一种用于电磁流量计的励磁电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电磁流量计技术，尤其涉及电磁流量计传感器线圈采用开关模式恒定电流励磁电路。
【背景技术】
[0002 ]电磁流量计是一种用于测量流体流量的仪表。励磁电路是电磁流量计不可缺少的重要组成部分，其作用是产生大小和时序受控的励磁电流，来激励传感器线圈，从而产生磁场。流体在管道中切割磁力线，在信号电极两端产生感应电动势，感应电动势的大小与磁感应强度、流体的流速与正比。
[0003]现有的电磁流量计都是通过控制励磁电流来实现保持磁场强度恒定，电磁流量计所采用用的现有的典型励磁电路都包括电源、恒流源产生回路，及用于控制电流方向的H桥及其相关控制回路。
[0004]图2为传统电磁流量计所采用的一种现有典型励磁电路，该电路中V+为H桥电源为传感器线圈供电，VCC为线性恒流电路供电，(Ai )框内为线性恒流源电路，运算放大器U1、三极管Q、电流采样电阻R1、基准电源源Rl和Dl—起组成线性恒流源电路。Lil为传感器线圈。Hi为H桥电路部分。UO为H桥控制电路。这种传统的线性恒流方式，该方法由于经过三极管Q的电流和其两端的电压降都很大，因此功率损失极大。该方法需要使用散热器，从而增加了系统成本和电路板尺寸和电磁流量计的整体功耗。
[0005]另有中国专利号为:201380013712.0，公开了一种电磁流量计的励磁电路，切换电路(11)基于励磁信号(SA、SB)，通过二极管(D1、D2)将从电流输入端子(Tin)向电流输出端子(Tout)流动的驱动电流作为励磁电流(I ex)向励磁线圈(L)切换供给，充放电电路(I 3)通过二极管电桥(DB)将来自励磁线圈(L)的反电动势充电至电容元件(C)，通过高耐压状态的(SWl、SW2)，与励磁电流(Iex)的极性相符合地、将来自电容元件(C)的放电电流供给至励磁线圈(L)。由此，能够回避由高电压导致的开关电路的损伤，同时有效地利用励磁线圈的反电动势，使励磁电流的上升快速进行。上述专利的恒流电路采用运算放大器和晶体管组成模拟线性恒流电路，其同样存功率损失极大，需要使用散热器，散热器所产生的热量会使电路板温度升高，对电路板性能有一定影响，由于使用散热器，电路板尺寸会增加，其电路设计的整体成本高，最关键的是由于损失的无用功率大对电磁流量计的整体功耗增加很多。
【实用新型内容】
[0006]为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种用于电磁流量计的励磁电路，其目的是提供一种基于开关模式恒定电流电路来替代传统的线性模式恒定电流电路，从而消除使用线性电流源的功率损失，并可极大地改善系统性能。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]—种用于电磁流量计的励磁电路，包括恒流电路、传感线圈、H桥电路，H桥电路控制回路，所述恒流电路通过H桥电路为传感线圈提供恒定的电流，所述H桥电路控制回路的各个控制信号输出端分别接到H桥电路的各个控制端，所述传感线圈的两端分别接到H桥电路的两个输出端，其特征在于:所述的恒流电路为开关模式恒流电路，它包括开关驱动芯片、启动电路、开关频率选择电路、误差放大补偿电路、输出滤波电路和升压电路，开关驱动芯片的输出端通过输出滤波电路连接到H桥电路的正输入，H桥电路的负输入通过电流采样电阻接地，开关驱动芯片通过电流采样电阻采集电流信号，所述启动电路一端与开关驱动芯片连接，另一端与接地电位连接，所述开关频率选择电路一端与开关驱动芯片连接，另一端与接地电位连接，所述误差放大补偿电路一端与开关驱动芯片连接，另一端与接地电位连接;所述升压电路一端与开关驱动芯片输出引脚相连，另一端与开关驱动芯片升压引脚相连。
[0009 ] 所述启动电路包括启动电阻R1、R2、R3和稳压二极管DI，所述启动电阻R1、R2、R3串联，其一端与启动电源VCC连接，另一端与接地电位GND连接，开关驱动芯片的6脚连接在启动电阻R2、R3之间，所述稳压二极管Dl的阴极端子连接到启动电阻R1、R2之间，稳压二极管DI的阳极端子与接地电位GND连接。
[0010]所述开关频率选择电路包括选择电阻R4，所述选择电阻R4的一端与开关驱动芯片的5脚连接，另一端与接地电位GND连接。
