本發(fā)明涉及電源電路設計，具體涉及一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路。

背景技術：

1、隨鉆測量技術在油田勘探和施工中發(fā)揮著至關重要的作用，由于其工作環(huán)境復雜，需要在高溫、高壓、震動等極端條件下工作。傳統(tǒng)的電源供應方式難以滿足隨鉆測量設備的電能需求，因此需要一種新型寬電壓輸入的電源模塊，以確保設備在極端的井下環(huán)境中穩(wěn)定運行。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中所存在的隨鉆測量設備供電電源工作范圍窄的不足，提供一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，包括電源濾波單元，脈寬控制單元，變壓器，整流濾波單元，開關管和電流電壓取樣單元，

3、所述電源濾波單元用于將輸入的直流電源轉(zhuǎn)換為交流輸入電源；

4、所述變壓器將所述交流輸入電源轉(zhuǎn)換為變壓器副邊輸出的交流電源，并將變壓器副邊輸出的交流電源輸出到整流濾波單元；

5、所述整流濾波單元用于將變壓器副邊輸出的交流電源轉(zhuǎn)換為脈動直流信號，所述脈動直流信號用于給隨鉆測量設備供電；

6、所述脈寬控制單元的輸入端分別與電源濾波單元的輸出端和電流電壓取樣單元的輸出端連接，所述脈寬控制單元的輸出端與開關管的柵極連接，用于控制開關管導通和關閉；

7、所述開關管的漏極與所述變壓器的原邊連接，用于控制所述變壓器能量的存儲和釋放；

8、所述電流電壓取樣單元輸入端與整流濾波單元的輸出端連接，用于將所述整流濾波單元的輸出電流和電壓信號反饋到脈寬控制單元。

9、作為優(yōu)選方案，所述脈寬控制單元基于tps4000芯片構(gòu)建，tps4000芯片的vdd端連接所述電源濾波單元的輸出端，dis_en_n用于輸入使能輸入信號；comp端用于連接電流電壓取樣單元的輸出端，tps4000芯片的gdrv端用于輸出開關信號到開關管的柵極，isns端通過電阻r9連接到開關管的源極，ss端、rc端、gnd端、bp端均通過電容接地。

10、作為優(yōu)選方案，電流電壓取樣單元包括電容和電阻，

11、電阻r1的一端與整流濾波單元輸出端連接，電阻r1的另一端與rc并聯(lián)電路連接，所述rc并聯(lián)電路包括電容c1、電容c7和電阻r5，電容c1和電阻r5串聯(lián)后與電容c7并聯(lián)，電容c1和電容c7并聯(lián)連接的一端作為電流電壓取樣單元的輸出端與tps4000芯片的comp端連接；

12、電阻r2、r3串聯(lián)后一端與電阻r1和電阻r5的連接點連接，另一端接地。

13、作為優(yōu)選方案，所述整流濾波單元包括第一整流濾波單元，所述第一整流濾波單元包括電容、電阻和二極管，

14、二極管d1陽極與變壓器副邊的一端連接，二極管d1陰極和變壓器副邊的另一端并聯(lián)了電容c2、c4，電容c4與電容c3的一端之間連接了電阻r4，電容c3的另一端與變壓器副邊的另一端連接，電容c3的兩端還并聯(lián)了電容c22、c23、c24、c5和c6，電容c3的一端接地，電容c3的另一端輸出負脈動直流信號vout-，負脈動直流信號vout-和地之間還并聯(lián)了電容c29、c30、c31。

15、作為優(yōu)選方案，還包括第二整流濾波單元，

16、所述第二整流濾波單元包括電容、電阻和二極管，

17、二極管d2陽極與變壓器副邊的一端連接，二極管d2陰極和變壓器副邊的另一端并聯(lián)了電容c9、c11，電容c11與電容c10的一端之間連接了電阻r6，電容c10的另一端與變壓器副邊的另一端連接，電容c10的兩端還并聯(lián)了電容c25、c18、c19、c12和c13，電容c10的一端接地，電容c10的另一端輸出正脈動直流信號vout+，正脈動直流信號vout+和地之間還并聯(lián)了電容c32、c33、c34。

18、作為優(yōu)選方案，所述電源濾波單元，其中，負輸入端v-接地，正輸入端v+連接二極管d3的陽極，二極管d3的陰極和地之間并聯(lián)了第一支路、第二支路和電容c15，第一支路包括串聯(lián)的電阻r12、r13，第二支路包括了串聯(lián)的電容c20、c21，電阻r12和r13之間的連接點接入vcc-ce信號，電容c20和c21之間接入vcc-ce信號，二極管d3的陰極還連接到變壓器的原邊一端；二極管d3的陰極和vcc-ce之間并聯(lián)了電容c26、c27、c28，vcc-ce和地之間還并聯(lián)了電容c35、c36、c37。

