解码电路

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，具体涉及到一种解码电路。

背景技术

汽车在行驶时，电动机转轴的角位移和角速度需要被电机控制器实时获取。在获取角位移和角速度时，电机控制器需要发送激励信号至旋转变压器的原边，然后旋转变压器的副边产生带有角度和速度的反馈信号，电机控制器再接收该反馈信号并对该反馈信号进行解码从而获得电动机的角位移和角速度。

目前常用的解码方法为硬件解码，硬件解码一般采用专用的解码芯片进行解码，但是专用的解码芯片价格高昂且维护难度较大，导致成本较高，也不利于后期维护。

发明内容

本发明提供一种解码电路，旨在于解决目前需要通过专用的解码芯片来解码从电动机获取的反馈信号所导致的成本较高，不利于后期维护的问题。

第一方面，本发明提供一种解码电路，其包括控制电路、激励放大电路以及滤波电路；所述控制电路包括模数转换模块，用于发送控制信号；所述激励放大电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，用于根据所述控制信号产生激励信号，所述激励放大电路的输出端与所述旋转变压器的原边连接，用于将所述激励信号发送至所述旋转变压器的原边；所述滤波电路的输入端与所述旋转变压器的副边链接，用于接收所述旋转变压器的副边所产生的反馈信号，所述滤波电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，用于将所述反馈信号发送至所述控制电路；其中，所述控制电路对所述反馈信号进行解码以获得所述电动机的状态信息。

进一步地，所述激励放大电路包括激励处理电路和推挽放大电路；所述激励处理电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，所述激励处理电路的输出端与所述推挽放大电路的输入端连接，所述推挽放大电路的输出端与所述原边连接。

进一步地，所述激励处理电路包括第一运放电路和信号输出电路；所述第一运放电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，所述第一运放电路的输出端与所述信号输出电路的输入端连接，所述信号输出电路的输出端与所述推挽放大电路的输入端连接。

进一步地，所述第一运放电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第一运算放大器；所述第一电阻的一端与所述控制电路的输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端以及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述信号输出电路的输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的一端与供电电源连接，所述第三电阻的另一端与分别所述第一运算放大器的同相输入端以及所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端与所述信号输出电路的输入端连接。

进一步地，所述第一运放电路还包括第一电容和第二电容；所述第一电容的一端与所述第四电阻连接，所述第一电容的另一端与所述第二电阻连接；所述第二电容的一端与所述供电电源连接，所述第二电容的另一端接地。

进一步地，所述信号输出电路包括第一三极管、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；所述第一三极管的基极与所述激励处理电路的输出端连接，所述第一三极管的集电极与所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端和所述第六电阻的一端均与所述推挽放大电路的输入端连接，所述第六电阻的另一端与供电电源连接，所述第一三极管的发射极分别与所述推挽放大电路的输入端以及所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端接地。

进一步地，所述推挽放大电路包括第一放大电路和第二放大电路，所述第一放大电路和所述第二放大电路均包括第二运放电路和推挽电路；所述第二运放电路的输入端与所述激励处理电路的输出端连接，所述第二运放电路的输出端与所述推挽电路的输入端连接，所述推挽电路的输出端与所述原边连接。

进一步地，所述第二运放电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第三电容、第四电容以及第二运算放大器；所述第九电阻的一端与所述激励处理电路的输出端连接，所述第九电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第十电阻的一端连接，所述第十电阻的另一端分别与所述第四电容的一端、所述第十一电阻的一端以及所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第四电容的另一端和所述第十一电阻的另一端均与所述推挽电路连接，所述第十二电阻的一端与供电电源连接，所述第十二电阻的另一端分别与所述第二运算放大器的同相输入端以及所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端接地，所述第二运算放大器的输出端与所述推挽电路的输入端连接。

进一步地，所述推挽电路包括第二三极管、第三三极管、第十四电阻、第十五电阻以及第十六电阻；所述第二三极管的基极和所述第三三极管的基极均与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二三极管的集电极与所述供电电源连接，所述第二三极管的发射极与所述第十四电阻的一端连接，所述第三三极管的集电极接地，所述第三三极管的发射极与所述第十五电阻的一端连接，所述第十四电阻的另一端和所述第十五电阻的另一端均与所述第十六电阻的一端连接，所述第十六电阻的另一端与所述原边连接，所述第十六电阻还分别与所述第十一电阻以及所述第四电容连接。

进一步地，所述滤波电路包括第一滤波电路和第二滤波电路，所述第一滤波电路的输入端和所述第二滤波电路的输入端均与所述旋转变压器的副边连接，所述第一滤波电路用于接收所述副边所输出的正弦信号，所述第二滤波电路用于接收所述副边所输出的余弦信号，所述第一滤波电路的输出端与所述第二滤波电路的输出端均与所述控制电路的输入端连接。

