一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，包括電磁濾波回路、突入電流控制電路、整流/PFC回路一、切換電路、變壓器、整流/PFC回路二、PWM控制電路、檢測電路以及PFC控制電路。本實用新型用脈寬調制直流供電系統代替傳統的硅整流電源供電，本身消耗能量小，運行效率高達85%以上，無碳刷調壓不冒火花安全，將原來600多公斤重需要專用設備搬運的室內防蝕儀，改變成一個90多公斤戶外防蝕儀，重量輕、不需要專門配電房投入費用少，安裝方法簡單、性能可靠、安全節能、方法獨特。達到了油水井套管不被腐蝕而長期安全高效運行的目的。
【專利說明】
一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及直流供電系統，尤其涉及一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統。【背景技術】
[0002]長慶油田每年新增套損井100多口，并且近年來還有加快的趨勢。隨著油田開發時間的延長，油水井套管的腐蝕也日益嚴重，使得套管壁減薄、穿孔，嚴重時油水井出現套管壁大面積腐蝕穿孔，采油注水井報廢，使得油田注采失控，直接影響油田開發效果，嚴重影響了原油產量和經濟效率的提高。油井套管腐蝕以外壁腐蝕為主，陰極保護是公認的控制外部腐蝕行之有效的技術。合理的陰極保護設計將有效地延長油井套管的使用壽命。陰極保護是最為經濟合理、十分有效的技術措施。
[0003]套管腐蝕產生的原因是實質是在鋼鐵表面產生原電池作用的電化學腐蝕，對于整個井身套管，由于地下各層水質礦化度、酸堿度、微生物等含量的不同，將形成不同的陰極區和陽極區。這樣在套管表面的腐蝕將表現為因鋼管表面不同而形成的無數微腐蝕電池和套管所處地層不同而形成的宏觀腐蝕電池雙重作用，套管壁表面鐵原子失去電子成為鐵離子而發生腐蝕。隨著腐蝕電池的進行，套管壁逐漸減薄，甚至穿孔。
[0004]陰極保護是采用直流電源給被保護金屬通以陰極極化電流，使金屬表面陰極極化，當極化電位大于或等于腐蝕電池的開路電位時，金屬腐蝕電池陰陽二極的電極電位相等或更負，被保護金屬停止腐蝕。直流電源負極與各單井套管連接，直流電源正極與深井接地陽極連接，從而構成保護回路。
[0005]陰極保護最重要設備是防蝕儀，長慶油田公司歷年已建1200多個陰極保護單元， 每個單元需要1臺硅整流防蝕儀，設備重達600多公斤，硅整流防蝕儀運行噪聲大，采用傳統的硅整流電源供電本身發熱嚴重，效率低40%?50%浪費電能，調壓冒火花不安全。因硅整流二極管和調壓器長期發熱燒壞、調壓炭刷燒壞和碳刷進土接觸不良等原因以及安裝井場分布區域廣，還沒有專職人員巡查管理。每年有相當一部分防蝕儀損壞，需要大量維修費以及管理跟不上，結果造成陰極保護防蝕儀不能給油水井套管提供正常的陰極保護電流，套管得不到保護將發生腐蝕;給套管提供的陰極保護電流過大時，油水井外防腐層會發生析氫剝離。【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在針對上述現有技術所存在的缺陷和不足，提供一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，包括電磁濾波回路、突入電流控制電路、整流/PFC回路一、切換電路、變壓器、整流/PFC回路二、 隔離變壓器以及PWM控制電路;其中電磁濾波回路的輸入端外接交流電壓AC220V，電磁濾波回路的輸出端與突入電流控制電路的輸入端電連接，突入電流控制電路的輸出端與整流/PFC回路一的輸入端電連接，整流/PFC回路一的輸出端以及整流/PFC回路二的輸入端之間電連接有切換電路，其中切換電路具體經變壓器電連接整流/PFC回路二的輸入端;整流/ PFC回路二的輸出正端+V和輸出負端-V之間輸出可調直流電壓;PWM控制電路與切換電路通過隔離變壓器電連接。
