地震观测用低频交流稳流电源制造技术

本发明专利技术涉及一种地震观测用低频交流稳流电源，包括：升压隔离变压器、显示板、整机交流输入接口、整机交流输出接口和整机通信接口，整流滤波板上设置有整流滤波电路，功率板及辅助电源板上设置有主功率电路和辅助电源电路，控制板上设置有波形发生电路、控制电路和通信电路，整流滤波电路将通过整机交流输入接口输入的交流电压转换为直流电压；主功率电路将整流滤波电路输出的直流电压逆变为交流电压；辅助电源电路产生脉宽调制信号，并将整流滤波电路输出的高电压转化为多路隔离低电压后供电；波形发生电路接收整机的给定信号，并将正弦波数据由数字信号转换为模拟信号；控制电路生成三角波给定信号。提高了地电阻率交流观测系统中的观测精度。

Low Frequency AC Stable Current Power Supply for Seismic Observation

【技术实现步骤摘要】
地震观测用低频交流稳流电源
本专利技术涉及电源
，具体涉及一种地震观测用低频交流稳流电源。
技术介绍
目前国内大多数地震电阻率观测台的场地都存在一定程度的电磁干扰，从频域角度划分，电阻率观测的电磁干扰有工频干扰和非工频干扰两种。工频干扰的来源主要是电气化铁路和场地内交流用电设备的漏电，其中，电气化铁路的影响范围可达数十公里；非工频干扰中影响最大的是城市轨道交通，其干扰频率主要在近直流附近。现在国内的一些大中城市的地铁和轻轨等轨道交通，严重影响了周边地电阻率台站的正常观测，导致许多地电阻率观测台站不得不选择搬迁和重建。为了解决电磁干扰对地电阻率观测的干扰问题，相关科研人员目前已经开展了地电阻率交流观测方法和观测系统的研究工作。地电阻率的交流观测法是利用低频交流电场与直流电场具有相似特性的特点进行地电阻率观测。由于采用了特定频率的信号进行观测，因此，可以抑制观测频点信号以外的电磁干扰，在具有较强干扰背景的观测区仍能得到较高的信噪比，从而大大提高观测数据的精度。在地电阻率交流观测系统中，低频交流稳流电源的研发是一个技术难点，而低频交流稳流电源对于地电阻率交流观测中的测量精度有着重要的作用，相关技术中，通常会产生由于观测用电源的精度较低导致观测精度较低的问题出现。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种地震观测用低频交流稳流电源，应用在地电阻率交流观测系统中，以提高观测精度。本专利技术采用如下技术方案，一种地震观测用低频交流稳流电源，包括：升压隔离变压器、整流滤波板、功率板及辅助电源板、控制板、显示板、整机交流输入接口、整机交流输出接口和整机通信接口，所述整流滤波板上设置有整流滤波电路，所述功率板及辅助电源板上设置有主功率电路和辅助电源电路，所述控制板上设置有波形发生电路、控制电路和通信电路，其中；所述整流滤波电路的输入端与所述升压隔离变压器的输出线圈相连，所述整流滤波电路的输出端分别与所述主功率电路的输入端以及所述辅助电源电路的输入端相连，所述整流滤波电路用于将通过所述整机交流输入接口输入的交流电压转换为直流电压；所述主功率电路的输出端与所述整机输出接口相连，所述主功率电路用于将所述整流滤波电路输出的直流电压逆变为交流电压；所述辅助电源电路用于产生脉宽调制信号，并将所述整流滤波电路输出的高电压转化为多路隔离低电压，以为各个电路板供电；所述波形发生电路的第一输入端与所述主功率电路中输出采样的交流电流的输出端相连，所述波形发生电路的第二输入端与所述通信电路的输入端相连，所述波形发生电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，所述波形发生电路用于接收整机的给定信号，并将以预设频率读取到的正弦波数据由数字信号转换为模拟信号；所述控制电路的输出端与所述主功率电路中的驱动光耦的控制端相连，所述控制电路用于生成三角波给定信号；所述通信电路的输入端与所述显示板相连，所述通信电路的输出端与整机通信接口相连，用于实现整机的信号传输。