19、作為優(yōu)選方案，所述電源濾波單元的輸入電壓是直流電壓5到50v，所述整流濾波單元輸出電壓是直流﹢12v或者﹣12v。

20、作為優(yōu)選方案，還包括使能電路，使能電路包括三極管q1、q2、q3、q4和電阻r15、r17、r18、r19，使能信號的輸入端en與三極管q1的發(fā)射極連接，三極管q1的集電極與三極管q2的發(fā)射極連接，三極管q2的集電極與三極管q3的發(fā)射極連接，三極管q2、q3、q4的基極分別與其發(fā)射極短接，三極管q3的發(fā)射極通過電阻r16連接三極管q4的基極，三極管q4的集電極通過電阻r18連接到工作電源vin+，三極管q4的發(fā)射極接地，三極管q4的集電極和發(fā)射極之間并聯(lián)了電阻r19，三極管q4的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)了電阻r17，使能信號的輸入端en通過電阻r15接地。

21、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：

22、本實用新型創(chuàng)新地設計了一種應用于隨鉆測量技術寬電壓范圍的電源電路，它具備寬電壓輸入能力，保證了電源模塊在復雜井下環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性；本實用新型適用于隨鉆測量技術領域，通過本實用新型的寬電壓輸入高溫電源模塊，可以有效解決隨鉆測量設備在復雜地下環(huán)境中電源供應的難題，為油田勘探等領域的技術發(fā)展提供有力支持，廣泛應用于油田勘探、地質(zhì)勘探等地下環(huán)境中，為隨鉆測量設備提供穩(wěn)定、可靠的電源支持，推動隨鉆測量技術在油田勘探和施工中的應用和發(fā)展。

技術特征：

1.一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，包括電源濾波單元，脈寬控制單元，變壓器，整流濾波單元，開關管和電流電壓取樣單元，

2.如權利要求1所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，所述脈寬控制單元基于tps4000芯片構(gòu)建，tps4000芯片的vdd端連接所述電源濾波單元的輸出端，dis_en_n用于輸入使能輸入信號；comp端用于連接電流電壓取樣單元的輸出端，tps4000芯片的gdrv端用于輸出開關信號到開關管的柵極，isns端通過電阻r9連接到開關管的源極，ss端、rc端、gnd端、bp端均接地。

3.如權利要求1所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，電流電壓取樣單元包括電容和電阻，

4.如權利要求1所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，所述整流濾波單元包括第一整流濾波單元，所述第一整流濾波單元包括電容、電阻和二極管，

5.如權利要求4所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，還包括第二整流濾波單元，

6.如權利要求1所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，所述電源濾波單元，其中，負輸入端v-接地，正輸入端v+連接二極管d3的陽極，二極管d3的陰極和地之間并聯(lián)了第一支路、第二支路和電容c15，第一支路包括串聯(lián)的電阻r12、r13，第二支路包括了串聯(lián)的電容c20、c21，電阻r12和r13之間的連接點接入vcc-ce信號，電容c20和c21之間接入vcc-ce信號，二極管d3的陰極還連接到變壓器的原邊一端；二極管d3的陰極和vcc-ce之間并聯(lián)了電容c26、c27、c28，vcc-ce和地之間還并聯(lián)了電容c35、c36、c37。

7.如權利要求1所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，所述電源濾波單元的輸入電壓是直流電壓5到50v，所述整流濾波單元輸出電壓是直流﹢12v或者﹣12v。

8.如權利要求2-7任一所述的一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，其特征在于，還包括使能電路，使能電路包括三極管q1、q2、q3、q4和電阻r15、r17、r18、r19，使能信號的輸入端en與三極管q1的發(fā)射極連接，三極管q1的集電極與三極管q2的發(fā)射極連接，三極管q2的集電極與三極管q3的發(fā)射極連接，三極管q2、q3、q4的基極分別與其發(fā)射極短接，三極管q3的發(fā)射極通過電阻r16連接三極管q4的基極，三極管q4的集電極通過電阻r18連接到工作電源vin+，三極管q4的發(fā)射極接地，三極管q4的集電極和發(fā)射極之間并聯(lián)了電阻r19，三極管q4的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)了電阻r17，使能信號的輸入端en通過電阻r15接地。

技術總結(jié)
本技術涉及電源電路設計技術領域，具體涉及一種用于隨鉆測量寬電壓輸入的電源電路，電路包括電源濾波單元，脈寬控制單元，變壓器，整流濾波單元，脈寬控制單元、開關管和電流電壓取樣單元，變壓器將電源濾波單元輸出的交流輸入電源轉(zhuǎn)換為變壓器副邊輸出的交流電源；整流濾波單元用于將變壓器副邊輸出的交流電源轉(zhuǎn)換為給隨鉆測量設備供電的脈動直流信號，脈寬控制單元的輸入端分別與電源濾波單元的輸出端和電流電壓取樣單元的輸出端連接，用于控制開關管導通和關閉；開關管的漏極與所述變壓器的原邊連接，用于控制所述變壓器能量的存儲和釋放；電流電壓取樣單元輸入端與整流濾波單元的輸出端連接，用于將輸出電流和電壓信號反饋到脈寬控制單元，本電路為隨鉆測量設備提供了寬范圍的直流電壓源。

技術研發(fā)人員：莫廷偉,李天錄,王冬毅,白明
受保護的技術使用者：四川宏華石油設備有限公司
技術研發(fā)日：20240627
技術公布日：2025/5/19