【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流量测量，特别涉及了一种电磁流量计交替恒流励磁电路。
技术介绍
1、电磁流量计传感器由励磁电路提供励磁电流，方波励磁是目前主流励磁方式，方波励磁电流的波动直接影响流量计的测量精度，所以目前的励磁驱动都采用恒流驱动，而线性恒流驱动具有极佳的电流控制精度与稳定性，是高精度电磁流量计的励磁驱动首选电路，一般在h桥励磁电路的电源回路串联恒流驱动管实现恒流控制。
2、为了使恒流驱动管具有良好的动态响应与电流控制精度，恒流控制驱动管输入与输出端会有一定的电压差，这个电压差会通过dc/dc控制，将电压差控制在合适的范围，确保恒流控制特性的同时兼顾恒流管的功耗，由于电磁流量计在测量低电导率时需要较大的励磁电流，如增强型电磁流量计，励磁电流达0.5a，在励磁电流较大时，为了确保恒流管运行稳定，需要增加散热器，增加了pcb面积与空间，不利于小型化设计，而且励磁驱动的损耗为h桥的两个桥驱动管与恒流驱动管的损耗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中电磁流量计励磁电路功耗大，且热量集中在单个恒流驱动管上，需要增加散热器，体积大的问题，提供了一种电磁流量计交替恒流励磁电路，省去了励磁电源回路串接的恒流驱动管，由h桥的四个驱动管轮流交替作为开关管或恒流管，减少了一个开关驱动管的功耗；同时恒流管的功耗为励磁电源回路串接恒流驱动管方式的1/4，有效分散了恒流驱管的热量，不需要再增加恒流控制管与散热器，节约了成本，有效控制体积，有利于流量计小型化设计。
2、为了实
3、一种电磁流量计交替恒流励磁电路，包括相互连接的h桥四个励磁驱动电路单元以及推挽输出电路单元，所述推挽输出电路单元连接有mcu励磁时序控制电路单元，所述mcu励磁时序控制电路单元控制推挽输出电路单元选择接入电源或恒流控制；所述mcu励磁时序控制电路单元连接有恒流控制切换电路单元，所述恒流控制切换电路单元与推挽输出电路单元连接， 所述mcu励磁时序控制电路单元通过控制其输出端的时序使励磁电流实现正反向励磁，h桥四个励磁驱动电路单元交替处于不同工作模式的转换。
4、具体的，推挽输出电路的输入控制端连接mcu励磁时序控制电路单元，推挽输出电路的电源输入端连接恒流控制切换电路单元；恒流控制切换电路单元输出恒流控制信号。通过以上电路， h桥四个励磁驱动电路单元交替循环进入恒流、导通、关断模式，由h桥四个励磁驱动电路单元内的驱动管兼做恒流驱动管，恒流驱动管的功耗为1/4，并减少了一个驱动管的损耗，节约了成本，同时不需要再增加恒流控制管与散热器，有利于流量计小型化设计，且控制简单。
5、作为优选，还包括与h桥四个励磁驱动电路单元连接的励磁电压控制电路单元，所述励磁电压控制电路单元连接mcu励磁时序控制电路单元以及恒流控制切换电路单元，所述励磁电压控制电路单元检测励磁电流状态和恒流驱动管压降，在励磁初期与恒流期输出不同的励磁电压，并调整励磁电压输出，控制恒流驱动管压降。
6、励磁电压控制电路单元连接励磁线圈两端la与lb、mcu励磁时序控制电路单元输出的励磁时序控制信号k1与k2、励磁电流采样电阻的电压vr以及控制励磁电流的基准电压ref。通过励磁电压控制电路单元内部电路，检测励磁电流状态以及恒流驱动管的压降，调整励磁电压ve的输出，在励磁初期，使输入电压vin=励磁电压ve，当励磁电流达到恒流值时，调整励磁电压ve的，使恒流驱动管的压降δv在设定范围。
7、作为优选，所述h桥四个励磁驱动电路单元包括上驱动单元以及下驱动单元，所述上驱动单元包括三极管与mos管，所述下驱动单元包括mos管，上驱动单元三极管的集电极通过励磁线圈与下驱动单元mos管的漏极连接，上驱动单元三极管的基极与上驱动单元mos管的漏极连接，上驱动单元mos管的栅极与推挽输出电路单元连接；下驱动单元mos管的栅极与推挽输出电路单元连接，下驱动单元mos管的源极通过励磁电流采样电阻接地。
8、上驱动单元有两个，为上驱动单元h1和上驱动单元h2；下驱动单元有两个，为下驱动单元h3和下驱动单元h4。上驱动单元和下驱动单元均具有三种工作模式，由推挽输出电路单元控制。
9、作为优选，所述mcu励磁时序控制电路单元在不同时刻输出不同的控制信号，控制时序轮流循环，在控制时序1，上驱动单元h1内的三极管作为恒流驱动管；在控制时序2，上驱动单元h2内的三极管作为恒流驱动管；在控制时序3，下驱动单元h3内的mos管作为恒流驱动管；在控制时序4，下驱动单元h4内的mos管作为恒流驱动管。
10、控制时序1在第一个正负励磁周期的正励磁期，k1低电平拉地，k2、k3为高电平+6v，上驱动单元h2与下驱动单元h4关断，推挽输出电路子单元d1电源端v1接恒流控制并输出恒流控制信号，上驱动单元h1为恒流驱动，推挽输出电路子单元d3电源端v2接+6v电源并输出+6v，下驱动单元h3导通，输出正励磁。
