[發明專利]電機位置編碼器信號抗干擾傳輸電路及轉子位置檢測方法

在審

• 申請號: 202010611081.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111697767A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 李鵬;彭智民
• 申請（專利權）人: 南京元晨微電子科技有限公司
• 主分類號: H02K11/02
• 分類號: H02K11/02;H02K11/21;H02K11/30;H02P6/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

本發明公開了一種電機位置編碼器信號抗干擾傳輸電路及轉子位置檢測方法，電路包括編碼器主板和直流無刷電機控制器；編碼器主板包括編碼器處理芯片、編碼器協處理單片機、線圈模塊和轉子位置碼盤，轉子位置碼盤和線圈模塊同軸相對放置；轉子位置檢測方法包括如下內容：編碼器處理芯片通過轉子位置碼盤和線圈模塊獲取轉子位置角度值，編碼器協處理單片機對轉子位置角度值進行信號變換，通過編碼器傳輸電纜將包含當前轉子位置角度值的差分PWM信號傳輸到直流無刷控制器，由直流無刷控制器完成無刷電機轉子的位置反饋。本發明能夠準確地將轉子角度位置信號反饋給直流無刷電機控制器，具有較強的穩定性、抗干擾強和魯棒性，適用于各種電動車運行環境。

技術領域

本發明涉及電機信號傳輸電路，具體涉及一種電動車電機位置編碼器信號抗干擾傳輸電路，同時還涉及一種電機轉子位置檢測方法。

背景技術

目前以蓄電池組供電的電動二輪車、電動三輪車電機均采用直流無刷電機作為動力輸出。直流無刷電機需要配套直流無刷電機控制器才能運轉，通常需要在直流無刷電機內部安裝3個霍爾元件作為電機轉子位置傳感器，將轉子角度位置信號反饋給直流無刷電機控制器使用。

直流無刷電機控制器通過信號線給安裝在電機內部的三個霍爾元件供電，霍爾元件檢測到的轉子位置信號再通過信號線傳輸到直流無刷電機控制器。

當電動二輪車、電動三輪車處于震動大，溫度高，濕度大，高粉塵和鹽堿腐蝕等惡劣的運行環境下時，傳輸轉子位置的霍爾信號線極易受到損害，導致信號傳輸不良，直流無刷電機控制器不能輸出正確的控制電流，引發過流故障停車，甚至出現燒毀直流無刷電機控制器等嚴重后果，整個電動二輪車、電動三輪車行業都面臨著這個問題，目前尚未得到解決，產品返修率居高不下。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種安全可靠的電動車電機位置編碼器信號抗干擾傳輸電路，本發明的另一目的是提供一種能夠快速精確獲取電機轉子位置信號的轉子位置檢測方法。

技術方案：一種電機位置編碼器信號抗干擾傳輸電路，包括編碼器主板和直流無刷電機控制器，兩者通過編碼器傳輸電纜連接；所述編碼器主板包括編碼器處理芯片、編碼器協處理單片機、線圈模塊和轉子位置碼盤，所述轉子位置碼盤和線圈模塊同軸相對放置，可選的，所述轉子位置碼盤采用環形印刷電路板或者金屬碼盤。所述直流無刷電機控制器包括主控單片機，所述主控單片機內置比較器；編碼器協處理單片機的PWM 信號正端連接所述比較器的正端，編碼器協處理單片機的PWM信號負端連接所述比較器的負端。

進一步的，所述線圈模塊包括激勵線圈、正弦接收線圈和余弦接收線圈；所述正弦接收線圈與余弦接收線圈呈放射狀均勻交替地布置在激勵線圈的內側；所述正弦接收線圈、余弦接收線圈所圍圓的直徑和所述轉子位置碼盤的外徑適配；所述編碼器處理芯片的諧振信號正端和激勵線圈的正輸入端連接，編碼器處理芯片的諧振信號負端和激勵線圈的負輸入端連接；所述編碼器處理芯片的傳感器余弦負輸入端和余弦接收線圈的負輸入端連接，編碼器處理芯片的傳感器余弦正輸入端和余弦接收線圈的正輸入端連接，編碼器處理芯片的傳感器正弦負輸入端和正弦接收線圈的負輸入端連接，編碼器處理芯片的傳感器正弦正輸入端和正弦接收線圈的正輸入端連接。

進一步的，所述編碼器傳輸電纜包括第一編碼器傳輸電纜線和第二編碼器傳輸電纜線；所述編碼器主板還包括第一信號電流差分傳輸電阻R6和第二信號電流差分傳輸電阻R7；所述直流無刷電機控制器包括第三信號電流差分傳輸電阻R8、第四信號電流差分傳輸電阻R10和第五信號電流差分傳輸電阻R11，所述第三信號電流差分傳輸電阻 R8設于第一編碼器傳輸電纜線和第二編碼器傳輸電纜線之間；編碼器協處理單片機的 PWM信號正端經第一信號電流差分傳輸電阻R6、第一編碼器傳輸電纜線以及第四信號電流差分傳輸電阻R10連接比較器正端，所述編碼器協處理單片機的PWM信號負端經第二信號電流差分傳輸電阻R7、第二編碼器傳輸電纜線以及第五信號電流差分傳輸電阻R11連接比較器負端。