一種用于地球物理儀器的供電設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及直流供電領域，具體地，涉及一種用于地球物理儀器的供電設備。
【背景技術】
[0002]由于地球物理儀器的特殊性，所以其供電設備常用多節90V電池箱串聯而成，而每一個電池箱由很多個電池組成，從而達到很高的供電電壓，比如180V，500V等。這種方法有很多弊端，如電池過多，攜帶不便，充電麻煩，而且一些特殊的使用條件下對地無法實現供電，因此這種方法在某些情況下是無效的。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種用于地球物理儀器的供電設備，所述設備通過將交流電轉換成直流電，并對直流電進行升壓以達到目標電壓，解決了現有電池箱串聯得到的電壓無法帶動地球物理儀器進行工作的問題。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型提供一種用于地球物理儀器的供電設備。所述設備包括:發電機，用于提供交流電；整流器，與所述發電機連接，用于將交流電轉換成直流電；以及直流變換器，與所述整流器連接，用于根據電感伏秒平衡原則對所述直流電進行升壓以達到目標電壓。
[0005]優選地，所述直流變換器包括:用于檢測所述整流器輸出的直流電的電壓值的第一電壓檢測裝置；用于接收來自所述第一電壓檢測裝置的電壓值，并根據所接收的電壓值計算得到方波的占空比以及根據計算得到的方波的占空比和預先設定的方波的頻率輸出方波的單片機；用于接收來自所述單片機的方波，在所述方波為高電平的情況下斷開以使得所述電容器充電，在所述方波為低電平的情況下閉合以使得所述電容器放電的可控制開關；構成充放電電路的電容器和電感器；以及用于統一電流流向的二極管，其中，所述電感器的第一端連接所述整流器，所述電感器的第二端連接二極管的第一端，所述二極管的第二端連接所述電容器的第一端；所述第一電壓檢測裝置的第一端連接所述整流器，所述第一電壓檢測裝置的第二端連接所述單片機的第一端，所述單片機的第二端連接所述可控制開關的第一端，所述可控制開關的第二端連接所述二極管的第一端。
[0006]優選地，所述單片機包括計算裝置，所述計算裝置根據以下公式計算得到所述占空比:Uo/Ui = 1/(1-D)，其中，Uo為預先設定的目標電壓值，Ui為從所述第一電壓檢測模塊中接收的電壓值，D為方波的占空比。
[0007]優選地，所述預先設定的方波的頻率為所述電感器與電容器的共振頻率。
[0008]優選地，所述可控制開關為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣極雙極型晶體管)。
[0009]優選地，所述設備還包括:第二電壓檢測裝置，與所述二極管的第二端連接，用于檢測所述供電設備輸出的直流電的電壓值。
[0010]通過上述技術方案，將交流電轉換成直流電，并對直流電進行升壓以達到目標電壓，解決了現有電池箱串聯得到的電壓無法帶動地球物理儀器進行工作的問題，而且還提高了供電的可靠性。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型提供的用于地球物理儀器的供電設備的結構示意圖。
[0012]附圖標記說明
[0013]10 發電機20 整流器 30 電感器
[0014]40 第一電壓檢測裝置 50 單片機 60 可控制開關
[0015]70 二極管80 電容器 90 第二電壓檢測裝置
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
[0017]由于地球物理儀器的特殊性，所以其供電設備常用多節90V電池箱串聯而成，而每一個電池箱由很多個電池組成，從而達到很高的供電電壓。然而，這種方法有很多弊端。因此，本實用新型特提供一種用于地球物理儀器的供電設備。
[0018]圖1是本實用新型提供的用于地球物理儀器的供電設備的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型提供的用于地球物理儀器的供電設備包括:發電機10，用于提供交流電；整流器20，與所述發電機10連接，用于將交流電轉換成直流電；以及直流變換器，與所述整流器20連接，用于根據電感伏秒平衡原則對所述直流電進行升壓以達到目標電壓。藉此，解決了現有電池箱串聯得到的電壓無法帶動地球物理儀器進行工作的問題，而且還提高了對地球物理儀器進行供電的可靠性。
[0019]其中，所述直流變換器包括:用于檢測所述整流器輸出的直流電的電壓值的第一電壓檢測裝置40;用于接收來自所述第一電壓檢測裝置的電壓值，并根據所接收的電壓值計算得到方波的占空比以及根據計算得到的方波的占空比和預先設定的方波的頻率輸出方波的單片機50 ;用于接收來自所述單片機的方波，在所述方波為高電平的情況下斷開以使得所述電容器充電，在所述方波為低電平的情況下閉合以使得所述電容器放電的可控制開關60 ;構成充放電電路的電容器80和電感器30 ;以及用于統一電流流向的二極管70，其中，所述電感器80的第一端連接所述整流器20，所述電感器80的第二端連接二極管70的第一端，所述二極管70的第二端連接所述電容器80的第一端；所述第一電壓檢測裝置40的第一端連接所述整流器20，所述第一電壓檢測裝置40的第二端連接所述單片機50的第一端，所述單片機50的第二端連接所述可控制開關60的第一端，所述可控制開關60的第二端連接所述二極管70的第一端。可選擇地，所述可控制開關60包括3個管腳，其中一個管腳為控制管腳與所述單片機50連接，另外兩個管腳分別接地和電感器的第二端。在所述方波為高電平的情況下，所述可控制開關60閉合，傳感器直接接地，電容器通過負載放電。