[0008]上述PWM控制電路與切換電路組成功率變換電路，該電路的具體結構為:脈寬調制芯片UC3842的6腳連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接M0S管的柵極，M0S管的柵極與地之間分別連接電容C1、穩壓二極管Z1以及電阻R2,其中穩壓二極管的陽極接地;M0S管的源極連接電阻R3的一端，R3的另一端接地;M0S管的漏極連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極通過節點P2連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接電容C3的一端，電容C3的另一端通過節點P1與隔離變壓器線圈T1的一端連接，隔離變壓器線圈T1的另一端通過節點P3與電容C4的一端連接，電容C4的另一端通過電阻R6接地;節點P3與M0S管的漏極連接;節點P2連接電阻R8的一端，電阻R8的一端通過節點P4與二極管D1的陰極連接;節點P4還連接電阻R7 的一端，電阻R7的另一端與節點P1連接并引出DC+端;脈寬調制芯片UC3842的3腳與電阻R4 的一端連接，電阻R4的另一端與M0S管的源極連接;脈寬調制芯片UC3842的3腳與地之間還分別連接有電容C2以及電阻R5;所述外接電源電壓值的范圍為1?6V; PWM控制電路的PWM頻率基準值為100KHZ。
[0009]上述PWM控制電路與連接外接電源的輸出電壓外部控制端之間電連接有檢測電路。[0〇10]上述PWM控制電路、整流/PFC回路二的輸出正端+V、以及檢測電路之間電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的過壓保護電路;所述整流/PFC回路二電連接變壓器輸入端和輸出負載端。
[0011] 上述PWM控制電路通過光電隔離器電連接有遙測電路，該遙測電路的遙控開/關為 RC端;所述光電隔離器電連接檢測電路輸入端和輸出外接電位器端。[0〇12]上述整流/PFC回路一通過PFC控制電路電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的過溫保護電路。[0〇13] 上述切換電路與P麗控制電路之間電連接有防止調壓過高損壞P麗控制電路的過載保護電路。
[0014]上述PWM控制電路電連接有均流電路，均流電路輸出有均流端CS。
[0015]上述整流/PFC回路一的低壓脈動電流輸出端電連接有輔助電源，輔助電源經電壓變壓后分別電連接有降溫風扇和整流/濾波電路，整流/濾波電路的輔助電源對地端AUXG。
[0016]本實用新型的有益效果:與現有技術相比，由于采用脈寬調制供電系統代替硅整流電源供電，克服了硅整流電源供電本身消耗大量能量，運行效率低40%?50%，調壓器調壓冒火花不安全，不防風防雨等實際問題。將原來室內600多公斤重需要專用設備搬運的防蝕儀，設計成一個90多公斤戶外型，不需要專門配電房的防蝕儀，重量輕、初期投資費用少、安裝方法簡單、性能可靠、高效運行達85%以上節能、供電方法獨特。
[0017]以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的供電工作原理圖；
[0019]圖2是脈寬調制直流供電系統外接電源調節輸出電壓接線圖；
[0020]圖3是PWM控制電路與切換電路組成的功率變換電路的電路原理圖；[0021 ]圖4是AC輸入整流濾波電路原理圖。【具體實施方式】 [〇〇22] 實施例1:
[0023]如圖1所示，本實用新型提供了一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，包括電磁濾波回路、突入電流控制電路、整流/PFC回路一、切換電路、變壓器、整流/PFC回路二、隔離變壓器以及PWM控制電路;其中電磁濾波回路的輸入端外接交流電壓AC220V，電磁濾波回路的輸出端與突入電流控制電路的輸入端電連接，突入電流控制電路的輸出端與整流/PFC回路一的輸入端電連接，整流/PFC回路一的輸出端以及整流/PFC回路二的輸入端之間電連接有切換電路，其中切換電路具體經變壓器電連接整流/PFC回路二的輸入端;整流/ PFC回路二的輸出正端+V和輸出負端-V之間輸出可調直流電壓;PWM控制電路與切換電路通過隔離變壓器電連接。所述電磁濾波回路將外接交流電壓AC220V轉換為198V的低直流電壓并輸送給突入電流控制電路，突入電流控制電路將所述低直流電壓升高至600-700V的高直流電壓，整流/PFC回路一將突入電流控制電路所輸出的600-700V的高直流電壓進行進一步的高壓整流;高壓整流后的高直流電壓經切換電路后，變壓器將其進行降壓并輸出給整流/ PFC回路二，整流/PFC回路二對變壓器所輸出的低壓直流電壓進行再次整流并輸出，從而在整流/PFC回路二的輸出正端+V和輸出負端-V之間輸出紋波系數極小的0?60V可調直流電壓，其中穩壓電源源效應為0.1%，即當輸入電壓變化10%時，輸出電壓變化千分之一。(注意: 在測量源效應時，負載應保持不變)。
