[發明專利]用于電磁流量計的勵磁電路

在審

• 申請號: 201610000813.X
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105651348A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 查華明;方毅;張藝耀
• 申請（專利權）人: 德陽市新泰自動化儀表有限公司
• 主分類號: G01F1/60
• 分類號: G01F1/60
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張吉

技術領域

本發明涉及電磁流量計技術，尤其涉及電磁流量計傳感器線圈采用開關模式恒定電流勵磁電路。

背景技術

電磁流量計是一種用于測量流體流量的儀表。勵磁電路是電磁流量計不可缺少的重要組成部分，其作用是產生大小和時序受控的勵磁電流，來激勵傳感器線圈，從而產生磁場。流體在管道中切割磁力線，在信號電極兩端產生感應電動勢，感應電動勢的大小與磁感應強度、流體的流速與正比。

現有的電磁流量計都是通過控制勵磁電流來實現保持磁場強度恒定，電磁流量計所采用用的現有的典型勵磁電路都包括電源、恒流源產生回路，及用于控制電流方向的H橋及其相關控制回路。

圖2為傳統電磁流量計所采用的一種現有典型勵磁電路，該電路中V+為H橋電源為傳感器線圈供電，VCC為線性恒流電路供電，（Ai）框內為線性恒流源電路，運算放大器U1、三極管Q、電流采樣電阻Ri、基準電源源R1和D1一起組成線性恒流源電路。Li1為傳感器線圈。Hi為H橋電路部分。U0為H橋控制電路。這種傳統的線性恒流方式，該方法由于經過三極管Q的電流和其兩端的電壓降都很大，因此功率損失極大。該方法需要使用散熱器，從而增加了系統成本和電路板尺寸和電磁流量計的整體功耗。

另有中國專利號為：201380013712.0，公開了一種電磁流量計的勵磁電路，切換電路(11)基于勵磁信號(SA、SB)，通過二極管(D1、D2)將從電流輸入端子(Tin)向電流輸出端子(Tout)流動的驅動電流作為勵磁電流(Iex)向勵磁線圈(L)切換供給，充放電電路(13)通過二極管電橋(DB)將來自勵磁線圈(L)的反電動勢充電至電容元件(C)，通過高耐壓狀態的(SW1、SW2)，與勵磁電流(Iex)的極性相符合地、將來自電容元件(C)的放電電流供給至勵磁線圈(L)。由此，能夠回避由高電壓導致的開關電路的損傷，同時有效地利用勵磁線圈的反電動勢，使勵磁電流的上升快速進行。上述專利的恒流電路采用運算放大器和晶體管組成模擬線性恒流電路，其同樣存功率損失極大，需要使用散熱器，散熱器所產生的熱量會使電路板溫度升高，對電路板性能有一定影響，由于使用散熱器，電路板尺寸會增加，其電路設計的整體成本高，最關鍵的是由于損失的無用功率大對電磁流量計的整體功耗增加很多。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種用于電磁流量計的勵磁電路，其目的是提供一種基于開關模式恒定電流電路來替代傳統的線性模式恒定電流電路，從而消除使用線性電流源的功率損失，并可極大地改善系統性能。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

用于電磁流量計的勵磁電路，包括恒流電路、傳感線圈、H橋電路，H橋電路控制回路，所述恒流電路通過H橋電路為傳感線圈提供恒定的電流，所述H橋電路控制回路的各個控制信號輸出端分別接到H橋電路的各個控制端，所述傳感線圈的兩端分別接到H橋電路的兩個輸出端，其特征在于：所述的恒流電路為開關模式恒流電路，它包括開關驅動芯片、啟動電路、開關頻率選擇電路、誤差放大補償電路、輸出濾波電路和升壓電路，開關驅動芯片的輸出端通過輸出濾波電路連接到H橋電路的正輸入，H橋電路的負輸入通過電流采樣電阻接地，開關驅動芯片通過電流采樣電阻采集電流信號，所述啟動電路一端與開關驅動芯片連接，另一端與接地電位連接，所述開關頻率選擇電路一端與開關驅動芯片連接，另一端與接地電位連接，所述誤差放大補償電路一端與開關驅動芯片連接，另一端與接地電位連接；所述升壓電路一端與開關驅動芯片輸出引腳相連，另一端與開關驅動芯片升壓引腳相連。

所述啟動電路包括啟動電阻R1、R2、R3和穩壓二極管D1，所述啟動電阻R1、R2、R3串聯，其一端與啟動電源VCC連接，另一端與接地電位GND連接，開關驅動芯片的6腳連接在啟動電阻R2、R3之間，所述穩壓二極管D1的陰極端子連接到啟動電阻R1、R2之間，穩壓二極管D1的陽極端子與接地電位GND連接。

所述開關頻率選擇電路包括選擇電阻R4，所述選擇電阻R4的一端與開關驅動芯片的5腳連接，另一端與接地電位GND連接。

所述的誤差放大補償電路包括補償電阻R5與補償電容C4，所述補償電阻R5與補償電容C4串聯，補償電阻R5的一端與開關驅動芯片的2腳連接，補償電容C4的另一端與接地電位GND連接。