本发明公开的解码电路，控制电路可以发射控制信号至激励放大电路，激励放大电路对控制信号进行激励和放大从而获得激励信号，再将激励信号发射至旋转变压器的原边，旋转变压器的原边根据激励信号产生相应的反馈信号，并通过旋转变压器的副边发送至滤波电路，再由滤波电路滤除信号后，发送至控制电路，控制电路对反馈信号进行解码从而获得电动机的状态信息，无需采用专用的解码芯片解码，降低了成本和维修难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的解码电路的方框示意图；

图2是本发明第二实施例提供的解码电路的方框示意图；

图3是本发明第一实施例提供的解码电路的原理图；

图4是本发明第三实施例提供的解码电路的方框示意图；

图5是本发明第四实施例提供的解码电路的方框示意图；

图6是本发明第五实施例提供的解码电路的方框示意图；

图7是本发明一实施例提供的激励处理电路的电路图；

图8是本发明一实施例提供的第一放大电路的电路图；以及

图9是本发明一实施例提供的第一滤波电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式以及产品使用状态的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

参见图1至图9，图1是本发明第一实施例提供的解码电路100的方框示意图；图2是本发明第二实施例提供的解码电路100的方框示意图；图3是本发明一实施例提供的解码电路100的原理图；图4是本发明第三实施例提供的解码电路100的方框示意图；图5是本发明第四实施例提供的解码电路100的方框示意图；图6是本发明第五实施例提供的解码电路100的方框示意图；图7是本发明一实施例提供的激励处理电路21的电路图；图8是本发明一实施例提供的第一放大电路221的电路图；图9是本发明一实施例提供的第一滤波电路31的电路图。

如图1所示，所述解码电路100包括控制电路10、激励放大电路20以及滤波电路30，所述控制电路10包括模数转换模块，用于发送控制信号；所述激励放大电路20的输入端与所述控制电路10的输出端连接，用于根据所述控制信号产生激励信号，所述激励放大电路20的输出端与所述旋转变压器200的原边连接，用于将所述激励信号发送至所述旋转变压器200的原边；所述滤波电路30的输入端与所述旋转变压器200的副边链接，用于接收所述旋转变压器200的副边所产生的反馈信号，所述滤波电路30的输出端与所述控制电路10的输入端连接，用于将所述反馈信号发送至所述控制电路10；其中，所述控制电路10对所述反馈信号进行解码以获得所述电动机的状态信息。

具体地，旋转变压器200主要由定子和转子构成，定子为旋转变压器200的原边，转子上有两组互成90°的绕组作为副边。在电动机工作时，旋转变压器200的转子跟随电动机做同轴运动，从而可以通过测量转子的角位移和角速度来获取电动机的运行状态。控制电路10可以包括一控制芯片，该控制芯片内设有模数转换模块，模数转换模块可以是模数转换器(DSADC)，模数转换器可以通过算法实现软解码。控制电路10可以发送PWM波作为控制信号至激励放大电路20。激励放大电路20的输入端与控制电路10的输出端连接，用于根据控制信号产生相应的激励信号，并对激励信号进行放大以满足所需要的电压幅值。激励放大电路20将放大后的激励信号发送至旋转变压器200的原边，当旋转变压器200的原边施加有电压时，会相应的产生磁通量，则两个互成90°的副边上由于一定程度的耦合，将产生旋变感应电压，所产生的旋变感应电压作为反馈信号，分别以SIN+、SIN-与COS+、COS-的差分信号形式输出至滤波电路30。滤波电路30的输出端与控制电路10的输入端连接，用于对反馈信号进行滤波处理后，将滤波后的反馈信号发送至控制电路10。控制电路10通过模数转换模块进行解码，从而获得角位移和角速度，进而可以确认电动机的状态。

参见图2，作为进一步的实施例，所述激励放大电路20包括激励处理电路21和推挽放大电路22；所述激励处理电路21的输入端与所述控制电路10的输出端连接，所述激励处理电路21的输出端与所述推挽放大电路22的输入端连接，所述推挽放大电路22的输出端与所述原边连接。

