CN106840286A - 用于削弱励磁电流尖峰的电路、电磁流量计及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于削弱励磁电流尖峰的电路、电磁流量计及电子装置，包括恒流发生器电路、负载电路以及导通延迟电路，所述恒流发生器电路的输出端与所述负载电路的输入端电连接，所述导通延迟电路的输出端与所述恒流发生电路的输入端电连接。本发明提供的用于削弱励磁电流尖峰的电路中由第二电阻器R2和电容器C组成的延迟回路，控制晶体管Q在励磁周期前1ms内的导通程度，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响，并且整个电路结构简单，成本低，效率高，具有很高的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及励磁电路领域，特别涉及一种用于削弱励磁电流尖峰的电路、电磁流量计及电子装置。
背景技术
以LM317为核心构建的电磁流量计励磁电路是一个开环控制系统，由于无负反馈，因此稳定性较差。实验测试过程中发现，在LM317构建的励磁电路恒流发生器中，每个励磁周期前1ms内，都会产生一个极大的电流尖峰，此电流尖峰会对励磁电路造成一定的物理性损伤，降低了励磁电路的可靠性。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种能有效削弱励磁电流尖峰，结构简单，并且成本低廉效率高的用于削弱励磁电流尖峰的电路、电磁流量计及电子装置。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种用于削弱励磁电流尖峰的电路，包括恒流发生器电路、负载电路以及导通延迟电路，所述恒流发生器电路的输出端与所述负载电路的输入端电连接，所述导通延迟电路的输出端与所述恒流发生电路的输入端电连接。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的用于削弱励磁电流尖峰的电路、电磁流量计及电子装置，由恒流发生器电路、负载电路以及导通延迟电路组成，功能性的导通延迟电路由第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S以特殊连接方式组成，其中由第二电阻器R2和电容器C组成的延迟回路，控制晶体管Q在励磁周期前1ms内的导通程度，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响，并且整个电路结构简单，成本低，效率高，具有很高的实用性。
较优地，在上述技术方案中，所述恒流发生器电路包括电源集成电路LM317和第一电阻器R1，所述第一电阻器R1的一端与所述电源集成电路LM317的电压输出引脚电连接，所述第一电阻器R1的另一端与所述电源集成电路LM317的电压调节引脚电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：恒流发生器电路的第一电阻器R1的两端与电源集成电路LM317的电压输出引脚和电压调节引脚电连接，很好的实现了电流的恒定输出，确保了运行的稳定性，并且第一电阻器R1与导通延迟电路中的电容配合，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不影响后4ms的正常励磁电流。
较优地，在上述技术方案中，所述负载电路包括H桥电路和电磁流量计传感器线圈，所述H桥电路的输入端与所述电源集成电路LM317的电压调节引脚电连接，所述H桥电路的输出端与所述电磁流量计传感器线圈的输入端电连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：由H桥电路和电磁流量计传感器线圈组成的负载电路，很好的实现了负载电路的负载功能。
较优地，在上述技术方案中，所述导通延迟电路包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S，所述晶体管Q的集电极与所述电源集成电路LM317的电压输入引脚电连接，所述晶体管Q的发射极与所述第二电阻器R2的一端电连接，所述第二电阻器R2的另一端与所述晶体管Q的基极电连接，所述电容器C的正极与所述晶体管Q的发射极电连接，所述电容器C的负极与所述晶体管Q的基极电连接，所述电控开关S的一端与所述电容器C的负极电连接，所述电控开关S的另一端与所述第三电阻器R3的一端电连接，所述第三电阻器R3的另一端接地。
采用上述进一步方案的有益效果是：由第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S组成，并按照预设方式连接的导通延迟电路，在电控开关S导通的初期，电容器C开始充电，但由于电容电压不能突变，其“+极”和“-极”之间的电位差仍然为0，晶体管Q也就无法导通。随着充电的继续，电容器C上的电位差越来越大，晶体管Q的导通程度也越来越大，允许通过的电流也慢慢增大。通过合理搭配第一电阻器R1和电容器C的取值，能够削弱励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不影响后4ms的正常励磁电流。当励磁周期结束时，电控开关S的驱动脉冲转换成“低电平”，电控开关S截止，电容器C开始放电，直到电容器C“+极”和“-极”的电位差恢复到0时，放电才结束，在励磁电流正反向切换过程中，一直重复着上面的过程，每个励磁周期前1ms内的电流尖峰均得到了有效地削弱，且对后4ms的正常励磁电流毫无影响。
