[实用新型]井下涡轮发电机整流稳压供电装置

权利要求书

1.一种井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：它包括涡轮发电机、整流滤波模块、输入级过流过压欠压保护模块、DC/DC开关变换器、电源管理控制器和二次滤波输出模块；所述涡轮发电机将钻井液的能量转化为大功率交流电能输入所述整流滤波模块内，将交流电压转换为直流大纹波电压后传输至所述输入级过流过压欠压保护模块内；所述输入级过流过压欠压保护模块输出的电压信号分别输入所述DC/DC开关变换器和电源管理控制器，所述电源管理控制器将接收到的电压信号转换为PWM信号，传输至所述DC/DC开关变换器内控制其通断；所述DC/DC开关变换器输出端连接所述二次滤波输出模块，电压信号经所述二次滤波输出模块滤波后生成低纹波稳定直流电压，输入至所述电源管理控制器内。

2.如权利要求1所述的井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述输入级过流过压欠压保护模块包括由两个串联电阻构成的第一分压电路、传感电阻、场效应管、由两个串联电阻构成的第二分压电路和控制器，所述控制器内设置有欠压判断模块、过流判断模块、过压判断模块和主控制器；

所述输入级过流过压欠压保护模块输入端与所述第一分压电路并联，输入端还依次与所述传感电阻和场效应管串联；所述第一分压电路将检测到的输入端电压信号输入所述欠压判断模块内与预设的欠压保护阈值比较；所述传感电阻将检测到的电流信号输入所述过流判断模块内与预设的过流保护阈值比较，所述欠压判断模块和过流判断模块分别将其比较结果输入所述主控制器；所述场效应管源极连接所述输入级过流过压欠压保护模块输出端，在该输出端与所述场效应管源极之间并联所述第二分压电路；所述第二分压电路将检测到的输出端电压信号输入所述过压判断模块内，与预设的过压保护阈值比较，并将比较结果输入所述主控制器内；所述主控制器根据各比较结果控制所述场效应管断开/导通。

3.如权利要求2所述的井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述欠压判断模块内的欠压保护阈值V_undervoltage为：

V_undervoltage＝V_in×(R2/(R1+R2))，

式中，V_in是所述输入级过流过压欠压保护模块的输入电压，R1、R2是所述第一分压电路中两个串联的电阻。

4.如权利要求2所述的井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述过流判断模块内的过流保护阈值I_overcurrent为：

I_overcurrent＝V_senseset/Rsense，

式中，V_senseset为所述传感电阻两端预设电压，Rsense为所述传感电阻的阻值。

5.如权利要求2所述的井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述过压判断模块内的过压保护阈值V_overvoltage为：

V_overvoltage＝V_out×(R4/(R3+R4))，

式中，V_out是所述输入级过流过压欠压保护模块的输出电压，R3、R4是所述第二分压电路中两个串联的电阻。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的井下涡轮发电机整流稳压供电装置，其特征在于：所述电源管理控制器包括辅助电源、逻辑控制PWM生成器、电压电流反馈检测器、输出过压过流保护单元和逻辑与非门；

所述辅助电源将所述输入级过流过压欠压保护模块输入的高压直流电降压后，生成低压辅助电源输入所述逻辑控制PWM生成器内，并为所述电源管理控制器供电；所述电压电流反馈检测器将接收到的由所述二次滤波输出模块输出的低纹波稳定直流电压分别输入所述逻辑控制PWM生成器和输出过压过流保护单元内；所述逻辑控制PWM生成器依据检测得到的电压电流反馈信号，与预设的期望值比较后生成PWM输出信号；所述输出过压过流保护单元将接收到的反馈电压电流信号与预设的期望值比较，判断其是否超过该期望值10％，并与所述逻辑控制PWM生成器的PWM输出信号生成所述逻辑与非门通断的控制PWM信号；控制PWM信号输入所述DC/DC开关变换器内控制其通断。