其中，激励放大电路20可以包括激励处理电路21和推挽放大电路22，激励处理电路21的输入端与控制电路10连接，用于接收控制信号，该控制信号可以是PWM波。激励处理电路21将PWM波分为两路相位相差180度的正弦波激励信号输出。两路正弦波激励信号均输出至推挽放大电路22。推挽放大电路22的输入端与激励处理电路21连接，其输出端与旋转变压器200的原边连接，推挽放大电路22对所接收到的激励信号进行放大，使得激励信号的电压幅值和功率均达到要求，再将处理后的激励信号发送至旋转变压器200的原边。参见图3，控制电路10发送PWM波至激励处理电路21，激励处理电路21对PWM波进行激励从而获得激励信号，所获得的激励信号发送至推挽放大电路22，推挽放大电路22对激励信号进行放大，使得激励信号的电压幅值和功率均符合旋转变压器200的要求，推挽放大电路22再将放大后的激励信号输出至旋转变压器200的原边，其副边产生相应的反馈信号，反馈信号经滤波电路30的滤波处理后输出至控制电路10的DSADC模块，DSADC模块对反馈信号进行软解码，从而获得电动机的状态信息。

参见图4，作为进一步的实施例，所述激励处理电路21包括第一运放电路211和信号输出电路212；所述第一运放电路211的输入端与所述控制电路10的输出端连接，所述第一运放电路211的输出端与所述信号输出电路212的输入端连接，所述信号输出电路212的输出端与所述推挽放大电路22的输入端连接。

参见图7，进一步地，所述第一运放电路211包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5以及第一运算放大器U1；所述第一电阻R1的一端与所述控制电路10的输出端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述第二电阻R2的一端以及所述第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述信号输出电路212的输入端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第一运算放大器U1的反相输入端连接，所述第三电阻R3的一端与供电电源VCC连接，所述第三电阻R3的另一端分别与所述第一运算放大器U1的同相输入端以及所述第五电阻R5的一端连接，所述第五电阻R5的另一端接地，所述第一运算放大器U1的输出端与所述信号输出电路212的输入端连接。

进一步地，所述第一运放电路211还包括第一电容C1和第二电容C2；所述第一电容C1的一端与所述第四电阻R4连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电阻R2连接；所述第二电容C2的一端与所述供电电源VCC连接，所述第二电容C2的另一端接地。

其中，第一运放电路211包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一运算放大器U1、第一电容C1以及第二电容C2，第一电容C1可以将PWM波由方波波形削减为类正弦波波形，然后将处理后的信号输出至信号输出电路212。

进一步地，所述信号输出电路212包括第一三极管Q1、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8；所述第一三极管Q1的基极与所述激励处理电路21的输出端连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述第七电阻R7的一端连接，所述第七电阻R7的另一端和所述第六电阻R6的一端均与所述推挽放大电路22的输入端连接，所述第六电阻R6的另一端与供电电源VCC连接，所述第一三极管Q1的发射极分别与所述推挽放大电路22的输入端以及所述第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端接地。

其中，第一三极管Q1的基极与激励处理电路21的输出端连接，第一三极管Q1的集电极与第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端和第六电阻R6的一端均与推挽放大电路22的输入端连接，第六电阻R6的另一端与供电电源VCC连接，第一三极管Q1的发射极分别与推挽放大电路22的输入端以及第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端接地。一般情况下，第一运放电路211所输出的输出电流较小，第一三极管Q1处于不完全导通状态，第一三极管Q1的开通程度的不同使得第六电阻R6和第八电阻R8的两端电压不同，激励信号EXC与

参见图5，作为进一步的实施例，所述推挽放大电路22包括第一放大电路221和第二放大电路222，所述第一放大电路221和所述第二放大电路222均包括第二运放电路223和推挽电路224；所述第二运放电路223的输入端与所述激励处理电路21的输出端连接，所述第二运放电路223的输出端与所述推挽电路224的输入端连接，所述推挽电路224的输出端与所述原边连接。

其中，推挽放大电路22包括第一放大电路221和第二放大电路222，且第一放大电路221和第二放大电路222的电路结构相同，均用于放大激励信号。激励处理电路21输出两路激励信号，第一放大电路221用于接收其中一路激励信号，第二放大电路222用于接收另一路激励信号。第一放大电路221和第二放大电路222均包括第二运放电路223和推挽电路224。第二运放电路223用于放大激励信号的电压幅值，推挽电路224用于放大激励信号的功率，使得放大后的激励信号可以达到旋转变压器200的要求。

参见图8，进一步地，所述第二运放电路223包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第三电容C3、第四电容C4以及第二运算放大器U2；所述第九电阻R9的一端与所述激励处理电路21的输出端连接，所述第九电阻R9的另一端与所述第三电容C3的一端连接，所述第三电容C3的另一端与所述第十电阻R10的一端连接，所述第十电阻R10的另一端分别与所述第四电容C4的一端、所述第十一电阻R11的一端以及所述第二运算放大器U2的反相输入端连接，所述第四电容C4的另一端和所述第十一电阻R11的另一端均与所述推挽电路224连接，所述第十二电阻R12的一端与供电电源VCC连接，所述第十二电阻R12的另一端分别与所述第二运算放大器U2的同相输入端以及所述第十三电阻R13的一端连接，所述第十三电阻R13的另一端接地，所述第二运算放大器U2的输出端与所述推挽电路224的输入端连接。

