一文知道旋转变压器的工作原理

旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。通常副边会使用两个绕组线圈，互成 90°放置在转子上，如图 1 所示，

图 1

在实际的使用中，转子会随同电机做同轴旋转，即转子的角度速度以及位置就表征了电机的相应状态。若我们在定子上施加正弦励磁信号 VR，则该交流能量通过原边线圈会产生磁通量Φ，则在理想状况下，该磁通量会在副边产生感应电压，VS 和 VC。则通过法拉第电磁感应定律可得到 VS 和 VC 以及角度Θ的关系如下：

由此我们可知，若可知道施加激励 VR 以及得到的响应 VS 与 VC 的实时信息，则可根据上述公式得到角度和速度的信息。在知道 Resolver 的基本工作原理后，为了得到角度、速度信息，并提供给 DSP 进行算法参考， 我们需要以下功能电路资源辅助 Resolver 工作，以实现期待的功能：

DAC（Digital to Analog Converter）电路：提供励磁正弦信号 VR。励磁频率通常在 10kHz 到 20kHz。

Boost 升压电路：将励磁信号电压幅度提高。通常 Resolver 接收的励磁信号通常有 4Vrms，7Vrms 等。同时在应用过程中还需要给系统提供一个共模电压，因此这就需要对 DAC 的输出信号进行一定的放大。

励磁放大前级电路：在对 DAC 输出的励磁信号进行功率放大前，往往需要利用运放搭建电路对 DAC 的输出进行滤波以及施加共模电压。

励磁功率放大电路：将励磁信号驱动能力放大，具体驱动能力需要看 Resolver 的规格。通常需要 100mA~300mA。

副边信号调理电路：将转子感应到的信号 VS/VC 进行滤波以及调理到 ADC 可以接受的信号范围。

ADC（Analog-to-digital converter）：如基本原理所介绍，我们需要将 VS/VC/VR 的模拟信号转换成数字信号，供 RDC 进行角度和速度的计算。

RDC（Resolver-to-digital converter）：执行算法，将转子和定子的输出和感应的数字信号执行算法，计算出速度和角度信息，并输出给 DSP 的 CPU 进行电机算法参考。

可以看出，要实现旋变解码，并不是一件容易的事情。