专利名称：一种开关电源激励的空气质量流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流量计，可以应用于汽车空气质量流量计中，也可以作为其他惠 斯顿电桥电路中的一种开关电源激励的流量计。
背景技术：
热式空气流量计传感器部分主要有恒温差式和热分布式两种方法。图1为传统的 恒温差工作方式的空气流量传感器电路，图中Rh为发热电阻，Rk为测温电阻。在恒温差式 方式工作下，运算放大器检测惠斯登电桥的不平衡输出，并将不平衡输出通过三极管反馈 到桥路。在电桥平衡条件下，发热电阻Rh高于测温电阻Rk —个固定值，因而发热电阻Rh 高于环境温度一个固定温差，故称恒温差方式。当空气流过电阻Rh时，将带走一部分热量， 传感器为维持恒定的温度就必须提供比静止空气下更多能量，以维持恒定的温差。Rhl两端 的电压或桥压都是流量的单调上升函数。目前，公知的汽车空气质量传感器电桥激励是用三极管作为功率控制器件，使用 这种激励方法会使三极管发热严重，由于汽车空气质量流量计的工作环境及结构决定了它 不易散热，因而会使整个电路板温度升高，由此带来两方面的问题1.汽车空气流量计要 求的环境温度为-40到120°C，过高的温升将对电路板上的各种器件等级提出更加苛刻的 要求，大大增加元器件成本；2.过高的温升使电路器件的稳漂影响增加，从而降低流量测 量的稳定性和准确性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种低能耗低发热量的开关电源激励的空气质量流量 计。以克服现有的激励方法导致的电路板发热严重的问题。本实用新型所采用的技术方案是该流量计电路包括由发热电阻、测温电阻和精 密电阻组成的惠斯顿电桥和与惠斯顿电桥两平衡电位端连接的运算放大器，其特征是该 流量计电路还包括开关电源电路模块和Rl电阻、R2电阻、R3电阻，所述Rl电阻、R2电阻 和R3电阻的一端都连接到开关电源电路模块的反馈端，Rl电阻的另一端通过电感器连接 到开关电源电路模块的输出端，同时连接至惠斯顿电桥的公共端A，R3电阻的另一端连接 至运算放大器的输出端，R2电阻的另一端连接至开关电源电路模块的电源地引脚。开关电 源电路模块的使能端EN和电源输入端VIN引脚相连，外部通过电源输入端VIN引脚给开关 电源电路模块供电，有电容Cl并联在开关电源电路模块的电源输入端VIN弓丨脚和电源地之 间；开关电源电路模块的COMP引脚连接至电阻Rc的一端，电容Cc和电阻Rc串联后连接至 模拟地。由此构成了开关电源激励的惠斯顿电桥电路，此电路所构成之装置尤其适用于需 要较低能耗和低发热量的场所，如汽车空气质量流量计探头。本实用新型是一种基于开关电源的激励方法，打破了传统的使用发热量大的功率 三极管激励的方式，可以大幅减少电路的发热，从而避免空间狭小的电路板温升带来的问 题，提高流量计的可靠性和测量精度。解决了现有的激励方法导致的电路板发热严重的问题。
图1是本实用新型电路结构示意图，图2是通用的传感器电路结构。图中1-开关电源电路模块，2-输出端，3-反馈端，4-R1电阻，5-R2电阻，6-R3电 阻，7-运算放大器，8-电桥公共端A。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明如图1中所示，所述开关电源激励的空 气质量流量计的流量计电路包括由发热电阻、测温电阻和精密电阻组成的惠斯顿电桥和 与惠斯顿电桥两平衡电位端连接的运算放大器，其特征是该流量计电路还包括开关电源 电路模块1和Rl电阻4、R2电阻5、R3电阻6，所述Rl电阻4、R2电阻和R3电阻的一端都 连接到开关电源电路模块的反馈端，Rl电阻的另一端通过电感器连接到开关电源电路模块 的输出端，同时连接至惠斯顿电桥的公共端A，R3电阻的另一端连接至运算放大器的输出 端，R2电阻的另一端连接至开关电源电路模块的电源地引脚。作为实施例，所述开关电源电路模块1是使用PWM方式或者变频方式输出开关状 态电压的电路模块。使用开关电源电路模块1替代了图2中所示的通用功率三极管激励的 方式。而在图1实施例中的所述开关电源电路模块1是直流_直流开关电源芯片。当惠斯顿电桥桥路不平衡时，运算放大器7输出电压控制开关电源电路模块1的 LX输出端2引脚输出相应占空比的PWM波，从而使桥路达到平衡状态并维持它的平衡。通 过适当选取Rl电阻，电阻R2，电阻R3的值，可以控制运算放大器7的输出电压和开关电源 电路模块1的LX输出端2引脚的输出电压之间的关系以及它们的电源输出范围。即是说， 该电路实现了电压控制PWM的功能。而且开关电源电路模块的功耗很低，发热量很小。打 破了传统的使用发热量大的功率三极管激励的方式，可以大幅减少电路的发热，从而避免 空间狭小的电路板温升带来的问题，提高流量计的可靠性和测量精度。解决了现有的激励 方法导致的电路板发热严重的问题。本实用新型的激励电路除可以采用图1中所示的具体开关电源芯片A0Z1010夕卜， 还可以使用功能类似其他开关电源芯片，如ACT4012、ZA3020、MP1410等芯片。
权利要求一种开关电源激励的空气质量流量计，所述流量计电路包括由发热电阻、测温电阻和精密电阻组成的惠斯顿电桥和与惠斯顿电桥两平衡电位端连接的运算放大器，其特征是该流量计电路还包括开关电源电路模块(1)和R1电阻(4)、R2电阻(5)、R3电阻(6)，所述R1电阻(4)、R2电阻(5)和R3电阻(6)的一端都连接到开关电源电路模块(1)的反馈端(3)，R1电阻(4)的另一端通过电感器连接到开关电源电路模块(1)的输出端(2)，同时连接至惠斯顿电桥的公共端A(8)，R3电阻(6)的另一端连接至运算放大器(7)的输出端，R2电阻(5)的另一端连接至开关电源电路模块(1)的电源地引脚。
2.根据权利要求1所述的开关电源激励的空气质量流量计，其特征是所述开关电源 电路模块(1)是使用PWM方式或者变频方式输出开关状态电压的电路模块。
3.根据权利要求1所述的开关电源激励的空气质量流量计，其特征是所述开关电源 电路模块(1)是直流_直流开关电源芯片。
专利摘要一种开关电源激励的空气质量流量计，该探头电路包括一个开关电源电路模块和R1电阻、R2电阻、R3电阻，所述R1电阻、R2电阻和R3电阻的一端都连接到开关电源电路模块的反馈端，R1电阻的另一端通过电感器连接到开关电源电路模块的输出端，同时连接至惠斯顿电桥的公共端A，R3电阻的另一端连接至运算放大器的输出端。本实用新型打破了传统的使用发热量大的功率三极管激励的方式，可以大幅减少电路的发热，从而避免空间狭小的电路板温升带来的问题，提高流量计的可靠性和测量精度。解决了现有的激励方法导致的电路板发热严重的问题。
文档编号G01F1/68GK201688873SQ20092008726
公开日2010年12月29日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者修婉靖, 柳青, 王红玲 申请人:武汉华瑞同创科技有限公司