[0024]本實施例中的HVM控制電路與切換電路組成功率變換電路，該電路的具體結構如圖3所示:脈寬調制芯片UC3842的6腳連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接M0S管的柵極，M0S管的柵極與地之間分別連接電容C1、穩壓二極管Z1以及電阻R2,其中穩壓二極管的陽極接地;M0S管的源極連接電阻R3的一端，R3的另一端接地;M0S管的漏極連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極通過節點P2連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接電容C3的一端，電容C3的另一端通過節點P1與隔離變壓器線圈T1的一端連接，隔離變壓器線圈T1的另一端通過節點P3與電容C4的一端連接，電容C4的另一端通過電阻R6接地;節點P3與M0S管的漏極連接;節點P2連接電阻R8的一端，電阻R8的一端通過節點P4與二極管D1的陰極連接;節點P4還連接電阻R7的一端，電阻R7的另一端與節點P1連接并引出DC+端；脈寬調制芯片 UC3842的3腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與M0S管的源極連接；脈寬調制芯片 UC3842的3腳與地之間還分別連接有電容C2以及電阻R5。
[0025]現對以上電路結構做進一步的說明，該功率變換電路中:[〇〇26] M0S管的工作原理:目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是M0SFET(M0S管)，是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達105歐姆，M0S管是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。[〇〇27] 電路工作原理:1?4、03、1?5、1?6、04、01、02組成緩沖器，和開關冊3管并接，使開關管電壓應力減少，EMI減少，不發生二次擊穿。在開關管Q1關斷時，變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流，這些元件組合一起，能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制，因此是當前工作周波的電流限制。當R5上的電壓達到IV時，UC3842停止工作，開關管Q1立即關斷。R1和Q1中的結電容CGS、CGD—起組成RC 網絡，電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1過小，易引起振蕩，電磁干擾也會很大;R1過大，會降低開關管的開關速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下，從而保護了MOS管。Q1的柵極受控電壓為鋸形波，當其占空比越大時，Q1導通時間越長，變壓器所儲存的能量也就越多；當Q1截止時，變壓器通過01、02、1?5、1?4、03釋放能量，同時也達到了磁場復位的目的，為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。1C根據輸出電壓和電流時刻調整著6腳鋸形波占空比的大小，從而穩定了整機的輸出電流和電壓。C4和R6為尖峰電壓吸收回路。[〇〇28] 本實用新型的外接電源電壓值的范圍為1?6V; PWM控制電路的P麗頻率基準值為 100KHZ;調節外接電源電壓值調1V時，PWM為100KHZ，輸出正端+V和輸出-V端之間輸出0V;調節外接電源電壓值調6V時，PWM為200KHZ，輸出正端+V和輸出-V端之間輸出60V。
[0029]上述電磁濾波回路為現有技術電路，如圖4所示為一典型的AC輸入整流濾波電路原理圖，其中包括如下子電路部分:
