專利名稱：一種開關電源激勵的空氣質(zhì)量流量計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及流量計，可以應用于汽車空氣質(zhì)量流量計中，也可以作為其他惠 斯頓電橋電路中的一種開關電源激勵的流量計。
背景技術：
熱式空氣流量計傳感器部分主要有恒溫差式和熱分布式兩種方法。圖1為傳統(tǒng)的 恒溫差工作方式的空氣流量傳感器電路，圖中Rh為發(fā)熱電阻，Rk為測溫電阻。在恒溫差式 方式工作下，運算放大器檢測惠斯登電橋的不平衡輸出，并將不平衡輸出通過三極管反饋 到橋路。在電橋平衡條件下，發(fā)熱電阻Rh高于測溫電阻Rk —個固定值，因而發(fā)熱電阻Rh 高于環(huán)境溫度一個固定溫差，故稱恒溫差方式。當空氣流過電阻Rh時，將帶走一部分熱量， 傳感器為維持恒定的溫度就必須提供比靜止空氣下更多能量，以維持恒定的溫差。Rhl兩端 的電壓或橋壓都是流量的單調(diào)上升函數(shù)。目前，公知的汽車空氣質(zhì)量傳感器電橋激勵是用三極管作為功率控制器件，使用 這種激勵方法會使三極管發(fā)熱嚴重，由于汽車空氣質(zhì)量流量計的工作環(huán)境及結構決定了它 不易散熱，因而會使整個電路板溫度升高，由此帶來兩方面的問題1.汽車空氣流量計要 求的環(huán)境溫度為-40到120°C，過高的溫升將對電路板上的各種器件等級提出更加苛刻的 要求，大大增加元器件成本；2.過高的溫升使電路器件的穩(wěn)漂影響增加，從而降低流量測 量的穩(wěn)定性和準確性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種低能耗低發(fā)熱量的開關電源激勵的空氣質(zhì)量流量 計。以克服現(xiàn)有的激勵方法導致的電路板發(fā)熱嚴重的問題。本實用新型所采用的技術方案是該流量計電路包括由發(fā)熱電阻、測溫電阻和精 密電阻組成的惠斯頓電橋和與惠斯頓電橋兩平衡電位端連接的運算放大器，其特征是該 流量計電路還包括開關電源電路模塊和Rl電阻、R2電阻、R3電阻，所述Rl電阻、R2電阻 和R3電阻的一端都連接到開關電源電路模塊的反饋端，Rl電阻的另一端通過電感器連接 到開關電源電路模塊的輸出端，同時連接至惠斯頓電橋的公共端A，R3電阻的另一端連接 至運算放大器的輸出端，R2電阻的另一端連接至開關電源電路模塊的電源地引腳。開關電 源電路模塊的使能端EN和電源輸入端VIN引腳相連，外部通過電源輸入端VIN引腳給開關 電源電路模塊供電，有電容Cl并聯(lián)在開關電源電路模塊的電源輸入端VIN弓丨腳和電源地之 間；開關電源電路模塊的COMP引腳連接至電阻Rc的一端，電容Cc和電阻Rc串聯(lián)后連接至 模擬地。由此構成了開關電源激勵的惠斯頓電橋電路，此電路所構成之裝置尤其適用于需 要較低能耗和低發(fā)熱量的場所，如汽車空氣質(zhì)量流量計探頭。本實用新型是一種基于開關電源的激勵方法，打破了傳統(tǒng)的使用發(fā)熱量大的功率 三極管激勵的方式，可以大幅減少電路的發(fā)熱，從而避免空間狹小的電路板溫升帶來的問 題，提高流量計的可靠性和測量精度。解決了現(xiàn)有的激勵方法導致的電路板發(fā)熱嚴重的問題。