[0020]在具體的實施方式中，所述單片機50包括計算裝置，所述計算裝置根據以下公式計算得到所述占空比:Uo/Ui = 1/(1-D)，其中，Uo為預先設定的目標電壓值，Ui為從所述第一電壓檢測模塊中接收的電壓值，D為方波的占空比。此外，所述預先設定的方波的頻率為所述電感器與電容器的共振頻率。只要單片機50的計算裝置按照以上公式Uo/Ui = 1/(1-D)計算得到方波的占空比，并根據計算得到的方波的占空比和預先設定的方波的頻率輸出方波，直流變換器便可輸出得到目標電壓的直流電。這是因為在方波為高電平的情況下，可控制開關斷開以使得電容器充電，在方波為低電平的情況下，可控制開關閉合以使得電容器放電，即遵循的是“在穩定的狀態下，一個開關周期中，電容安秒積的代數和為零”，也即是電感伏秒平衡原則。
[0021]在具體的實施方式中，可控制開關可為IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)，整流器可以通過大型的二極管組建。
[0022]優選地，所述設備還包括:第二電壓檢測裝置90，與所述二極管的第二端連接，用于檢測所述供電設備輸出的直流電的電壓值。藉此，可查看本實用新型提供的供電設備所輸出的直流電的電壓是否到達目標電壓。
[0023]在本實施例中，發電機輸出220V，50Hz的交流電，經過整流器整流后成為250V左右的直流電，所述250V左右的直流電再經過直流變換器升壓后便可得到500V的直流電。其中，需要將公式Uo/Ui = 1/(1-D)中的目標電壓Uo設置為500V，也即是預先在單片機中設置目標電壓Uo為500V，直流變換器便可將250V左右的直流電升壓為500V的直流電。
[0024]本實用新型通過將交流電轉換成直流電，并對直流電進行升壓以達到目標電壓，具有以下有益效果:1)在成本上更為節約，而且解決了現有電池箱串聯得到的電壓無法帶動地球物理儀器工作的問題，能量利用效率高；2)供電可靠性更高。
[0025]以上結合附圖詳細描述了本實用新型的優選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
[0026]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0027]此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應當視為本實用新型所公開的內容。
【主權項】
1.一種用于地球物理儀器的供電設備，其特征在于，所述設備包括: 發電機，用于提供交流電； 整流器，與所述發電機連接，用于將交流電轉換成直流電；以及 直流變換器，與所述整流器連接，用于根據電感伏秒平衡原則對所述直流電進行升壓以達到目標電壓， 其中，所述直流變換器包括: 構成充放電電路的電容器和電感器； 用于檢測所述整流器輸出的直流電的電壓值的第一電壓檢測裝置； 用于接收來自所述第一電壓檢測裝置的電壓值，并根據所接收的電壓值計算得到方波的占空比以及根據計算得到的方波的占空比和預先設定的方波的頻率輸出方波的單片機； 用于接收來自所述單片機的方波，在所述方波為高電平的情況下斷開以使得所述電容器充電，在所述方波為低電平的情況下閉合以使得所述電容器放電的可控制開關； 以及用于統一電流流向的二極管， 其中，所述電感器的第一端連接所述整流器，所述電感器的第二端連接二極管的第一端，所述二極管的第二端連接所述電容器的第一端；所述第一電壓檢測裝置的第一端連接所述整流器，所述第一電壓檢測裝置的第二端連接所述單片機的第一端，所述單片機的第二端連接所述可控制開關的第一端，所述可控制開關的第二端連接所述二極管的第一端。2.根據權利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設備，其特征在于，所述單片機包括計算裝置，所述計算裝置根據以下公式計算得到所述占空比:Uo/Ui = 1/(1-D) 其中，Uo為預先設定的目標電壓值，Ui為從所述第一電壓檢測模塊中接收的電壓值，D為方波的占空比。3.根據權利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設備，其特征在于，所述預先設定的方波的頻率為所述電感器與電容器的共振頻率。4.根據權利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設備，其特征在于，所述可控制開關為IGBT。5.根據權利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設備，其特征在于，所述設備還包括: 第二電壓檢測裝置，與所述二極管的第二端連接，用于檢測所述供電設備輸出的直流電的電壓值。
【專利摘要】本實用新型涉及直流供電領域，公開了一種用于地球物理儀器的供電設備。所述設備包括：發電機，用于提供交流電；整流器，與所述發電機連接，用于將交流電轉換成直流電；以及直流變換器，與所述整流器連接，用于根據電感伏秒平衡原則對所述直流電進行升壓以達到目標電壓。本實用新型通過將交流電轉換成直流電，并對直流電進行升壓以達到目標電壓，解決了現有電池箱串聯得到的電壓無法帶動地球物理儀器進行工作的問題。
【IPC分類】H02M3/04, H02M7/04
【公開號】CN204967637
【申請號】CN201520586456
【發明人】曹創華, 柳建新, 嚴發寶, 張振, 黃昊
【申請人】中南大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月6日