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Ul的反向输入端，经差分放大后输出至低通滤波电路512，R5为差分运算放大器Ul的反馈电阻，由差分运算放大器Ul的输出端连接至反向输入端，低通滤波电路512采用2个Shllen-Key低通滤波器串联结构，S卩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 Sal I en-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511输出电压低通滤波后，输出至阈值比较电路513;阈值比较电路513采用差分运算放大器结构，其包括:电阻RlO-Rll、电容C7和差分运算放大器U4;其中:直流参考电压VDDl经电阻RlO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Rl I输入差分运算放大器U4的反向输入端，阈值电压Vt由VDDI和VDD2的值决定，低通滤波电路512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Vn，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Vn>Vt时，差分运算放大器U4输出高电平，当电压Vn<Vt时，差分运算放大器U4输出低电平；电阻消振电路514由功率器件Q1、消振电阻RO和电阻R13组成，其中:功率器件Ql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RO与三相整流滤波电路21的输出端连接、源极通过电阻R13与接地端连接，当阈值电路513输出高电平时，电阻消振电路514的功率器件Ql导通，三相整流滤波电路21输出的粗直流电压Vin经消振电路RO、功率器件QI和电阻Rl 3流入接地端，当阈值电路513输出低电平时，电阻消振电路514的功率器件Ql关断，消振电路RO不工作。
[0026]如图3所示，图3(a)至图3(h)为示波器测量得到的消振电路引脚波形图，其中通道I为信号发生器模拟的粗直流电压Vin波形，通道2为相应引脚电压波形，用于分析消振电路各部分工作情况。图3(a)中，通道2为差分运算放大器Ul的同向输入端电压波形，图3(b)中，通道2为差分运算放大器Ul的反向输入端电压波形，图3(c)中，通道2为差分运算放大器Ul的输出端电压波形，图3(d)中，通道2为运算放大器U2的输出端电压波形，图3(e)中，通道2为运算放大器U3的输出端电压波形，图3(f)中，通道2为差分运算放大器U4的反向输入端电压波形，图3(g)中，通道2为差分运算放大器U4的输出端电压波形，图3(h)为高电平时功率器件Ql栅极与接地端之间的电压波形。
[0027]如图4所示，图4(a)至图4(f)为示波器测量得到的消振电路实际工作情况，其中，通道I为消振电路51的电阻消振电路514中功率器件Ql的栅极与接地端之间的电压信号波形图，通道2为泥浆涡轮发电机11产生的低频交流电能经三相整流滤波电路21进行全波整流和电容滤波后输出的粗直流电压Vin波形，图4(a)为接1.5A恒流负载时，系统初始上电时粗直流电压Vin波动弓I起消振电路工作的情况，图(b)为负载从1.5A降至0.2A时，负载电流变化引起粗直流电压乂^波动引起的消振电路工作的情况，图4 (c)为负载电流0.2A时，系统断电时粗直流电压Vin波动引起的消振电路工作的情况，图4 (d)为粗直流电压Vin存在自激振荡时引起的消振电路工作的情况，图4(e)中3通道为负载为脉冲信号发生器时的驱动电压，当驱动脉冲信号发生器工作时，负载变化引起粗直流电压Vin波动达到消振电路的工作条件，消振电路开始工作，消除振荡，图4(f)为系统接0.2A恒流负载正常工作时，消振电路停止工作。
[0028]工作时，泥浆涡轮发电机11的转速范围为2500rpm至5500rpm，经三相整流滤波电路21后输出的粗直流电压Vin范围为60 V-160 V，消振电路51从粗直流电压Vin处采样，当负载变化引起泥浆涡轮发电机11振荡或失步而导致粗直流电压Vin波动时，消振电路51工作，由其上的消振电阻RO吸收波动电压，当泥浆涡轮发电机11稳定工作时，消振电路51停止工作，保证系统其它部分的正常供电和驱动能力。
[0029]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
[0030]本发明提供的稳压电源消振电路为一种用于智能钻井工具的稳压电源消振电路，用于消除负载变化引起的泥浆涡轮发电机振荡和失步，保证稳压电源的安全、稳定输出，可避免因电压波动而影响智能钻井工具电子控制单元的正常工作。
【主权项】
1.一种稳压电源消振电路，其特征在于:所述的稳压电源消振电路包括:三相整流滤波电路(21)、n个稳压电源(31)和消振电路(51)，其中:三相整流滤波电路(21)的输入端与泥浆涡轮发电机(11)连接、三相整流滤波电路(21)的输出端同时与η个稳压电源(31)的输入端连接，η个稳压电源(31)的输出端分别与η个负载(41)相连接，消振电路(51)与三相整流滤波电路(21)的输出端相连接。2.根据权利要求1所述的稳压电源消振电路，其特征在于:所述的消振电路(51)包括信号提取电路(511)、低通滤波电路(512)、阈值比较电路(513)和电阻消振电路(514);所述的信号提取电路(511)包括:电阻R1-R5、电容Cl和差分运算放大器Ul;三相整流滤波电路(21)输出的粗直流电压Vin，第一路经电阻Rl和电阻R2分压后输入差分运算放大器Ul的同向输入端，电容Cl用于滤除粗直流电压Vin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Ul的反向输入端，经差分放大后输出至低通滤波电路(512)，R5为差分运算放大器Ul的反馈电阻，由差分运算放大器Ul的输出端连接至反向输入端，低通滤波电路(512)采用2个ShlIen-Key低通滤波器串联结构，S卩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 Sal I en-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(511)输出电压低通滤波后，输出至阈值比较电路(513);阈值比较电路(513)采用差分运算放大器结构，其包括:电阻RlO-Rl 1、电容C7和差分运算放大器U4;其中:直流参考电压VDDl经电阻RlO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Rll输入差分运算放大器U4的反向输入端，阈值电压Vt由VDDl和VDD2的值决定，低通滤波电路(512)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Vn，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Vn > Vt时，差分运算放大器U4输出高电平，当电压Vn〈VT时，差分运算放大器U4输出低电平；电阻消振电路(514)由功率器件Ql、消振电阻RO和电阻R13组成，其中:功率器件Ql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RO与三相整流滤波电路(21)的输出端连接、源极通过电阻Rl 3与接地端连接，当阈值电路(513)输出高电平时，电阻消振电路(514)的功率器件Ql导通，三相整流滤波电路(21)输出的粗直流电压Vin经消振电路RO、功率器件QI和电阻Rl 3流入接地端，当阈值电路(513)输出低电平时，电阻消振电路(514)的功率器件Ql关断，消振电路RO不工作。
【专利摘要】一种稳压电源消振电路。其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。本发明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。
【IPC分类】H02M1/15, H02P9/00
【公开号】CN105450003
【申请号】CN201610019738
【发明人】李绍辉, 魏春明, 韩晓文, 白大鹏, 金平, 魏庆振, 郭佳, 张鑫
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月13日...