11、控制时序2在第一个正负励磁周期的负励磁期，k2低电平拉地，k1、k3为高电平+6v，上驱动单元h1与下驱动单元h3关断，推挽输出电路子单元d2电源端v1接恒流控制并输出恒流控制信号，上驱动单元h2为恒流驱动，推挽输出电路子单元d4电源端v2接+6v电源并输出+6v，下驱动单元h4导通，输出负励磁。
12、控制时序3在第二个正负励磁周期的正励磁期，k1、k3低电平拉地，k2为高电平+6v，上驱动单元h2与下驱动单元h4关断，推挽输出电路子单元d3电源端v2接恒流控制并输出恒流控制信号，下驱动单元h3为恒流驱动，推挽输出电路子单元d1电源端v1接+6v电源并输出+6v，上驱动单元h1导通，输出正励磁。
13、控制时序4在第二个正负励磁周期的负励磁期，k2、k3低电平拉地，k1为高电平+6v，上驱动单元h1与下驱动单元h3关断，推挽输出电路子单元d4电源端v2接恒流控制并输出恒流控制信号，下驱动单元h4为恒流驱动，推挽输出电路子单元d2电源端v1接+6v电源并输出+6v，上驱动单元h2导通，输出负励磁。
14、作为优选，所述恒流控制切换电路单元包括相互连接的恒流控制电路单元以及恒流控制与供电输出切换电路单元，所述恒流控制电路单元连接h桥四个励磁驱动电路单元，所述恒流控制与供电输出切换电路单元连接推挽输出电路单元以及mcu励磁时序控制电路单元。
15、作为优选，所述恒流控制与供电输出切换电路单元包括双路1:2模拟开关芯片，所述双路1:2模拟开关芯片的第一路模拟开关的输出端输出控制信号v1，第一路模拟开关的选择端nc1连接电源，第一路模拟开关的选择端no1连接恒流控制电路单元；所述双路1:2模拟开关芯片的第二路模拟开关的输出端输出控制信号v2，第二路模拟开关的选择端no2连接电源，第二路模拟开关的选择端nc2连接恒流控制电路单元；第一路模拟开关的控制端in1与第二路模拟开关的控制端in2并联后连接mcu励磁时序控制电路单元的控制信号。...
【技术保护点】
1.一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，包括相互连接的H桥四个励磁驱动电路单元以及推挽输出电路单元，所述推挽输出电路单元连接有MCU励磁时序控制电路单元，所述MCU励磁时序控制电路单元控制推挽输出电路单元选择接入电源或恒流控制；所述MCU励磁时序控制电路单元连接有恒流控制切换电路单元，所述恒流控制切换电路单元与推挽输出电路单元连接， 所述MCU励磁时序控制电路单元通过控制其输出端的时序使励磁电流实现正反向励磁，H桥四个励磁驱动电路单元交替处于不同工作模式的转换。
2.根据权利要求1所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，还包括与H桥四个励磁驱动电路单元连接的励磁电压控制电路单元，所述励磁电压控制电路单元连接MCU励磁时序控制电路单元以及恒流控制切换电路单元，所述励磁电压控制电路单元检测励磁电流状态和恒流驱动管压降，在励磁初期与恒流期输出不同的励磁电压，控制恒流驱动管压降。
3.根据权利要求1或2所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述H桥四个励磁驱动电路单元包括上驱动单元以及下驱动单元，所述上驱动单元包括三极管与MOS管，所
4.根据权利要求3所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述MCU励磁时序控制电路单元在不同时刻输出不同的控制信号，控制时序轮流循环，在控制时序1，上驱动单元H1内的三极管作为恒流驱动管；在控制时序2，上驱动单元H2内的三极管作为恒流驱动管；在控制时序3，下驱动单元H3内的MOS管作为恒流驱动管；在控制时序4，下驱动单元H3内的MOS管作为恒流驱动管。
5.根据权利要求1所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述恒流控制切换电路单元包括相互连接的恒流控制电路单元以及恒流控制与供电输出切换电路单元，所述恒流控制电路单元连接H桥四个励磁驱动电路单元，所述恒流控制与供电输出切换电路单元连接推挽输出电路单元以及MCU励磁时序控制电路单元。
6.根据权利要求5所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述恒流控制与供电输出切换电路单元包括双路1:2模拟开关芯片，所述双路1:2模拟开关芯片的第一路模拟开关的输出端输出控制信号V1，第一路模拟开关的选择端NC1连接电源，第一路模拟开关的选择端NO1连接恒流控制电路单元；所述双路1:2模拟开关芯片的第二路模拟开关的输出端输出控制信号V2，第二路模拟开关的选择端NO2连接电源，第二路模拟开关的选择端NC2连接恒流控制电路单元；第一路模拟开关的控制端IN1与第二路模拟开关的控制端IN2并联后连接MCU励磁时序控制电路单元的控制信号。
