一种不间断变频稳流电源制造技术

为了克服目前地震观测、地震工程、水文地质等行业，进行地电阻率测量所使用的稳流电源的不足，满足地电阻率观测抗干扰的技术要求，并实现交/直流对比观测、联合观测的需要。本发明专利技术提供了一种利用开关电源技术、变频逆变技术设计的不间断变频稳流电源，该电源不但可以输出频率和电流可程控的正弦波低频交流稳流电源，供地电阻率观测设备使用，或者输出电流可程控的直流稳流电源，供地电阻率观测设备使用，同时还可以输出220V/50Hz交流电供其它用电设备使用。本发明专利技术主要由开关稳压电源电路及充电电路、变频稳流逆变电路、220V/50Hz交流逆变电路、交/直流基准信号产生及控制电路、蓄电池组及工作电源电路组成。

An uninterrupted variable frequency stabilized current supply

In order to overcome the current seismic observation, earthquake engineering, hydrogeology and other industries, lack of power supply used for measuring the resistivity, resistivity observation technology meets the requirements of anti-jamming, and Realization of AC / DC contrast observation, joint observation. The invention provides a method of uninterrupted power supply inverter power supply technology, inverter technology design of the switch, the power supply can not only low frequency AC current regulator output sine wave frequency and current can be programmed, for the resistivity observation equipment is used, or the output current programmable DC constant current power supply, for the resistivity observation equipment used at the same time. Can output 220V/50Hz alternating current for other electric equipment use. The invention is mainly composed of a switching power supply circuit and the charging circuit, inverter circuit, inverter current 220V/50Hz AC inverter circuit, AC / DC reference signal generation and control circuit, power supply circuit and battery.