[0011]所述的误差放大补偿电路包括补偿电阻R5与补偿电容C4，所述补偿电阻R5与补偿电容C4串联，补偿电阻R5的一端与开关驱动芯片的2脚连接，补偿电容C4的另一端与接地电位GND连接。
[0012]所述的输出滤波电路包括输出滤波电感LI和输出滤波电容Cl，输出滤波电感LI的一端与连接到H桥电路的正输入，所述输出滤波电容Cl的一端连接到输出滤波电感LI与H桥电路的正输入之间，另一端与接地电位GND连接，开关驱动芯片的8脚连接到输出滤波电感Ll0
[0013]所述升压电路包括升压电容C2，所述升压电容C2连接在开关驱动芯片的输出引脚8脚和升压引脚10脚之间。
[0014]还包括电源滤波电容C3，所述的电源滤波电容C3的一端与开关驱动芯片的11脚连接，另一端分别与开关驱动芯片的12脚和接地电位GND连接。
[0015]本实用新型具有以下优点:
[0016]1、本实用新型开关模式恒流的输入电压为直流电压源，开关驱动芯片按电路中所调整的固定频率把输入的直流电压源转换成相应频率的开关电压源输出，经过输出滤波电路加到H桥输入端的电压同样为线性变化的电压源，恒流回路通过电流采样电阻获得与电流成正比的电压信号反馈到开关驱动芯片进行对固定频率的占空比进行调整，从而使输出到传感器线圈的电流恒定，消除使用线性电流源的功率损失。
[0017]2、本实用新型的启动电路，启动功能用于系统上电是给Ul—个上电启动信号，使电路正常工作。
[0018]3、本实用新型的开关频率选择电路由Ul内部的电路和Ul的5脚外接电阻R4组成振荡电路，R4电阻值的大小直接确定其振荡频率值，也就相当于确定了开关频率大小。
[0019]4、本实用新型的误差放大补偿电路，其功能主要用于补偿外部电流检测环路，精确调整固定开关频率的占空比以将输出电流调节到所需值。
[0020]5、本实用新型的输出滤波电路为LC滤波电路结构形式，其电路优点是适用于负载电流较大，要求输出电压脉动较小的场合，由于Ul所产生的开关频率很高，传感器线圈的驱动电流一般为几百毫安，因此用这种LC滤波电路结构形式非常适合。
[0021]6、本实用新型的电容C3为Ul内部电路供电的电源滤波电容，Ul的11脚为Ul内部低压差调节器的输出，此引脚为内部控制器和驱动器电路供电，在此引脚与电源地之间接一电容C3进行供电滤波，使其内部电路更加稳定可靠的工作。
[0022]7、本实用新型的述电容C2为升压电容，与开关驱动芯片内部电路组成升压电路，其作用是当开关驱动芯片工作在高占空比条件下时实现高效率输出。其连接在开关驱动芯片S(SW)脚和1(BST)之间的升压电容C2和功能很重要，因为它关系到整个电路的轻负载功能和效率。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的电路结构不意图；
[0024]图2为现有技术的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对实用新型做进一步的说明:
[0026]实施例1
[0027 ]如图1所示，用于电磁流量计的励磁电路，励磁电路由恒流电路A1、传感线圈L i 1、H桥电路Hi，H桥电路控制回路UO组成，恒流电路Ai通过H桥电路Hi为传感线圈Li I提供恒定的电流，H桥电路控制回路UO的各个控制信号输出端分别接到H桥电路Hi的各个控制端，传感线圈Lil的两端分别接到H桥电路Hi的两个输出端，以实现对H桥电路Hi提供恒定的电流。
[0028]恒流电路Ai为开关模式恒流电路，它由开关驱动芯片Ul(或称同步降压DC-DC调节器芯片)、启动电路、开关频率选择电路、误差放大补偿电路和输出滤波电路，开关驱动芯片UI的输出端通过输出滤波电路连接到H桥电路Hi的正输入，H桥电路Hi的负输入通过电流采样电阻Ri接地，开关驱动芯片Ul通过电流采样电阻Ri采集电流信号，启动电路一端与开关驱动芯片Ul连接，另一端与接地电位GND连接，所述开关频率选择电路一端与开关驱动芯片Ul连接，另一端与接地电位GND连接，所述误差放大补偿电路一端与开关驱动芯片Ul连接，另一端与接地电位GND连接。开关模式恒流的输入电压为直流电压源，开关驱动芯片按电路中所调整的固定频率把输入的直流电压源转换成相应频率的开关电压源输出，经过输出滤波电路加到H桥输入端的电压同样为线性变化的电压源，恒流回路通过电流采样电阻获得与电流成