[发明专利]电磁水表低功耗同步励磁驱动技术

说明书

本发明公开了电磁水表低功耗同步励磁驱动技术，包括：励磁循环控制时序为“正负正”和“负正负”；正励磁驱动时，打开M1和M4场效应管，关断M2和M3场效应管，负励磁驱动时，打开M2和M3场效应管，关断M1和M4场效应管。本发明的有益效果是：低电压励磁驱动和同步励磁驱动的控制时序设计可以衰减微分干扰信号对流量信号的影响，结合斜率补偿算法可以有效的提高水表测量精度和重复性；不需要在检定状态下更改励磁驱动控制时序，保证第三方检定后电磁水表计量的准确性及公正性；有效的降低电磁水表的整体功耗，延长电磁水表内部锂电池工作年限，降低锂电池更换频率，减少对环境的影响。

技术领域

本发明涉及励磁驱动技术领域，特别涉及电磁水表低功耗同步励磁驱动技术。

背景技术

电磁水表是基于法拉第电磁感应定律原理，为供水用水企业实际要求而专门设计的流量计量仪表，满足城市供水及水资源管理系统需求，适合大客户水计量和DMA分区计量，并提供大量存储数据，确保贸易结算准确，广泛应用于现场无电源供应的场所，如城市供水、污水处理、水利工程等，由于应用现场大多为无市电供电场所，因此目前大多数电磁水表采用内部锂电池供电。

在不考虑锂电池自放电及外部环境影响的情况下，电磁水表使用年限取决于电磁水表功耗，而电磁水表励磁驱动功能占总功耗的60％以上。

目前，电磁水表励磁驱动电压采用高电压驱动来保证励磁电流的稳定来提升计量精度级重复性，励磁驱动时序采用正励磁、负励磁循环切换方式，这种励磁时序保证信号的连续可靠，提高整体量程范围内的线性度。然而这种励磁驱动技术的功耗偏高，不能满足电磁水表长期稳定的运行。

例如，一种在中国专利文献上公开的“电磁水表及其自适应励磁电路”，其公告号：CN113494943A，其申请日：2020年04月08日，该发明能根据电磁水表不同的测量状态，及时调整励磁驱动电路的供电电压和励磁电流，保证电磁水表的正常测量精度的效果，但是使用的励磁驱动技术功耗偏高，不能满足电磁水表长期稳定的运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了电磁水表低功耗同步励磁驱动技术，能够衰减微分干扰信号对流量信号的影响，提高水表测量精度，降低电磁水表的整体功耗，延长电磁水表内部锂电池工作年限，适用于正常测量模式和检定模式。

以下是本发明的技术方案，电磁水表低功耗同步励磁驱动技术，包括：

励磁循环控制时序为“正负正”和“负正负”；

正励磁驱动时，打开M1和M4场效应管，关断M2和M3场效应管，负励磁驱动时，打开M2和M3场效应管，关断M1和M4场效应管。

作为优选，还包括采用低电压驱动技术。降低了励磁驱动电路H桥场效应管上高压降产生的能量损耗，提高能量利用率，延长装置使用时间。

作为优选，还包括采用斜率补偿算法。减少低频干扰信号对流量信号的影响，提高测量精确性。

作为优选，所述正励磁驱动时，打开M1和M4场效应管，关断M2和M3场效应管，在正励磁结束的同时同步关闭M1和M4场效应管，使得励磁线圈内的电能通过D2二极管回收至励磁驱动电源，再打开M3场效应管，通过M3场效应使得励磁线圈电流方向与负励磁驱动方向一致。减少微分干扰信号，减少反向充能时间。

作为优选，所述负励磁驱动时，打开M2和M3场效应管，关断M1和M4场效应管，在负励磁结束的同时同步关闭M2和M3场效应管，使得励磁线圈内的电能通过D1二极管回收与励磁驱动电源，再打开M4场效应管，通过M4场效应使得励磁线圈电流方向与正励磁驱动方向一致。减少微分干扰信号，减少反向充能时间。

作为优选，所述正励磁驱动和负励磁驱动切换时，回收励磁线圈中的剩余电能。