【技术实现步骤摘要】
一种不间断变频稳流电源所属
本专利技术涉及一种采用开关电源技术与变频逆变技术的稳流电源，尤其是具有既可以输出低频交流稳流电，又可以输出直流稳流电，还可以输出220V、50HZ交流电的不间断变频交流稳流电源。技术背景目前，我国地震观测、地震工程、水文地质等行业，进行地电阻率测量所使用的稳流电源普遍采用的是直流稳流电源。由于直流地电阻率观测系统容易受到电气化铁路、工业或其它散杂电流的影响，抗干扰能力相对较差；如果采用可变频的交流稳流电源进行地电阻率观测，由于交流电阻率观测运用的是选频发射，选频接受的交流电法技术，频率单一，因而抗干扰能力会显著增强；此外由于地球表面趋附效应的影响，输出不同的频率，可以测量不同深度的地电阻率，利于做地下介质的反演；在有些场合，还需要进行直流和交流电阻率对比观测或联合观测，因此既需要有可变频的低频交流稳流电源，同时也需要有直流稳流电源。在地质行业，虽然也有使用可变频的交流稳流电源，但国产电源基本是输出方波型的变频电源，而非正弦波型的变频电源，而且普遍采用的稳流电源基本不具备不间断功能，一旦市电中断，需要较大功率的UPS供电或发动机发电才能维持工作，这给需要持续工作和野外工作带来诸多不便。本专利技术不但可以输出频率和电流可程控的正弦波低频交流稳流电，也可以输出电流可程控的直流稳流电，同时还可以不间断输出220V/50Hz交流供其它用电设备使用的电，该电源可以满足我国地震、地质行业地电阻率观测的各种需要。
技术实现思路
为了克服目前地震观测、地震工程、水文地质等行业，进行地电阻率测量所使用的稳流电源的不足，满足地电阻率观测抗干扰的技术要求，并实现交/直流对比观测、联合观测的需要。本专利技术提供了一种利用开关电源技术、变频逆变技术设计的不间断变频稳流电源，该电源不但可以输出频率和电流可程控的正弦波低频交流稳流电源，供地电阻率观测设备使用，或者输出电流可程控的直流稳流电源，供地电阻率观测设备使用，同时还可以输出220V/50Hz交流电供其它用电设备使用。本专利技术主要由开关稳压电源电路及充电电路、变频稳流逆变电路、220V/50Hz交流逆变电路、交/直流基准信号产生及控制电路、蓄电池组及工作电源电路组成。附图说明图1是“不间断变频稳流电源电路结构图”；图2是“开关稳压电源电路工作原理框图”；图3是“市电输入及整流滤波电路”图；图4是“复合型开关电源变换电路”图；图5是“高频整流滤波输出电路”图；图6是“PWM产生及控制电路”图；图7是“变频稳流逆变电路的工作原理框图”；图8是“交/直流基准信号输入电路”图；图9是“交/直流PWM脉冲产生及逻辑变换电路”图；图10是“交/直流PWM脉冲隔离驱动电路”图；图11是“全桥逆变与稳流输出电路”图；图12是“220V/50Hz交流逆变电路的工作原理框图”；图13是“50Hz正弦波信号产生及电压采样电路”图；图14是“交/直流基准信号产生及控制电路”图。具体实施方式1、本专利技术的电路结构与功能本专利技术的电路结构如说明书附图(1)所示，主要由开关稳压电源电路、变频稳流逆变电路、220V/50Hz交流逆变电路、交/直流基准信号产生及控制电路、蓄电池组及工作电源电路，这五部分组成。其主要功能是：(1)开关稳压电源电路：在市电状态时，该电路将市电整流滤波成310V左右的直流电，并将这310V左右的直流电通过复合型开关电源变换电路进行变换，一组变换成510V的高压直流电，供变频稳流逆变电路使用，另一组变换成110V(或83V)左右的直流电，对蓄电池组8节(或6节)进行充电；在市电中断(逆变)状态时，该电路将蓄电池组中储存的电能，经复合型开关电源变换器进行变换，变换成510V的高压直流电，供变频稳流逆变电路和220V/50Hz交流逆变电路使用。(2)变频稳流逆变电路：该电路是将510V的高压直流电，逆变成频率电流程控的交流稳流电输出(最大输出电流可达3A)，或逆变成电流可程控的直流稳流输出(最大输出电流可达5A)。(3)220V/50Hz交流逆变电路：该电路是在市电中断(逆变)状态时，将510V的高压直流电逆变成220V/50Hz，电流可达1A的交流输出，共其它用电设备使用。(4)交/直流基准信号产生及控制电路：该电路产生频率和幅度可程控的交流或幅度可程控的直流信号基准源，供变频稳流逆变电路使用；并向其它电路提供控制信号，控制状态切换或保护功能。(5)蓄电池组及工作电源电路：该电路的蓄电池组由8节(或6节)蓄电池组组成，为不间断电源提供不间断的电能，同时向其它电路提供工作所需要的电源。2、开关稳压电源电路的工作原理开关稳压电源电路的工作原理框图如附图(2)所示。开关稳压电源电路主要由：市电输入及整流滤波电路、复合型开关电源变换电路、高频整流滤波输出电路、PWM产生及控制电路组成。其工作原理如下：市电输入及整流滤波电路如附图(3)所示，图中J1和K1分别是市电输入的插座和开关，由高频滤波电容GC1、GC2、GC3和共扼线圈L1构成了LC抗干扰网络，D0是整流桥，L2是滤波电感，同时起到抗大电路的冲击作用，CE1是高压电解电容。在市电状态时，该电路将输入的220V市电经抗干扰滤波后，一路经整流滤波成310V左右的直流电，从P3、P4端输送给复合型开关电源变换电路；另一路从P1、P2端分别送给220V/50Hz交流逆变电路中的交流输出电路输出，和PWM产生及控制电路进行市电是否中断的判别。复合型开关电源变换电路附图如(4)所示，图中：M1、M2、M3、M4四个功率VMOS管构成了一个全桥开关电路，PR1～PR4、GC4～GC11为全桥开关电路的吸收电路，T1为开关变压器，GC12为抗饱和电容，PR5和GC13为开关变压器初级绕组的吸收电路，PR6和GC14、PR7和GC15是开关变压器逆变(充电)绕组的吸收电路，PR8和GC16为开关变压器次级绕组的吸收电路，Q1、Q2两个功率VMOS管和开关变压器T1的逆变(充电)绕组组成了一个推挽开关电路(或全波整流电路)。在市电状态时，M1、M2、M3、M4组成的全桥开关电路被启动工作，同时Q1、Q2两个功率VMOS管的驱动信号被封锁，复合型开关电源变换电路将310V左右的直流电变换成可以整流滤波成510V高压直流的高频电压由开关变压器T1的次级绕组，经P5、P6输出；由于Q1、Q2两个功率VMOS管的驱动信号被封锁，此时Q1、Q2两个功率VMOS管的内部二极管D3、D4就成了整流二极管，开关变压器T1的逆变(充电)绕组和VMOS管内部二极管D3、D4就构成了全波整流电路，对高频电压进行整流，经电容GE2滤波后，由二极管D1和电阻PR9通过接口J4向蓄电池组充电。当市电中断时，M1、M2、M3、M4组成的全桥开关电路被禁止工作，同时Q1、Q2两个功率VMOS管被启动工作，此时Q1、Q2两个功率VMOS管和开关变压器T1的逆变(充电)绕组组成了一个推挽开关电路，蓄电池组通过接口J4和二极管D2放电，推挽开关电路将96V(或72V)左右的蓄电池释放的直流电变换成可以整流滤波成510V高压直流的高频电压由开关变压器T1的次级绕组，经P5、P6输出给高频整流滤波输出电路。高频整流滤波输出电路如附图(5)所示，图中D5～D8是高频整流二极管，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断变频稳流电源，由开关稳压电源电路及充电电路、变频稳流逆变电路、220V/50Hz交流逆变电路、交/直流基准信号产生及控制电路、蓄电池组及工作电源电路组成，其特征是：该电源采用了开关电源技术与不间断变频逆变电源技术，可以不间断输出频率和电流可程控的低频正弦波电流，供地电阻率观测设备使用；或者输出电流可程控的直流稳定电流，供地电阻率观测设备使用；同时还可以输出220V、50Hz交流电供其它用电设备使用。