较优地，在上述技术方案中，所述第一电阻器R1为高精度电阻器。
采用上述进一步方案的有益效果是：高精度电阻器为电阻阻值公差小，阻值稳定的电阻，采用高精度功率的第一电阻器R1，确保了恒流发生器电路输出电流的稳定性和精确性，确保了电路运行的稳定性。
较优地，在上述技术方案中，第二电阻器R2和电容器C的取值满足T＞10×(R2×C)，其中，T为电控开关S驱动脉冲高、低电平的持续时间。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过合理搭配的第二电阻器R2和电容器C的取值，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响，确保了励磁电流尖峰削弱的效果。进一步，T的持续时间由用户根据实际需求设定。由用户根据自己的实际需求设定电控开关S高低电平的持续时间，在一定程度上扩大了用于削弱励磁电流尖峰的电路的适用范围，适用的场景更多，用途也更广。
较优地，在上述技术方案中，励磁周期开始前，所述电控开关S的驱动脉冲为低电平，所述电控开关S处于截至状态。
采用上述进一步方案的有益效果是：励磁周期开始前，电控开关S的驱动脉冲为低电平，电控开关S处于截至状态，电容器C的“+极”和“-极”之间的电位差为0，确保了电路的稳定运行。
较优地，在上述技术方案中，励磁周期开始时，所述电控开关S的驱动脉冲转换为高电平，所述电控开关S导通。
采用上述进一步方案的有益效果是：在电控开关S导通的初期，电容器C开始充电，但由于电容电压不能突变，其“+极”和“-极”之间的电位差仍然为0，晶体管Q也就无法导通。随着充电的继续，电容器C上的电位差越来越大，晶体管Q的导通程度也越来越大，允许通过的电流也慢慢增大。通过合理搭配的R1和C1，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响。
还提供了一种包括上述用于削弱励磁电流尖峰的电路的电磁流量计。
还提供了一种包括上述电磁流量计的电子装置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明提供的用于削弱励磁电流尖峰的电路的示意图；
图2是传统方式励磁电流最前端电流尖峰的示意图；
图3是使用本发明电路后励磁电流最前端电流尖峰的示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1至图3所示，本发明提供的用于削弱励磁电流尖峰的电路，包括恒流发生器电路、负载电路以及导通延迟电路，恒流发生器电路的输出端与负载电路的输入端电连接，导通延迟电路的输出端与恒流发生电路的输入端电连接。
作为一种可实施方式，恒流发生器电路包括电源集成电路LM317和第一电阻器R1，第一电阻器R1的一端与电源集成电路LM317的电压输出引脚电连接，第一电阻器R1的另一端与电源集成电路LM317的电压调节引脚电连接。恒流发生器电路的第一电阻器R1的两端与电源集成电路LM317的电压输出引脚和电压调节引脚电连接，很好的实现了电流的恒定输出，确保了运行的稳定性，并且第一电阻器R1与导通延迟电路中的电容配合，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不影响后4ms的正常励磁电流。
作为一种可实施方式，负载电路包括H桥电路和电磁流量计传感器线圈，H桥电路的输入端与电源集成电路LM317的电压调节引脚电连接，H桥电路的输出端与电磁流量计传感器线圈的输入端电连接。由H桥电路和电磁流量计传感器线圈组成的负载电路，很好的实现了负载电路的负载功能，H桥电路和电磁流量计传感器线圈在图中未标出。其中，负载电路可以是阻性负载(电阻)或感性负载(电感)等多样化负载电路，提高了本发明用于削弱励磁电流尖峰的电路的适用范围。
作为一种可实施方式，导通延迟电路包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S，晶体管Q的集电极与电源集成电路LM317的电压输入引脚电连接，晶体管Q的发射极与第二电阻器R2的一端电连接，第二电阻器R2的另一端与晶体管Q的基极电连接，电容器C的正极与晶体管Q的发射极电连接，电容器C的负极与晶体管Q的基极电连接，电控开关S的一端与电容器C的负极电连接，电控开关S的另一端与第三电阻器R3的一端电连接，第三电阻器R3的另一端接地。由第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S组成，并按照预设方式连接的导通延迟电路，在电控开关S导通的初期，电容器C开始充电，但由于电容电压不能突变，其“+极”和“-极”之间的电位差仍然为0，晶体管Q也就无法导通。随着充电的继续，电容器C上的电位差越来越大，晶体管Q的导通程度也越来越大，允许通过的电流也慢慢增大。通过合理搭配第一电阻器R1和电容器C的取值，能够削弱励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不影响后4ms的正常励磁电流。当励磁周期结束时，电控开关S的驱动脉冲转换成“低电平”，电控开关S截止，电容器C开始放电，直到电容器C“+极”和“-极”的电位差恢复到0时，放电才结束，在励磁电流正反向切换过程中，一直重复着上面的过程，每个励磁周期前1ms内的电流尖峰均得到了有效地削弱，且对后4ms的正常励磁电流毫无影响。并且由图2和图3对比可知，使用本发明用于削弱励磁电流尖峰的电路的励磁电流最前端电流尖峰只有传统方式电路励磁电流最前端电流尖峰的10％左右，有效的励磁电流最前端电流的尖峰。