其中，如图8所示，图8为第一放大电路221的结构图，第一放大电路221用于接收一路激励信号EXC，第三电容C3作为隔直电容，激励信号经过隔直电容为，其电压和功率均未达到旋转变压器200的要求，因此，可以经过第二运放电路223先对电压幅值进行放大以使激励信号的电压幅值满足要求。

进一步地，所述推挽电路224包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第十四电阻R14、第十五电阻R15以及第十六电阻R16；所述第二三极管Q2的基极和所述第三三极管Q3的基极均与所述第二运算放大器U2的输出端连接，所述第二三极管Q2的集电极与所述供电电源VCC连接，所述第二三极管Q2的发射极与所述第十四电阻R14的一端连接，所述第三三极管Q3的集电极接地，所述第三三极管Q3的发射极与所述第十五电阻R15的一端连接，所述第十四电阻R14的另一端和所述第十五电阻R15的另一端均与所述第十六电阻R16的一端连接，所述第十六电阻R16的另一端与所述原边连接，所述第十六电阻R16还分别与所述第十一电阻R11以及所述第四电容C4连接。

其中，经过第二运放电路223放大后的激励信号再输入至推挽电路224，由推挽电路224对激励信号的功率进行放大，最终输出放大后的激励信号REF+至旋转变压器200的原边。推挽电路224可以包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第十四电阻R14、第十五电阻R15以及第十六电阻R16；第二三极管Q2的基极和第三三极管Q3的基极均与第二运算放大器U2的输出端连接，第二三极管Q2的集电极与供电电源VCC连接，第二三极管Q2的发射极与第十四电阻R14的一端连接，第三三极管Q3的集电极接地，第三三极管Q3的发射极与第十五电阻R15的一端连接，第十四电阻R14的另一端和第十五电阻R15的另一端均与第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端与原边连接，第十六电阻R16还分别与第十一电阻R11以及第四电容C4连接。第二放大电路222的结构和原理参考第一放大电路221的结构和原理，在此不再赘述。

参见图6，作为进一步的实施例，所述滤波电路30包括第一滤波电路31和第二滤波电路32，所述第一滤波电路31的输入端和所述第二滤波电路32的输入端均与所述旋转变压器200的副边连接，所述第一滤波电路31用于接收所述副边所输出的正弦信号，所述第二滤波电路32用于接收所述副边所输出的余弦信号，所述第一滤波电路31的输出端与所述第二滤波电路32的输出端均与所述控制电路10的输入端连接。

其中，滤波电路30可以包括第一滤波电路31和第二滤波电路32，第一滤波电路31和第二滤波电路32的电路结构相同，以第一滤波结构为例进行说明。如图9所示，图9为第一滤波电路31的电路图，SIN+和SIN-为正弦信号，第一滤波电路31包括第一二极管D1、第一电感L1、第五电容C5、第六电容、第七电容、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4以及第五二极管D5；第一二极管D1和第一电感L1均与副边连接，第五电容C5的一端和第六电容的一端均与第一电感L1连接，第五电容C5的另一端和第六电容的另一端均接地；第一电感L1和第二二极管D2的正极均分别与第七电容的一端、第三二极管D3的负极以及控制电路10的输入端连接，第一电感L1和第五二极管D5的正极均分别与第一电容C1的另一端、第四二极管D4的负极以及控制电路10的输入端连接，第二二极管D2的负极和第五二极管D5的负极均与直流电源的正极连接，第三二极管D3的正极和第四二极管D4的正极均接地。第一二极管D1为TVS二极管，第一电感L1为共模电感，第五电容C5和第六电容为Y电容，第七电容为X电容，用于对共模干扰和差模干扰进行过滤。第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4以及第五二极管D5用于确保输出信号DSIPA和输出信号DSINA的电压值在0+V+之间。第二滤波电路32的电路结构与第一滤波电路31的电路结构相同，区别在于，第二滤波电路32所输出的信号为DSOPA和DSONA。

本发明公开的解码电路，可以通过控制电路发送控制信号，再由激励放大电路对控制信号进行激励和放大处理获得激励信号，旋转变压器根据激励信号产生反馈信号，反馈信号通过滤波电路后输出至控制电路，再由控制电路进行解码获得电动机的状态信息，无需设置专用的解码芯片，降低了成本和维护难度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。