旋轉(zhuǎn)變壓器sensor廣泛應(yīng)用在電機(jī)系統(tǒng)中。本篇介紹瑞薩針對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的電機(jī)控制方案。

旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的電磁理論基礎(chǔ)同普通變壓器基本相似。請(qǐng)看下圖示例：

主要由勵(lì)磁繞組，正弦繞組和余弦繞組構(gòu)成。正、余弦繞組根據(jù)極對(duì)數(shù)設(shè)計(jì)，交替繞制。勵(lì)磁繞組相當(dāng)于變壓器的原邊，通過激勵(lì)電壓產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，正、余弦繞組相當(dāng)于變壓器的副邊，產(chǎn)生感應(yīng)電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子凸起部引起副邊磁通量發(fā)生周期性變化，副邊繞組將產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子位置變化有關(guān)的電壓脈沖信號(hào)。解析這組脈沖信號(hào)，可以獲得轉(zhuǎn)子的位置信息。

通過上面原理的講解可以看到，旋轉(zhuǎn)變壓器sensor在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中，交變的電磁信號(hào)可根據(jù)位置信息同步高速變化，為電機(jī)控制提供高精度的位置信息。其結(jié)構(gòu)主要由繞線和硅鋼等實(shí)現(xiàn)，所以比起其他的sensor，具有高可靠性，耐高低溫，防水防塵，抗震動(dòng)，抗強(qiáng)電磁干擾，低成本等優(yōu)點(diǎn)。

但是旋轉(zhuǎn)變壓器sensor輸出的電壓信號(hào)類似魚尾紋，如果直接由MCU接收后解析，將占用MCU很大的負(fù)荷。所以行業(yè)內(nèi)普遍的方案是，增加一個(gè)專門解析旋變信號(hào)的IDC，接收旋變正、余弦繞組輸出信號(hào)后，解析位置信號(hào)，再輸出給MCU，以提高系統(tǒng)效率。

控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理，如下框圖所示：

RX MCU發(fā)出兩路相位相差60度的方波，經(jīng)過整流電路轉(zhuǎn)化為正弦激勵(lì)信號(hào)，輸入到IDC激勵(lì)引腳CARRIER。

RDC內(nèi)部電路處理后，生成激勵(lì)信號(hào)輸入到resolver勵(lì)磁繞組。

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，正、余弦繞組繞組將產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子位置變化有關(guān)的電壓脈沖信號(hào)?？蓪⒋藘山M信號(hào)的正負(fù)相，分別輸入到IDC的XA（B）P（N）引腳。

將兩組電壓脈沖信號(hào)輸入到IDC后，經(jīng)過IDC的解析，會(huì)輸出帶有位置結(jié)果信息的方波給到MCU。MCU僅需檢測(cè)新方波信號(hào)的相移，即可獲得位置結(jié)果。大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

特別的，瑞薩IDC內(nèi)部有放大、濾波和矯正電路，可以實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，可以大大提高信號(hào)的可靠性。經(jīng)內(nèi)部測(cè)試，應(yīng)用瑞薩IDC可降低角度轉(zhuǎn)化誤差在±0.2度以內(nèi)。

針對(duì)不同的使用場(chǎng)景，瑞薩提供兩個(gè)具體方案。

一個(gè)是resolver+stepping_motor樣例工程，也就是對(duì)應(yīng)本體為步進(jìn)電機(jī)，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的場(chǎng)景。

一個(gè)是resolver+BLDC樣例工程，也就是對(duì)應(yīng)本體為BLDC電機(jī)，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的場(chǎng)景。

樣例工程可在瑞薩發(fā)布的樣件上運(yùn)行，可供客戶熟悉芯片性能、軟件工程和在此基礎(chǔ)上拓展開發(fā)。

針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可選用型號(hào)為RTK0EMX270S01020BJ（RX Evaluation System for Stepping Motor with Resolver），對(duì)應(yīng)resolver+stepping_motor方案開發(fā)，或者選用型號(hào)為RTK0EMX270S00020BJ（用于BLDC電機(jī)的RX評(píng)估系統(tǒng)），對(duì)應(yīng)BLDC方案開發(fā)。

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本文介紹了，瑞薩針對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器sensor，這種應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案。包括旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的一般應(yīng)用原理，瑞薩MCU方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)原理，樣例代碼位置。方便客戶快速導(dǎo)入并應(yīng)用于系統(tǒng)工程的建立。