[0030]①防雷電路:當有雷擊，產生高壓經電網導入電源時，由M0V1、M0V2、M0V3:F1、F2、 F3、H)G1組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時，其阻值降低，使高壓能量消耗在壓敏電阻上，若電流過大，F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。②輸入濾波電路:(:1丄1、02、03組成的雙31型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制，防止對電源干擾，同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間，要對C5充電，由于瞬間電流大，加RT1(熱敏電阻)就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上，一定時間后溫度升高后RT1阻值減小(RT1是負溫系數元件)，這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。③整流濾波電路:交流電壓經BRG1整流后，經C5 濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小，輸出的交流紋波將增大。[0031 ]另外本實施例中的突入電流控制電路、整流/PFC回路一、整流/PFC回路二以及PWM 控制電路均為現有技術電路，在此不再一一詳細敘述。
[0032]本實用新型用脈寬調制直流供電系統代替傳統的硅整流電源供電，運行本身無噪聲，消耗能量也小，效率高達85%以上，無碳刷調壓不冒火花安全，將原來600多公斤重需要專用設備搬運的室內防蝕儀，改變成一個90多公斤室外防蝕儀，重量輕、不需要專門配電房，減少了初期投入費用，安裝方法簡單、性能可靠、方法獨特。達到了油水井套管不被腐蝕而長期安全高效運行的目標。[〇〇33] 實施例2:
[0034]在實施例1的基礎上，所述整流/PFC回路一通過PFC控制電路電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的過溫保護電路，其中PFC控制電路以及過溫保護電路其結構均為現有技術電路，在此不再詳述;上述的PFC控制電路，PFC回路均是現有技術，實施例中不再詳細敘述，在這里對其進行一些簡要的介紹:其中PFC就是“功功率因數校正”的意思，主要用來表征電子產品對電能的利用效率。功率因數越高，說明電能的利用效率越尚。電子電源廣品中引入PFC電路，就可以大大提尚對電能的利用效率。PFC有兩種，一種是無源PFC(也稱被動式PFC)，一種是有源PFC(也稱主動式PFC)。無源PFC—般采用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數，但無源PFC的功率因數不是很高，只能達到0.7?0.8;有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數，但成本要高出無源PFC—些。[〇〇35] PFC電路的電流環路由整流后的輸入電壓和輸出電壓的誤差信號通過乘法器來控制。通過調節電流控制信號的平均幅度來控制輸出電壓。通過輸入電壓的波形來調節輸入電流的波形。在與輸入電壓信號相乘之前，電壓誤差信號先除以平均輸入電壓(前饋電壓) 的平方。[〇〇36]所述PWM控制電路與隔離變壓器輸入端連接;所述外接電源電壓值的范圍為1?6V; P麗控制電路的P麗頻率基準值為100KHZ;調節外接電源電壓值調IV時，P麗為100KHZ，輸出正端+V和輸出-V端之間輸出0V;調節外接電源電壓值調6V時，為200KHZ，輸出正端+V和輸出-V端之間輸出60V。所述PWM控制電路(請描述該電路的具體電路連接關系，并給出該電路結構圖)所述PWM控制電路電連接隔離變壓器輸入端、過壓保護電路、檢測電路和均流電路。PWM控制電路是根據電源的輸出負載情況來控制電源的開關管的閉合的。如果輸出電壓過高或者過低時，PWM控制電路將會改變電壓的波形以適應開關管，從而達到校準正輸出電壓的目的。[0037 ]所述PWM控制電路、整流/PFC回路二的輸出正端+V、以及檢測電路之間電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的過壓保護電路，該過壓保護電路為現有技術電路，此處不再詳述;所述整流/PFC回路二電連接變壓器輸入端和輸出負載端，作用是將較低的直流進一步整流和功率因數校正。所述變壓器和隔離變壓器電連接切換電路輸入端和輸出端PWM控制電路、整流/PFC回路二。主要作用是能很好地吸收尖峰電壓和電流并高直流轉變低直流電壓。