7.根据权利要求5或6所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述恒流控制电路单元包括比较器，比较器输出恒流控制信号到恒流控制与供电输出切换电路单元，在励磁初期，比较器控制输出恒定电压；励磁电流升高后，比较器控制输出电压降低，控制励磁电流在设定值。
8.根据权利要求3所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述推挽输出电路单元包括推挽输出电路子单元，在第一个正负励磁周期，与上驱动单元连接的推挽输出电路子单元的电源端与恒流控制切换电路单元连接，与下驱动单元连接的推挽输出电路子单元的电源端与电源连接；在第二个正负励磁周期，与下驱动单元连接的推挽输出电路子单元的电源端与恒流控制切换电路单元连接，与上驱动单元连接的推挽输出电路子单元的电源端与电源连接。
9.根据权利要求2所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述MCU励磁时序控制电路单元输出励磁时序控制信号K1和K2，以及恒流时序控制信号K3 ，采样励磁电流信号VR，输出基准电压REF。
10.根据权利要求8所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述推挽输出电路子单元，所述推挽输出电路子单元包括三极管QA以及三极管QB，若推挽输出电路子单元输入端连接电源，三极管QA截止，三极管QB导通，推挽输出电路子单元输出端接地；若推挽输出电路子单元输入端拉地，三极管QA导通，三极管QB截止。
...【技术特征摘要】
1.一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，包括相互连接的h桥四个励磁驱动电路单元以及推挽输出电路单元，所述推挽输出电路单元连接有mcu励磁时序控制电路单元，所述mcu励磁时序控制电路单元控制推挽输出电路单元选择接入电源或恒流控制；所述mcu励磁时序控制电路单元连接有恒流控制切换电路单元，所述恒流控制切换电路单元与推挽输出电路单元连接， 所述mcu励磁时序控制电路单元通过控制其输出端的时序使励磁电流实现正反向励磁，h桥四个励磁驱动电路单元交替处于不同工作模式的转换。
2.根据权利要求1所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，还包括与h桥四个励磁驱动电路单元连接的励磁电压控制电路单元，所述励磁电压控制电路单元连接mcu励磁时序控制电路单元以及恒流控制切换电路单元，所述励磁电压控制电路单元检测励磁电流状态和恒流驱动管压降，在励磁初期与恒流期输出不同的励磁电压，控制恒流驱动管压降。
3.根据权利要求1或2所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述h桥四个励磁驱动电路单元包括上驱动单元以及下驱动单元，所述上驱动单元包括三极管与mos管，所述下驱动单元包括mos管，上驱动单元三极管的集电极通过励磁线圈与下驱动单元mos管的漏极连接，上驱动单元三极管的基极与上驱动单元mos管的漏极连接，上驱动单元mos管的栅极与推挽输出电路单元连接；下驱动单元mos管的栅极与推挽输出电路单元连接，下驱动单元mos管的源极通过励磁电流采样电阻接地。
4.根据权利要求3所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述mcu励磁时序控制电路单元在不同时刻输出不同的控制信号，控制时序轮流循环，在控制时序1，上驱动单元h1内的三极管作为恒流驱动管；在控制时序2，上驱动单元h2内的三极管作为恒流驱动管；在控制时序3，下驱动单元h3内的mos管作为恒流驱动管；在控制时序4，下驱动单元h3内的mos管作为恒流驱动管。
5.根据权利要求1所述的一种电磁流量计交替恒流励磁电路，其特征在于，所述恒流控制切换电路单元包括相互连接的恒流控制电路单元以及恒流控制与供电输出切换电路单元，所述恒流控制电路单元连接h桥四个励磁驱动电路单...
【专利技术属性】
技术研发人员：周治刚，许胜军，黄康俊，朱程杨，吴槿炜，
申请(专利权)人：浙江迪元仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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