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

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。請看下圖示例：

主要由勵磁繞組，正弦繞組和余弦繞組構(gòu)成。正、余弦繞組根據(jù)極對數(shù)設(shè)計，交替繞制。勵磁繞組相當于變壓器的原邊，通過激勵電壓產(chǎn)生交變磁場，正、余弦繞組相當于變壓器的副邊，產(chǎn)生感應(yīng)電壓。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，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。解析這組脈沖信號，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在電機旋轉(zhuǎn)過程中，交變的電磁信號可根據(jù)位置信息同步高速變化，為電機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，抗強電磁干擾，低成本等優(yōu)點。

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

控制系統(tǒng)總體設(shè)計原理，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)化為正弦激勵信號，輸入到IDC激勵引腳CARRIER。

RDC內(nèi)部電路處理后，生成激勵信號輸入到resolver勵磁繞組。

當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，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?？蓪⒋藘山M信號的正負相，分別輸入到IDC的XA（B）P（N）引腳。

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

特別的，瑞薩IDC內(nèi)部有放大、濾波和矯正電路，可以實時對信號進行補償，可以大大提高信號的可靠性。經(jīng)內(nèi)部測試，應(yīng)用瑞薩IDC可降低角度轉(zhuǎn)化誤差在±0.2度以內(nèi)。

針對不同的使用場景，瑞薩提供兩個具體方案。

一個是resolver+stepping_motor樣例工程，也就是對應(yīng)本體為步進電機，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的場景。

一個是resolver+BLDC樣例工程，也就是對應(yīng)本體為BLDC電機，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)變壓器sensor的場景。

樣例工程可在瑞薩發(fā)布的樣件上運行，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)。

針對不同的應(yīng)用場景，可選用型號為RTK0EMX270S01020BJ（RX Evaluation System for Stepping Motor with Resolver），對應(yīng)resolver+stepping_motor方案開發(fā)，或者選用型號為RTK0EMX270S00020BJ（用于BLDC電機的RX評估系統(tǒng)），對應(yīng)BLDC方案開發(fā)。

樣件購買可登錄瑞薩官方網(wǎng)站，或咨詢當?shù)卮砩獭?/p>

本文介紹了，瑞薩針對旋轉(zhuǎn)變壓器sensor，這種應(yīng)用場景的解決方案。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。