[0038]所述PFC控制電路電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的過溫保護電路。所述切換電路與PWM控制電路之間電連接有防止調壓過高損壞PWM控制電路的過載保護電路。所述切換電路電連接整流/PFC回路一輸入端以及連接變壓器、隔離變壓器，該切換電路它是帶有切換M0S管的開關電源電路，由于它的柵極處于不導電狀態，所以輸入電阻可以大大提高，最高可達105歐姆，M0S管是利用柵源電壓的大小，來改變半導體表面感生電荷的多少，從而控制漏極電流的大小。所述整流/PFC回路一電連接突入電流控制電路輸入端和輸出端的切換電路，交流電壓經整流后，經電容濾波后得到直流電壓。若電容容量變小，輸出的交流紋波將增大1FC電路的電流環路由整流后的輸入電壓和輸出電壓的誤差信號通過乘法器來控制。通過調節電流控制信號的平均幅度來控制輸出電壓。通過輸入電壓的波形來調節輸入電流的波形。PFC就是“功功率因數校正”的意思，主要用來表征電子產品對電能的利用效率。功率因數越高，說明電能的利用效率越高。本PFC電路有源PFC 由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數，達到0.95以上。所述PWM 控制電路電連接有均流電路，均流電路輸出有均流端CS。該均流電路一端和PWM控制電路連接，另一端和另一個脈寬調制直流供電系統的CS端連接，目的是兩個脈寬調制直流供電系統并聯運行而設定的，該均流電路為現有技術電路，此處不再詳述其具體結構。所述PWM控制電路通過光電隔離器電連接有遙測電路，該遙測電路的遙控開/關為RC端;所述光電隔離器電連接檢測電路輸入端和輸出外接電位器端。光隔離器作用是和外調電位器連接防干擾設定的。這里的遙測電路為現有技術電路，不再詳述。
[0039]所述整流/PFC回路一的低壓脈動電流輸出端電連接有輔助電源，輔助電源經電壓變壓后分別電連接有降溫風扇和整流/濾波電路，整流/濾波電路的輔助電源對地端AUXG， 上述輔助電源為一從電路上引出的取電用的插座。
[0040]所述突入電流控制電路電連接電磁濾波回路輸入端和輸出端整流/PFC回路。當I 運開啟瞬間，要對電容充電，由于瞬間電流大，加熱敏電阻就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在熱敏電阻上，一定時間后溫度升高熱敏電阻阻值減小(熱敏電阻是負溫系數元件)，這時它消耗的能量非常小，后級電路可正常工作。[0041 ] 所述檢測電路:電連接負載輸入端和輸出端PWM控制電路、光電隔離器。PWM控制電路檢測電路是根據電源的輸出負載情況來控制電源的開關管的閉合的。如果輸出電壓過高或者過低時，PWM控制電路將會改變電壓的波形以適應開關管，從而達到校準正輸出電壓的目的;這里的檢測電路為現有技術很容易實現的電路，為現有技術，在此不再詳述其結構。 [〇〇42]本實用新型的輸入端接交流AC220V，輸出端輸出0?60V可調直流電壓，最大直流電流為60A。當外接電源電壓調為IV時，輸出直流電壓值為0V，當外接電源電壓調為6V時， 輸出直流電壓60V。輸出直流電壓0?60V可調，最大直流電流為60A，總功率4KW。能給1?8個油水井套管提供合理的需要電流，進行油水井單井套管防蝕陰極保護，每個油水井需要供電電流一般為4A。為了節省施工成本，現場只打一口陽極井，脈寬調制直流供電系統正極必須用一根導線與陽極井連接。經過防蝕儀內8個瓷盤電阻器和被保護的油水井單井套管相連，8個瓷盤電阻器和脈寬調制直流供電系統的負極相連，構成一個控制回路，通過外接電源電壓變化可以調整脈寬調制直流供電系統輸出電壓值，用來改變保護回路中電流的大小值。電壓值調節的方式為PWM脈寬調節方式。[〇〇43]本實用新型的P麗脈寬調制直流供電系統工作原理如圖1及圖2所示。
