利用MCU產生EV汽車主驅的旋變軟解碼中所需的勵磁模擬弦波信號

     在汽車主驅針對驅動電機位置的判斷, 在採用旋變軟解碼方式來處理時，其中Resolver的勵磁信號需要由 MCU 來產生一個模擬弦波信號來提供判斷，現採用ST Stellar SR6P6 及下列電路來產生其所需要勵磁模擬弦波信號 Sinewave 10KHz的信號來說明介紹。

 1. 原理框架說明：
     1.1 如下圖所示，左側為我們 MCU 勵磁信號 EXT+ 及 EXT- 的調製信號產生輸出，經過中間放大電路及濾波電路，最終將其勵磁信號 Sinewave EXT_HV+ 及 EXT_HV- 的信號產生出來，最終再輸出到Resolver的電路來給予旋變軟解碼使用
     1.2其中 MCU EXT+ 與 MCU EXT- 互為反向的 Sinewave 調製信號
     1.3放大倍率為 R2/R1 及 R4/R3 來決定


      1.4 Sinewave濾波頻率由 R1,C1 及 R3,C2 來決定


     1.5 中點參考電壓准位則由 Vref=R5/(R5+R6) 來決定
     
     最終產生出 EXT_HV+ 及相反的 EXT_HV- 的 Sinewave 10KHz, Vpp=10V 的信號來提供給 Resolver 使用

圖1 功能原理說明

2. 程序配置:

     2.1: 配置相關的GTM CMU, ATOM, DTM 模塊來產生所需要的勵磁頻率 f=10KHz 的時間周期

        (1) CMU_CLK=200MHz

        (2) Period=333

        (3) Sinewave Table=30(採樣點)

        (4) Ext+ & Ext- 正反向信號疊加=2

             最終得到勵磁信號 f 如下

圖2. GTM時鐘配置

圖3. Atom時鐘配置

    2.2: 配置 ATOM4_CH1 及ATOM4_CH1N I/O 給與勵磁信號輸出雙路, 使其具備有同步並反向信號輸出

圖4. MCU 勵磁信號輸出腳位配置

  2.3 配置PSM，使其調製具備弦波的輸出調製信號

         (1) 配置 Sinewave Table 30 個採樣點

圖5. MCU 勵磁 Sinewave Table配置 

         (2) PSM 初始化配置

圖6. PSM 初始化配置

3. 實驗結果：MCU輸出 Sinewave 調製信號MCU EXT+ 及 EXT- 得到輸出Sinewave 調製信號，且互為反向，輸出波形如下:

圖7. MCU勵磁信號調製 Sinewave 輸出結果

4. 最終輸出結果: MCU EXT+ 及 EXT- 經由搭配運放 ST TSB582IYDT放大及濾波電路，
     4.1其中通過濾波電路 R1C1及 R3C2將其 EXT_HV+ & EXT_HV- 的調製信號過濾出 10KHz 的 Sinewave 波形
     4.2 另外通過放大電路的R2/R1 及R4/R3 將其 Sinewave 的電壓放大到所需要的 Vpp=10V 的需求

     最終得到我們想要的勵磁 Sinewave 10KHz, Vpp=10V 的輸出信號結果如下

圖8. 最終勵磁信號 Sinewave輸出結果

結論: 經此 SR6P6 相關程序配置及實驗驗證，順利產生出旋變軟解碼所需要的勵磁模擬弦波Sinewave 10KHz， Vpp=10V信號輸出，可用來滿足汽車主驅電路中的旋變軟解碼的勵磁模擬弦波訊號需要。