圖1是本實用新型電路結構示意圖，圖2是通用的傳感器電路結構。圖中1-開關電源電路模塊，2-輸出端，3-反饋端，4-R1電阻，5-R2電阻，6-R3電 阻，7-運算放大器，8-電橋公共端A。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進一步說明如圖1中所示，所述開關電源激勵的空 氣質(zhì)量流量計的流量計電路包括由發(fā)熱電阻、測溫電阻和精密電阻組成的惠斯頓電橋和 與惠斯頓電橋兩平衡電位端連接的運算放大器，其特征是該流量計電路還包括開關電源 電路模塊1和Rl電阻4、R2電阻5、R3電阻6，所述Rl電阻4、R2電阻和R3電阻的一端都 連接到開關電源電路模塊的反饋端，Rl電阻的另一端通過電感器連接到開關電源電路模塊 的輸出端，同時連接至惠斯頓電橋的公共端A，R3電阻的另一端連接至運算放大器的輸出 端，R2電阻的另一端連接至開關電源電路模塊的電源地引腳。作為實施例，所述開關電源電路模塊1是使用PWM方式或者變頻方式輸出開關狀 態(tài)電壓的電路模塊。使用開關電源電路模塊1替代了圖2中所示的通用功率三極管激勵的 方式。而在圖1實施例中的所述開關電源電路模塊1是直流_直流開關電源芯片。當惠斯頓電橋橋路不平衡時，運算放大器7輸出電壓控制開關電源電路模塊1的 LX輸出端2引腳輸出相應占空比的PWM波，從而使橋路達到平衡狀態(tài)并維持它的平衡。通 過適當選取Rl電阻，電阻R2，電阻R3的值，可以控制運算放大器7的輸出電壓和開關電源 電路模塊1的LX輸出端2引腳的輸出電壓之間的關系以及它們的電源輸出范圍。即是說， 該電路實現(xiàn)了電壓控制PWM的功能。而且開關電源電路模塊的功耗很低，發(fā)熱量很小。打 破了傳統(tǒng)的使用發(fā)熱量大的功率三極管激勵的方式，可以大幅減少電路的發(fā)熱，從而避免 空間狹小的電路板溫升帶來的問題，提高流量計的可靠性和測量精度。解決了現(xiàn)有的激勵 方法導致的電路板發(fā)熱嚴重的問題。本實用新型的激勵電路除可以采用圖1中所示的具體開關電源芯片A0Z1010夕卜， 還可以使用功能類似其他開關電源芯片，如ACT4012、ZA3020、MP1410等芯片。
權利要求一種開關電源激勵的空氣質(zhì)量流量計，所述流量計電路包括由發(fā)熱電阻、測溫電阻和精密電阻組成的惠斯頓電橋和與惠斯頓電橋兩平衡電位端連接的運算放大器，其特征是該流量計電路還包括開關電源電路模塊(1)和R1電阻(4)、R2電阻(5)、R3電阻(6)，所述R1電阻(4)、R2電阻(5)和R3電阻(6)的一端都連接到開關電源電路模塊(1)的反饋端(3)，R1電阻(4)的另一端通過電感器連接到開關電源電路模塊(1)的輸出端(2)，同時連接至惠斯頓電橋的公共端A(8)，R3電阻(6)的另一端連接至運算放大器(7)的輸出端，R2電阻(5)的另一端連接至開關電源電路模塊(1)的電源地引腳。
2.根據(jù)權利要求1所述的開關電源激勵的空氣質(zhì)量流量計，其特征是所述開關電源 電路模塊(1)是使用PWM方式或者變頻方式輸出開關狀態(tài)電壓的電路模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的開關電源激勵的空氣質(zhì)量流量計，其特征是所述開關電源 電路模塊(1)是直流_直流開關電源芯片。
專利摘要一種開關電源激勵的空氣質(zhì)量流量計，該探頭電路包括一個開關電源電路模塊和R1電阻、R2電阻、R3電阻，所述R1電阻、R2電阻和R3電阻的一端都連接到開關電源電路模塊的反饋端，R1電阻的另一端通過電感器連接到開關電源電路模塊的輸出端，同時連接至惠斯頓電橋的公共端A，R3電阻的另一端連接至運算放大器的輸出端。本實用新型打破了傳統(tǒng)的使用發(fā)熱量大的功率三極管激勵的方式，可以大幅減少電路的發(fā)熱，從而避免空間狹小的電路板溫升帶來的問題，提高流量計的可靠性和測量精度。解決了現(xiàn)有的激勵方法導致的電路板發(fā)熱嚴重的問題。
文檔編號G01F1/68GK201688873SQ20092008726
公開日2010年12月29日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權日2009年7月10日
發(fā)明者修婉靖, 柳青, 王紅玲 申請人:武漢華瑞同創(chuàng)科技有限公司