[0044]外接交流電壓AC220V，經過電磁濾波回路和突入電流控制電路以及整流/PFC回路，輸出低壓脈動電流，再經過PFC控制電路和切換電路變成高壓脈動直流電壓值，經變壓器變成脈動小的直流電壓值，最后經過整流/PFC回路變成紋波系數極小的0?60V可調直流電壓，最大直流為60A電流。當供電負載需要電壓值變化時，調節外接電源電壓(1?6V)值， 通過檢測電路和PWM控制電路控制切換電路，改變輸出電壓值，PWM頻率基準值為100KHZ。當調節外接電源電壓值調IV時，PWM為100KHZ，脈寬調制直流供電系統輸出0V;當調節外接電源電壓值調6 V時，PWM為200KHZ，脈寬調制直流供電系統輸出60 V。為了脈寬調制直流供電系統供電的安全性，該系統設有過溫保護電路、過載保護電路和過壓保護電路，另外該系統設有遙測方式的遙測電路，以及給電風扇供電的輔助電源電路。+V端代表電源輸出正端、-V端代表電源輸出負端、+S代表遙感的正端、-S代表遙感的負端、+PV代表輸出電壓外部控制正端、-PV代表輸出電壓外部控制負端、RC代表遙控開/關、CS代表均流端、AUXG代表輔助電源對地端。+V端和-V端接負載正端和負端，遠距離給負載供電時防止導線對電壓的衰減，+S 端、-S端分別要接+V端和-V端，外接電源正端和負端分別接脈寬調制直流供電系統的+PV 端、-PV端。
[0045]油水井套管防蝕儀主要由柜體、空開、可調的脈寬調制直流供電系統、8個瓷盤電阻器、顯示8路電壓、電流值大小得觸摸屏等組成的。能對1?8個油水井套管通電流進行陰極保護，為了節省施工成本，現場只打一口陽極井，脈寬調制直流供電系統正極必須用一根導線與陽極井連接。為了防止電流因叢式井井下位置不同而造成電流分布不均衡、井間電位不平衡，用8個瓷盤電阻器作為可調電阻負載進行分流。保證給保護的油水井套管的提供需要的電流(油水井套管是純電阻性負載1Q?4Q)。新保護的油水井一般先通5A電流，等電路打通后，改為4A電流進行長期通電進行保護。[〇〇46]可調的脈寬調制直流供電系統，+V端代表電源輸出正端、-V端代表電源輸出負端、 +S代表遙感的正端、-S代表遙感的負端、+PV代表輸出電壓外部控制正端、-PV代表輸出電壓外部控制負端、RC代表遙控開/關、CS代表均流端、AUXG代表輔助電源對地端。+V端和-V端分別接負載的正端和負端，遠距離給負載供電時防止導線對電壓的衰減，+S端、-S端分別要接 +V端和-V端，外接電源接正端和負端分別接+PV端和-PV端。脈寬調制直流供電系統輸入端接入外接交流電壓AC220V后，經過電磁濾波回路和突入電流控制電路以及整流/PFC回路， 輸出低壓脈動198V電壓，再經過PFC控制電路和切換電路變成1000V高壓脈動直流電壓，經過變壓器變成脈動小60V直流電壓，最后經過整流/PFC回路變成紋波系數極小的0?60V可調直流電壓，最大直流電流為60A。+V端和-V端接負載時，當需要脈寬調制直流供電系統供電為30V時，調節外接電源+PV端、-PV端電壓值為3.5V，通過檢測電路和PWM控制電路控制切換電路，PWM頻率變為150KHZ，改變輸出+V端和-V端直流電壓值為30V。當需要脈寬調制直流供電系統提供45V直流電壓時，調節外接電源+PV端、-PV端電壓值為4.75V，通過檢測電路和 pmi控制電路控制切換電路，pmi頻率變為175KHZ，改變輸出+V端和-V端直流電壓值為45V。 當需要系統供電60V時，調節外接電源+V端和-V端電壓值為6V，通過檢測電路和PWM控制電路控制切換電路，PWM頻率變為200KHZ，改變輸出+V端和-V端直流電壓值為60V。當系統發生過溫、過載和過壓時，該系統啟動過溫保護電路、過載保護電路和過壓保護電路進行保護， 不損壞脈寬調制直流供電系統。為了能及時將脈寬調制直流供電系統中熱量散去，輔助電源給電風扇供24V電進行運行。電壓大小調節的方式為PWM脈寬調節方式。
[0047]本實用新型的主要技術參數:
[0048]1、交流輸入:180 ?264V;[〇〇49]2、輸出直流電壓:0?60V，精度1%;[〇〇5〇] 3、最大輸出直流電流:60A，精度1 %;[〇〇5114、允許使用工作溫度:-30—75°C;
[0052]5、工作效率:85%以上；[〇〇53]6、外接電源電壓值:1?6V可調；
[0054]7、遙感功能:+S端和+V端以及-S端和-V端的連接應免受雜訊和干擾信號影響；
[0055]8、保護種類:短路/過載/過短路/過溫度；
[0056]9、冷卻方式:內建直流控速風扇強制冷卻。
