一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及直流供電領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于地球物理儀器的特殊性，所以其供電設(shè)備常用多節(jié)90V電池箱串聯(lián)而成，而每一個電池箱由很多個電池組成，從而達(dá)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?zé)o法實(shí)現(xiàn)供電，因此這種方法在某些情況下是無效的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備，所述設(shè)備通過將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并對直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓，解決了現(xiàn)有電池箱串聯(lián)得到的電壓無法帶動地球物理儀器進(jìn)行工作的問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備。所述設(shè)備包括:發(fā)電機(jī)，用于提供交流電；整流器，與所述發(fā)電機(jī)連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；以及直流變換器，與所述整流器連接，用于根據(jù)電感伏秒平衡原則對所述直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓。
[0005]優(yōu)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(jù)所接收的電壓值計(jì)算得到方波的占空比以及根據(jù)計(jì)算得到的方波的占空比和預(yù)先設(shè)定的方波的頻率輸出方波的單片機(jī)；用于接收來自所述單片機(jī)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(guān)；構(gòu)成充放電電路的電容器和電感器；以及用于統(tǒng)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(jī)的第一端，所述單片機(jī)的第二端連接所述可控制開關(guān)的第一端，所述可控制開關(guān)的第二端連接所述二極管的第一端。
[0006]優(yōu)選地，所述單片機(jī)包括計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置根據(jù)以下公式計(jì)算得到所述占空比:Uo/Ui = 1/(1-D)，其中，Uo為預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)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(yōu)選地，所述預(yù)先設(shè)定的方波的頻率為所述電感器與電容器的共振頻率。
[0008]優(yōu)選地，所述可控制開關(guān)為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣極雙極型晶體管)。
[0009]優(yōu)選地，所述設(shè)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(shè)備輸出的直流電的電壓值。
[0010]通過上述技術(shù)方案，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并對直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓，解決了現(xiàn)有電池箱串聯(lián)得到的電壓無法帶動地球物理儀器進(jìn)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(shí)用新型提供的用于地球物理儀器的供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖標(biāo)記說明
[0013]10 發(fā)電機(jī)20 整流器 30 電感器
[0014]40 第一電壓檢測裝置 50 單片機(jī) 60 可控制開關(guān)
[0015]70 二極管80 電容器 90 第二電壓檢測裝置
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0017]由于地球物理儀器的特殊性，所以其供電設(shè)備常用多節(jié)90V電池箱串聯(lián)而成，而每一個電池箱由很多個電池組成，從而達(dá)到很高的供電電壓。然而，這種方法有很多弊端。因此，本實(shí)用新型特提供一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備。
[0018]圖1是本實(shí)用新型提供的用于地球物理儀器的供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的用于地球物理儀器的供電設(shè)備包括:發(fā)電機(jī)10，用于提供交流電；整流器20，與所述發(fā)電機(jī)10連接，用于將交流電轉(zhuǎn)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(jù)電感伏秒平衡原則對所述直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓。藉此，解決了現(xiàn)有電池箱串聯(lián)得到的電壓無法帶動地球物理儀器進(jìn)行工作的問題，而且還提高了對地球物理儀器進(jìn)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(jù)所接收的電壓值計(jì)算得到方波的占空比以及根據(jù)計(jì)算得到的方波的占空比和預(yù)先設(shè)定的方波的頻率輸出方波的單片機(jī)50 ;用于接收來自所述單片機(jī)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(guān)60 ;構(gòu)成充放電電路的電容器80和電感器30 ;以及用于統(tǒng)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(jī)50的第一端，所述單片機(jī)50的第二端連接所述可控制開關(guān)60的第一端，所述可控制開關(guān)60的第二端連接所述二極管70的第一端?？蛇x擇地，所述可控制開關(guān)60包括3個管腳，其中一個管腳為控制管腳與所述單片機(jī)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(guān)60閉合，傳感器直接接地，電容器通過負(fù)載放電。
[0020]在具體的實(shí)施方式中，所述單片機(jī)50包括計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置根據(jù)以下公式計(jì)算得到所述占空比:Uo/Ui = 1/(1-D)，其中，Uo為預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)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(yù)先設(shè)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(jī)50的計(jì)算裝置按照以上公式Uo/Ui = 1/(1-D)計(jì)算得到方波的占空比，并根據(jù)計(jì)算得到的方波的占空比和預(yù)先設(shè)定的方波的頻率輸出方波，直流變換器便可輸出得到目標(biāo)電壓的直流電。這是因?yàn)樵诜讲楦唠娖降那闆r下，可控制開關(guān)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(guān)閉合以使得電容器放電，即遵循的是“在穩(wěn)定的狀態(tài)下，一個開關(guān)周期中，電容安秒積的代數(shù)和為零”，也即是電感伏秒平衡原則。
[0021]在具體的實(shí)施方式中，可控制開關(guān)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(yōu)選地，所述設(shè)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(shè)備輸出的直流電的電壓值。藉此，可查看本實(shí)用新型提供的供電設(shè)備所輸出的直流電的電壓是否到達(dá)目標(biāo)電壓。
[0023]在本實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)輸出220V，50Hz的交流電，經(jīng)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(jīng)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(biāo)電壓Uo設(shè)置為500V，也即是預(yù)先在單片機(jī)中設(shè)置目標(biāo)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(shí)用新型通過將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并對直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓，具有以下有益效果:1)在成本上更為節(jié)約，而且解決了現(xiàn)有電池箱串聯(lián)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(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0026]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0027]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括: 發(fā)電機(jī)，用于提供交流電； 整流器，與所述發(fā)電機(jī)連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；以及 直流變換器，與所述整流器連接，用于根據(jù)電感伏秒平衡原則對所述直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓， 其中，所述直流變換器包括: 構(gòu)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(jù)所接收的電壓值計(jì)算得到方波的占空比以及根據(jù)計(jì)算得到的方波的占空比和預(yù)先設(shè)定的方波的頻率輸出方波的單片機(jī)； 用于接收來自所述單片機(jī)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(guān)； 以及用于統(tǒng)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(jī)的第一端，所述單片機(jī)的第二端連接所述可控制開關(guān)的第一端，所述可控制開關(guān)的第二端連接所述二極管的第一端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設(shè)備，其特征在于，所述單片機(jī)包括計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置根據(jù)以下公式計(jì)算得到所述占空比:Uo/Ui = 1/(1-D) 其中，Uo為預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)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(jù)權(quán)利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設(shè)備，其特征在于，所述可控制開關(guān)為IGBT。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于地球物理儀器的供電設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)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(shè)備輸出的直流電的電壓值。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及直流供電領(lǐng)域，公開了一種用于地球物理儀器的供電設(shè)備。所述設(shè)備包括：發(fā)電機(jī)，用于提供交流電；整流器，與所述發(fā)電機(jī)連接，用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；以及直流變換器，與所述整流器連接，用于根據(jù)電感伏秒平衡原則對所述直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓。本實(shí)用新型通過將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并對直流電進(jìn)行升壓以達(dá)到目標(biāo)電壓，解決了現(xiàn)有電池箱串聯(lián)得到的電壓無法帶動地球物理儀器進(jìn)行工作的問題。
【IPC分類】H02M3/04, H02M7/04
【公開號】CN204967637
【申請?zhí)枴緾N201520586456
【發(fā)明人】曹創(chuàng)華, 柳建新, 嚴(yán)發(fā)寶, 張振, 黃昊
【申請人】中南大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月6日