随钻中子孔隙度测量系统中高压电源的研制.pdf

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1、第44卷第3期电力电子技术Vo1．44．No．32010年3月PowerElectronicsMarch2010随钻中子孔隙度测量系统中高压电源的研制艾维平，邓乐，宋延淳(中国石油集团钻井工程技术研究院井下控制工程研究所，北京100083)摘要：介绍了一种高温环境下用于中子发生器的高压电源设计。该电源基于Boost变换器的电流断续工作模式，并使用电流型脉宽调制芯片UC1842作为控制器。在不同环境温度和额定负载下进行了性能测试，研制的样机在运行中表现出良好的稳定性和可靠性，实验结果表明了设计的可行性。关键词：高压电源；变换器；脉宽调制；中子发生器中图

2、分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)03—0053—02DevelopmentofHigh-voltagePowerSupplyinMeasurementNeutronPorosityWhile·drillingSystemAIWei—ping．DENGIJe。SONGYan—chun(CNPCDrillingResearch[ntituteDownholeControlEngineeringDepartment，Beo'ing100083，China)Abstract：Adesignofahigh—voltagep

3、owersupplyusedintheneutrongeneratorathightemperatureconditionisintro·duced．ThepowersupplybasesondiscontinuouscurrentworkingmodeofBoostconverterandusesUC1842actingascon—troller．Thedevelopedpowersupplyistestedondifferenttemperatureconditionandratedload，theresultpresentsgoodper-fo

4、rmanceinstabilityandreliabilityinrunning．Keywords：highvoltagepowersupply；inverter；pulsewidthmodulation；neutrongeneratorl引言开关管vT已经截止很长时间．所有元件处于理想在高效开发复杂油藏方面，地质导向钻井技术状态．在充电时，VT导通，输入电流流过电感．二具有明显优势．随钻中子孔隙度测量系统是钻井地极管VD承受反向电压处于截止状态，防止电容C质导向技术的关键组成部分，地层孔隙度则是实施对地放电。由于输入直流电，因此￡上的电流以综合地层

5、评价的重要地质参数之一[1】。由于井下的工一定的斜率线性增加，该斜率与大小有关。随着作环境恶劣，要求井下测量工具必须满足耐高温高的增加，，J储存能量。压、抗振动以及空间结构狭小的客观要求。中子发生器是随钻中子孔隙度测量系统的关键部件，是由中子管、高压电源及控制电路组成的小型加速器中子源，要求其供电电源耐高温，响应速度快、体积小，因图1Boost变换器电路原理图此需设计专用的电源为中子发生器供电。Boost变换在放电时。VT截止，由于对电流具有保持特器作为一种升压型电路，在开关电源领域内占有非性，不会马上变为零，而是由充电完毕时的值缓慢常重要的地位[2

6、1。因其外接开关管的选择余地较大，地变为零。即￡开始给C充电，C两端电压升高，此故驱动电路设计更容易，主电路结构简单．变换效率时输出电压高于输入电压。充电时L吸收能高，广泛应用于直流升压电路。如何改善Boost变换量，放电时释放出能量。若C足够大，则输出端在器拓扑结构，提高其控制性能，尚在不断地探索[31。如放电过程中保持电流连续。随着通、断电过程的不断何设计出能在140oC环境温度下可靠工作且升压比重复。G两端电压将高于输入端电压。大的直流电源．以及选择相应的电子器件．是电源设2．2电路工作波形计中的难点。基于Boost电路自身结构．结合电流型在断

7、续导通模式(DCM)下，电流下降较快，即在PWM脉宽调制器UC1842的特点，设计了专为中子中的能量释放完毕时．VT尚未到达重新导通时发生器供电的直流高压开关电源。刻，因而能量得不到及时补充。这样就出现了DCM。要求相同功率输出时．vT和VD的最大瞬时电流都2Boost变换器原理及工作波形较大，因此在选择VT和VD时需留有足够裕量。当2．1工作原理i降到零，且VT处于截止状态到下次导通前的时间Boost变换器电路基本原理如图1所示。假定内，L从输出端脱离．此时只有C向负载提供所需能定稿日期：2009—06—26量，故选择较大的电解电容才能降低输出电压

8、纹波。作者简介：艾维平(1977一)，男，甘肃天水人，硕士，研究方向2．3DCM下电源的升压比为井下信号的测