[0057]本實施方式中沒有詳細敘述的部分屬本行業的公知的常用手段，這里不一一敘述。以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制， 凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，包括電磁濾波回路、突 入電流控制電路、整流/PFC回路一、切換電路、變壓器、整流/PFC回路二、隔離變壓器以及 PWM控制電路;其中電磁濾波回路的輸入端外接交流電壓AC220V，電磁濾波回路的輸出端與 突入電流控制電路的輸入端電連接，突入電流控制電路的輸出端與整流/PFC回路一的輸入 端電連接，整流/PFC回路一的輸出端以及整流/PFC回路二的輸入端之間電連接有切換電 路，其中切換電路具體經變壓器電連接整流/PFC回路二的輸入端;整流/PFC回路二的輸出 正端+V和輸出負端-V之間輸出可調直流電壓;PWM控制電路與切換電路通過隔離變壓器電 連接。2.如權利要求1所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述PWM控制電路與切換電路組成功率變換電路，該電路的具體結構為:脈寬調制芯片UC3842 的6腳連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端連接MOS管的柵極，MOS管的柵極與地之間分別連 接電容C1、穩壓二極管Z1以及電阻R2,其中穩壓二極管的陽極接地;MOS管的源極連接電阻 R3的一端，R3的另一端接地;MOS管的漏極連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極通過節點 P2連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接電容C3的一端，電容C3的另一端通過節點P1 與隔離變壓器線圈T1的一端連接，隔離變壓器線圈T1的另一端通過節點P3與電容C4的一端 連接，電容C4的另一端通過電阻R6接地;節點P3與MOS管的漏極連接;節點P2連接電阻R8的 一端，電阻R8的一端通過節點P4與二極管D1的陰極連接;節點P4還連接電阻R7的一端，電阻 R7的另一端與節點P1連接并引出DC+端;脈寬調制芯片UC3842的3腳與電阻R4的一端連接， 電阻R4的另一端與MOS管的源極連接;脈寬調制芯片UC3842的3腳與地之間還分別連接有電 容C2以及電阻R5;所述外接電源電壓值的范圍為1?6V; PWM控制電路的PWM頻率基準值為1OOKHZ。3.如權利要求1所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述PWM控制電路與連接外接電源的輸出電壓外部控制端之間電連接有檢測電路。4.如權利要求3所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述PWM控制電路、整流/PFC回路二的輸出正端+V、以及檢測電路之間電連接有防止損害該油 水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統的過壓保護電路;所述整流/PFC回路二電連接變壓 器輸入端和輸出負載端。5.如權利要求3所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述PWM控制電路通過光電隔離器電連接有遙測電路，該遙測電路的遙控開/關為RC端;所述 光電隔離器電連接檢測電路輸入端和輸出外接電位器端。6.如權利要求1所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述整流/PFC回路一通過PFC控制電路電連接有防止損害該油水井套管防蝕儀脈寬調制直流 供電系統的過溫保護電路。7.如權利要求1所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述切換電路與PWM控制電路之間電連接有防止調壓過高損壞PWM控制電路的過載保護電路。8.如權利要求1所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述PWM控制電路電連接有均流電路，均流電路輸出有均流端CS。9.如權利要求1所述的一種油水井套管防蝕儀脈寬調制直流供電系統，其特征在于，所 述整流/PFC回路一的低壓脈動電流輸出端電連接有輔助電源，輔助電源經電壓變壓后分別電連接有降溫風扇和整流/濾波電路，整流/濾波電路的輔助電源對地端AUXG。
【文檔編號】H02J1/10GK205583685SQ201520906390
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年11月16日
【發明人】高寶元
【申請人】中國石油集團川慶鉆探工程有限公司工程技術研究院