高分辨率感应测井仪井下电源系统研究.pdf

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1、石油仪器2013年第27卷第4期PETRoLEUMINSTRUMENIS·13··开发设计·高分辨率感应测井仪井下电源系统研究王敏娟(西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室陕西西安)摘要：文章研究了高分辨率感应测井仪的井下电源系统，包括整流滤波和稳压电路。电路中选用了高精度的器件来减小电路的噪声影响，稳压电路采用了串联型线性稳压方式，具有输出电压稳定、输出电阻小等特点。通过电路调试，井下电源系统的各项指标符合设计要求。关键词：高分辨；感应测井；井下电源中图法分类号：P631．4文献标识码：B文章编号：1004·9134(2013)04—0013

2、—02其中，为变压器次级电压有效值。桥式整流电0引言路因其具有输出电压相对较大、纹波电压小等特点，得到了广泛的应用然而，电源中依然存在着纹波电高分辨率感应测井仪是一种利用电磁感应定律测压，因此并不能将这样的直流电压直接当作井下电路量地层电阻率的测井仪器，其井下电路主要分为模拟电路和数字电路两部分_】]其中数字电路的工作电压的直流电压源。后续必须采用滤波电路尽量减小纹波电压。为+5V，模拟电路的工作电压则为：t：15V和+60V(主要为中感应发射电路提供工作电压)。高分辨率感应测井仪井下电源系统将50Hz、220V的交流市电通过变压、整流、滤波、稳压等措

3、施转化为仪器提供所需的工作电压。1电路设计1．1系统总体结构图1所示为直流稳压电源的总体框图。其中变压、整流、滤波是用来将50Hz、220V的交流市电转换为图2整流电路平滑的直流电压，稳压则是为了得到稳定性更高的直(2)电容滤波电路设计流电压。电容滤波电路一方面利用电容器对不同频率有不煎匿蛊变卜H[蓍HH僵餮露l同电抗性组成低通滤波电路，对输出电压滤波，从而滤除掉大部分的纹波电压，使输出电压变得平滑；另一方面，当电源电压增大时，利用电容在电路中的储图1直流稳压电源方框图能作用将电能储存在电场中；当电源电压减小时，又1．2整流滤波电路设计能将储存在电场中

4、的电能逐渐释放出来。图3所示为(1)整流电路设计最简单的电容滤波电路，其就是在整流电路的输出端在小功率电子设备中，常使用单相整流，它利并联一个电容，从而达到良好的滤波效应。用二极管的单向导电性将交流电压变换成单向脉动高分辨率双感应测井仪井下电源整流滤波电路如的直流电压。单相桥式整流电路如图2所示，其中图4所示，前半部为整流电路，后半部为电容滤波电定义为整流输出电压甜。在一个周期内的平均值，即路。其整流电路为一典型的单相桥式整流电路，电容．0的直流分量_2j。因此：滤波电路采用了多电容并联的方式来消除电源纹波电：_0．9u2压_3]。因为电容并不是理想的

5、，在实际中，容量大的第一作者简介：王敏娟，女，1990年生，西安石油大学电子工程学院研究生，主要研究方向为电磁测井。邮编：710065石油仪器·l4·PETROLEUMINSTRUMENIS电容(如10g，l00g等)在高频时就失去J电容的作(2)输出功率：直流~60V、100mA；士l5V、500mA；用，因此需要并联小电容(这类电容一般在非常高的和一5V、500mA频段才会失去作用，而非常高的频段的纹波几乎已经(3)纹波噪声：mVpp小于1％的输出电压没有了)来去除高频纹波。在电容滤波电路的负载端(4)温度漂移：土1．0％加上电阻有两个作用，一是对

6、于电容滤波来说，空载(5)输出电压精度：i0．5％电压达到交流电压有效值的1-4倍，增加一个电阻就由于稳压原理基本一致，选择+5V稳压电源进行可以适当降低电源电压的升高，减小电源的变动幅分析，见图5。图5中，从整流电路输出的+29V电度；二是因为这个电阻的存在，电容的电压可以很快压，一方面为比较器HA2—2600提供工作电压；另放完，避免检修的时候等待放电时间过长或者产生误一方面，通过电阻R9和稳压管VR1将电压稳J玉在4．5V，短路。由RI4,~HRls分压后为比较电路正输入端提供比较电压极管Q3和Q1为调整管，当输入端电压增大时，通过Rz和R·t反

7、馈到比较器的2端电压也增大，使比较器6端输出增大，由于稳压管VR4稳压存5．1V，所以二极管Q3基极电位也增大，Q3导通，流过t的电流增大，使得Q1基檄电位减小，从而使输出减小；当输入电压降低时，同理比较器6端输出减小，三极管Q3基极电位减小，Q3截止，流过R。的电流减小，使Ql基极电压增大，从而输出电增大，使得电路稳定地输出+5V电压。电容和c。的作用是降低输端与洲图3滤波电路整管的交流阻抗，使负反馈稳定。土15V和~60V的电源电路工作情况同理，不冉详述。El2E5E19IN56I7lN5617主c：E20l一73Dk6I。15一一IcL——jIN

8、17⋯‘1图4高分辨率测井仪井下整流滤波电路1．3电源稳压电路设计由于整流滤波电路的内阻并不为