英飞凌TC37X-TC38X-系列之电机旋变软解码

电机旋变软解码

下面和大家分享一下英飞凌系列单片机旋变软解码实际项目测试的波形及简要说明，为做电机开发的同学提供一点参考学习的资料。

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目录

电机旋变软解码

前言

一、DSADC旋变软解码框图

二、DSADC模块示波器波形测试

1.示波器测试到的励磁激励信号

2.示波器测试到的SIN和COS信号（旋变输出端）

3.示波器测试到的SIN和COS信号（进入到TC3xx端）

三、DSADC模块VX1000波形测试

总结

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前言

随着电动汽车的发展，电机控制在新能源汽车领域应用是不可或缺的一个重要零部件之一，目前，英飞凌芯片TC2XX、TC3XX做电机控制器的比较多，可能选择英飞凌的一个最主要的原因可能是因为DSADC旋变软解码方案，本人之前在工业行业里做过电机控制，深深的了解到一个成熟稳定的电机角度获取方案对电机做FOC控制的重要性。下面针对DSADC模块在实际项目调试过程中测试到的一些数据做一些简要记录。

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一、DSADC旋变软解码框图

 图1

如上图1可以了解到，DSADC模块通过内部发送励磁激励信号给到旋转变压器，旋转变压器输出SIN和COS两对差分信号，把SIN和COS两对差分信号经过调理电路之后输入给DSADC模块，DSADC模块对SIN和COS进行采集获取电机角度，DSADC还可以采集时间戳对角度进行补偿。

以上，对于英飞凌芯片来说，一对输出，两队输入就可以搞定电机角度，其中一对输出是指的励磁激励信号（9.765K）两对输入分别是SIN的差分对和COS的差分对，原理很简单，对于刚刚接触旋变软解码的同学来说，调试比较麻烦，麻烦的是调试此功能必须带上永磁同步电机和旋转编码器在电机台架上进行，同时还要有成熟的FOC算法来支撑。

本人在开发实际项目过程中，DSADC模块都是采用MCAL配置开发实现的，TC2XX系列的DSADC模块整理配置比较简单，而TC3XX系列的DSADC模块配置参数要多余TC2XX系列，配置的参数多少有一些差异，但本人感觉TC3XX系列的DSADC模块功能更强大，比如，获取时间戳部分，TC2XX系列不是很友好，TC3XX系列在产生一次结果以后，有一个专门的一个寄存器记录时间戳，可以直接拿来使用，感谢英飞凌对客户的关爱。

 下面就针对实际项目中的DSADC模块的输出和输入信号的波形进行展示，输出的励磁激励信号、输入的SIN的差分信号通过差分探头进行测试，而通过DSADC模块采集到的SIN和COS、时间戳通过VECTOR的VX1000系列进行实时100us数据采集观察。

二、DSADC模块示波器波形测试

1.示波器测试到的励磁激励信号

图2

如上图2所示，此组波形测试旋变编码器上的波形，用差分探头一个测试励磁的正，一个测试励磁的负端，可以看到此处的波形大概属性是频率是9.765K，峰峰值在15-16V左右。

2.示波器测试到的SIN和COS信号（旋变输出端）

 

图3

 如上图3所示，此组波形测试旋变编码器上的SIN波形，用差分探头一个SIN正，一个测试SIN负端，可以看到此处的波形大概属性是频率是9.765K，峰峰值在4.4V左右。

SIN和COS波形频率相同，峰峰值相同，SIN和COS相位不同，由于差分探头的数量不够，目前只能测试一组，两组以后在测试。

3.示波器测试到的SIN和COS信号（进入到TC3xx端）

 

图4

如上图4所示，此组波形测试进入TC3XX芯片引脚的SIN波形，用差分探头一个SIN正，一个测试SIN负端，可以看到此处的波形大概属性是频率是9.765K，峰峰值在4.2V左右。

图4和图3本质上没有差异，在实际项目中旋变出来的信号要经过硬件调理电路在输入给TC3XX芯片，从两个波形上来看，SIN的幅值不同，进入到TC3XX的信号峰峰值有效范围在5V以内（正负2.5V）。

三、DSADC模块VX1000波形测试

DSADC模块的代码是通过MCAL进行配置开发的，本文不详细描述MCAL配置过程，下面展示一下通过VX1000模块对SIN和COS、时间戳进行实时采集。

红色和绿色是SIN和COS采集到的原始值，最下面的黄色是时间戳。此图不过瘾，在来几组。

此图看这还比较清晰。

以上所有采集的SIN和COS原始值是在10K的频率下进行采集的，故上图红色框中有一个小平台，就是连续两个点的SIN和COS值相等，感兴趣的同学可以思考一下为什么,这里可以明确的是，这个小平台在10K的频率下是真实存在的。

时间戳的波形很好看，一个锯齿波。

最后一张图，此图是旋变编码器静止时的波形，可以看出SIN和COS几乎没有变化，而时间戳还是个锯齿波，感兴趣的同学可以思考一下为什么。

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总结

本人目前一直致力于英飞凌芯片的电机控制专业方向，感兴趣的同学可以加微，一起学习探讨DSADC旋变软解码。以上，是本人实际开发项目中测试的波形数据，可能有误，给您带来的困扰望见谅。