作为一种可实施方式，第一电阻器R1为高精度电阻器。高精度电阻器为电阻阻值公差小，阻值稳定的电阻，采用高精度功率的第一电阻器R1，确保了恒流发生器电路输出电流的稳定性和精确性，确保了电路运行的稳定性。
作为一种可实施方式，第二电阻器R2和电容器C的取值满足T＞10×(R2×C)，其中，T为电控开关S驱动脉冲高、低电平的持续时间。通过合理搭配的第二电阻器R2和电容器C的取值，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响，确保了励磁电流尖峰削弱的效果。进一步T的持续时间由用户根据实际需求设定。由用户根据自己的实际需求设定电控开关S高低电平的持续时间，在一定程度上扩大了用于削弱励磁电流尖峰的电路的适用范围，适用的场景更多，用途也更广。
作为一种可实施方式，励磁周期开始前，电控开关S的驱动脉冲为低电平，电控开关S处于截至状态。励磁周期开始前，电控开关S的驱动脉冲为低电平，电控开关S处于截至状态，电容器C的“+极”和“-极”之间的电位差为0，确保了电路的稳定运行。
作为一种可实施方式，励磁周期开始时，电控开关S的驱动脉冲转换为高电平，电控开关S导通。在电控开关S导通的初期，电容器C开始充电，但由于电容电压不能突变，其“+极”和“-极”之间的电位差仍然为0，晶体管Q也就无法导通。随着充电的继续，电容器C上的电位差越来越大，晶体管Q的导通程度也越来越大，允许通过的电流也慢慢增大。通过合理搭配的R1和C1，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响。
实施例二：
在实施例一的基础上，还提供了一种包括上述用于削弱励磁电流尖峰的电路的电磁流量计。
实施例三：
在实施例一和实施例二的基础上，还提供了一种包括上述电磁流量计的电子装置。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本发明提供的用于削弱励磁电流尖峰的电路、电磁流量计及电子装置，由恒流发生器电路、负载电路以及导通延迟电路组成，功能性的导通延迟电路由第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S以特殊连接方式组成，其中由第二电阻器R2和电容器C组成的延迟回路，控制晶体管Q在励磁周期前1ms内的导通程度，很好的削弱了励磁周期前1ms内的电流尖峰，而不会对后4ms的正常励磁电流产生影响，并且整个电路结构简单，成本低，效率高，具有很高的实用性。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：包括恒流发生器电路、负载电路以及导通延迟电路，所述恒流发生器电路的输出端与所述负载电路的输入端电连接，所述导通延迟电路的输出端与所述恒流发生电路的输入端电连接。
2.如权利要求1所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：所述恒流发生器电路包括电源集成电路LM317和第一电阻器R1，所述第一电阻器R1的一端与所述电源集成电路LM317的电压输出引脚电连接，所述第一电阻器R1的另一端与所述电源集成电路LM317的电压调节引脚电连接。
3.如权利要求2所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：所述负载电路包括H桥电路和电磁流量计传感器线圈，所述H桥电路的输入端与所述电源集成电路LM317的电压调节引脚电连接，所述H桥电路的输出端与所述电磁流量计传感器线圈的输入端电连接。
4.如权利要求3所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：所述导通延迟电路包括第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C、晶体管Q和电控开关S，所述晶体管Q的集电极与所述电源集成电路LM317的电压输入引脚电连接，所述晶体管Q的发射极与所述第二电阻器R2的一端电连接，所述第二电阻器R2的另一端与所述晶体管Q的基极电连接，所述电容器C的正极与所述晶体管Q的发射极电连接，所述电容器C的负极与所述晶体管Q的基极电连接，所述电控开关S的一端与所述电容器C的负极电连接，所述电控开关S的另一端与所述第三电阻器R3的一端电连接，所述第三电阻器R3的另一端接地。
5.如权利要求4所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：所述第一电阻器R1为高精度电阻器。
6.如权利要求4所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：第二电阻器R2和电容器C的取值满足T＞10×(R2×C)，其中，T为电控开关S驱动脉冲高、低电平的持续时间。
7.如权利要求6所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：励磁周期开始前，所述电控开关S的驱动脉冲为低电平，所述电控开关S处于截至状态。
8.如权利要求7所述的用于削弱励磁电流尖峰的电路，其特征在于：励磁周期开始时，所述电控开关S的驱动脉冲转换为高电平，所述电控开关S导通。
9.一种电磁流量计，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述用于削弱励磁电流尖峰的电路。
10.一种电子装置，其特征在于：包括权利要求9所述的电磁流量计。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170613 |