用于输出对应于激励负信号的检测待采样信号。
[0094] 本公开实施例中,第四分压电阻154和第八分压电阻158对第七电压端007的电压进行分压,第五分压电阻155和第八分压电阻158对第八电压端008的电压进行分压,输出对应于激励正信号的待采样信号(即ADC_EXC+);第六分压电阻156和第七分压电阻157对第八电压端008的电压进行分压,第六分压电阻156和第九分压电阻159对第八电压端008的电压进行分压,输出对应于激励负信号的待采样信号(即ADC_EXC‑)。
[0095] 结合上文,能够理解:当回路中的负载处于正常、短路、开路三种不同状态下,待采样信号ADC_EXC+和ADC_EXC‑对应的电压值位于不同的电压范围内,据此,通过采样可以监控回路中的负载的状态,且电路结构简单,可靠性高,成本低。
[0096] 在上述实施方式的基础上,本公开实施例还提供了一种电机旋变位置监控装置,该电机旋变位置监控装置可包括上述实施方式中的任一种激励信号调理电路,从而装置的整体结构简单,成本低,且体积小,易于实现小型化设计,易于集成设置。
[0097] 在一些实施例中,图11为本公开实施例提供的一种电机旋变位置监控装置的结构示意图。参照图11,该电机旋变位置监控装置20包括激励信号调理电路10及电机旋变位置监控传感器201,电机旋变位置监控传感器201与激励信号调理电路10连接;激励信号调理电路10将激励信号传输至电机旋变位置监控传感器。
[0098] 示例性地,输入至激励信号调理电路10的SPWM信号可由微控制单元202产生,或者采用其他电路结构产生,在此不限定。
[0099] 本公开实施例提供的电机旋变位置监控装置20中,微控制单元202产生SPWM信号,并传输至激励信号调理电路10;激励信号调理电路调整SPWM信号的占空比,并结合LC滤波生成升压后的激励信号,并传输至电机旋变位置监控传感器201;电机旋变位置监控传感器201利用该激励信号,获得励磁信号,进而实现对电机旋变角度的监控。
[0100] 其中,在激励信号调理电路10中,可利用输入的SPWM信号控制半桥驱动芯片,驱动一对MOS开关,在通过电感对电容充放电,经过高通滤波的方式输出旋变激励信号。
[0101] 通常为了产生7V的激励信号,电源供电需要12V及以上,对电源要求高,成本高。而本公开实施例中,激励信号调理电路可实现升压功能,由此可基于5.5V‑6.5V的电源供电,通过配置升压模块中电感和电容的参数,实现升压输出,从而降低对电源供电的要求,降低电源成本;此外,可设置两个6V以下的不同偏置电压,并经过分压电阻进行分压,就可以实现对旋变负载正常连接、短路状态和开路状态的检测,实现检测功能对应的电路结构简单,成本低;器件少,可靠性高;且占用PCBA面积小,有利于实现小型化设计。
[0102] 在上述实施方式的基础上,本公开实施例还提供了一种车辆,该车辆可包括上述任一种电机旋变位置监控装置。
[0103] 在其他实施方式中,车辆还可包括本领域技术人员可知的其他结构或功能装置或系统,在此不赘述也不限定。
[0104] 需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0105] 以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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