【技术特征摘要】
1.一种不间断变频稳流电源，由开关稳压电源电路及充电电路、变频稳流逆变电路、220V/50Hz交流逆变电路、交/直流基准信号产生及控制电路、蓄电池组及工作电源电路组成，其特征是：该电源采用了开关电源技术与不间断变频逆变电源技术，可以不间断输出频率和电流可程控的低频正弦波电流，供地电阻率观测设备使用；或者输出电流可程控的直流稳定电流，供地电阻率观测设备使用；同时还可以输出220V、50Hz交流电供其它用电设备使用。2.根据权利要求1所述的不间断变频稳流电源具有的不间断输出的功能，其特征是：在市电工作状态时，开关稳压电源电路及充电电路将输入的220V交流市电，变换成510伏的直流电，再经变频稳流逆变电路逆变成可变频的交流稳流电或直流稳流电输出；在市电中断(逆变)状态时，在控制电路的控制下，开关稳压电源电路及充电电路将蓄电池组储存的低压直流变换成510V直流电，再经变频稳流逆变电路逆变成可变频的交流稳流电或直流稳流电输出。3.根据权利要求1所述的不间断开关稳流电源具有的不间断输出的功能，其特征是：在市电中断(逆变)状态时，220V交流逆变电路将经开关稳压电源电路变换成的510V直流电变换成220V、50Hz交流电输出，向其它用电设备提供不间断后备供电。4.根据权利要求1、权利要求2及权利要求3所述的开关稳压电源电路及充电电路，是一个复合型开关电源变换电路，其特征是：该变换电路在市电状态时将交流市电转换成510V直流供变频稳流逆变电路和220V、5...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏忠，刘大鹏，张宇，徐艳军，彭润禾，
申请(专利权)人：江苏省新沂地震台，
类型：发明
国别省市：江苏,32