[实用新型]一种稳压电源消振电路

说明书

技术领域

本实用新型属于石油、天然气钻井技术领域，特别是涉及一种稳压电源 消振电路。

背景技术

采用泥浆涡轮发电机进行供电的智能钻井工具，通过稳压电源将泥浆涡 轮发电机产生的宽范围三相低频交流电能转换成符合不同负载需求的稳定 直流电能。

泥浆涡轮发电机的定子磁极和转子磁极之间可看成由具有弹性的磁力 线相互联系，当负载增加时，功角增大，相当于磁力线拉长，当负载减小时， 功角减小，相当于磁力线缩短，当负载突然发生变化时，由于转子的惯性， 转子功角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值附近经过若干次摆 动，产生振荡。如果振荡的幅度越来越大，功角不断增大，直至脱出稳定范 围，将会造成泥浆涡轮发电机的失步，从而严重影响智能钻井工具电子控制 单元的正常工作，甚至造成电子元器件的烧毁。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种稳压电源消振电 路。

为了达到上述目的，本实用新型提供的稳压电源消振电路包括：三相整 流滤波电路、n个稳压电源和消振电路，其中：三相整流滤波电路的输入端 与泥浆涡轮发电机连接、三相整流滤波电路的输出端同时与n个稳压电源的 输入端连接，n个稳压电源的输出端分别与n个负载相连接，消振电路与三 相整流滤波电路的输出端相连接。

所述的消振电路包括信号提取电路、低通滤波电路、阈值比较电路和电 阻消振电路；所述的信号提取电路包括：电阻R1-R5、电容C1和差分运算 放大器U1；三相整流滤波电路输出的粗直流电压V_in，第一路经电阻R1和 电阻R2分压后输入差分运算放大器U1的同向输入端，电容C1用于滤除粗 直流电压V_in中的高频成分，第二路由电阻R3和电阻R4分压后，经电容C2 得到其交流成分并输入差分运算放大器U1的反向输入端，经差分放大后输 出至低通滤波电路，R5为差分运算放大器U1的反馈电阻，由差分运算放大 器U1的输出端连接至反向输入端；低通滤波电路采用2个Shllen-Key低通 滤波器串联结构，即k＝2，其包括：电阻R6-R9、电容C3-C6、运算放大器 U2、U3；其中，运算放大器U2、电阻R6、电阻R7、电容C3和电容C4组 成第一Sallen-Key低通滤波器，运算放大器U3、电阻R8、电阻R9、电容 C5和电容C6组成第二Sallen-Key低通滤波器，对信号提取电路输出电压低 通滤波后，输出至阈值比较电路；阈值比较电路采用差分运算放大器结构， 其包括：电阻R10-R11、电容C7和差分运算放大器U4；其中：直流参考电 压VDD1经电阻R10输入差分运算放大器U4的同向输入端，直流偏置电压 VDD2经电阻R11输入差分运算放大器U4的反向输入端，阈值电压V_T由 VDD1和VDD2的值决定，低通滤波电路的输出电压经电容C7后输入差分 运算放大器U4的反向输入端，记为V_T1，R12为反馈电阻，由差分运算放大 器U4的输出端连接至同向输入端，当电压V_T1>V_T时，差分运算放大器U4 输出高电平，当电压V_T1<V_T时，差分运算放大器U4输出低电平；电阻消振 电路由功率器件Q1、消振电阻R0和电阻R13组成，其中：功率器件Q1的 栅极与差分运算放大器U4的输出端连接、漏极通过消振电阻R0与三相整 流滤波电路的输出端连接、源极通过电阻R13与接地端连接，当阈值电路输 出高电平时，电阻消振电路的功率器件Q1导通，三相整流滤波电路输出的 粗直流电压V_in经消振电路R0、功率器件Q1和电阻R13流入接地端，当阈 值电路输出低电平时，电阻消振电路的功率器件Q1关断，消振电路R0不 工作。

本实用新型提供的稳压电源消振电路的有益效果在于，通过在三相整流 滤波电路的输出端增设消振电路，可有效消除由于负载变化引起的泥浆涡轮 发电机振荡和失步造成的稳压电源输出电压波动，可保证用电负载的安全、 稳定运行，有效提升智能钻井工具的整体工作性能。

附图说明

图1为本实用新型提供的稳压电源消振电路结构示意图。

图2为本稳压电源消振电路消振原理图。

图3为本稳压电源消振电路引脚输出的示波器波形图。