进一步的，所述整流滤波电路包括整流模块和滤波模块，所述整流模块和所述滤波模块相连，其中，所述整流模块包括两个并联的整流桥，所述滤波模块包括两两并联的四个滤波电容。进一步的，所述主功率电路包括缘栅双极型晶体管、驱动光耦、电流传感器和电压传感器，其中，所述缘栅双极型晶体管包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管，所述驱动光耦包括第一驱动光耦、第二驱动光耦、第三驱动光耦、第四驱动光耦、电流传感器和电压传感器；所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第一驱动光耦并联，所述第一绝缘栅双极型晶体管用于将直流电压逆变为交流电压，所述第一驱动光耦用于隔离和驱动所述第一绝缘栅双极型晶体管；所述第二绝缘栅双极型晶体管和所述第二驱动光耦并联，所述第二绝缘栅双极型晶体管用于将直流电压逆变为交流电压，所述第二驱动光耦用于隔离和驱动所述第二绝缘栅双极型晶体管；所述第三绝缘栅双极型晶体管和所述第三驱动光耦并联，所述第三绝缘栅双极型晶体管用于将直流电压逆变为交流电压，所述第三驱动光耦用于隔离和驱动所述第三绝缘栅双极型晶体管；所述第四绝缘栅双极型晶体管和所述第四驱动光耦并联，所述第四绝缘栅双极型晶体管用于将直流电压逆变为交流电压，所述第四驱动光耦用于隔离和驱动所述第四绝缘栅双极型晶体管；所述电流传感器和所述电压传感器串联后并联在所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第二绝缘栅双极型晶体管之间，用于隔离采样整机输出的电压和电流。进一步的，所述波形发生电路包括晶振、分频电路、计数器电路、存储器、锁存器、数模转换器和运算放大器，其中，所述晶振发出数字方波，所述分频器为所述数字方波分配所需的频率，并以所述频率读取所述存储器内部存储的正弦波数据，所述计数器电路读取所述正弦波数据对应的正弦波数字量，所述锁存器和所述数模转换器将所述正弦波数字量转化为模拟正弦波信号，所述运算放大器对所述模拟正弦波信号进行处理，产生正弦脉宽调制信号。进一步的，所述控制电路用于产生三角波给定信号，所述三角波给定信号用于所述波形发生电路中的运算放大器与所述正弦波信号进行比较，以产生正弦脉宽调制信号。进一步的，所述第一绝缘栅双极型晶体管、所述第二绝缘栅双极型晶体管、所述第三绝缘栅双极型晶体管、所述第四绝缘栅双极型晶体管的型号为IKW40N120T2。进一步的，所述第一驱动光耦、所述第二驱动光耦、所述第三驱动光耦、所述第四驱动光耦的型号为HLPL3120。进一步的，所述电流传感器的型号为LA25，所述电压传感器的型号为LV25。进一步的，所述分频电路中主芯片的型号为CD4017，所述计数器电路中的主芯片的型号为CD4040，所述晶振为1.8432M晶振。进一步的，所述通信电路的主芯片的型号为STM32F103VCT6。本专利技术采用以上技术方案，设置在整流滤波板上的整流滤波电路将通过整机交流输入接口输入的交流电压转换为直流电压；设置在功率板及辅助电源板上的主功率电路将整流滤波电路输出的直流电压逆变为交流电压；设置在功率板及辅助电源板上的辅助电源电路产生脉宽调制信号，并将整流滤波电路输出的高电压转化为多路隔离低电压后供电；设置在控制板上的波形发生电路接收整机的给定信号，并将正弦波数据由数字信号转换为模拟信号；设置在控制板上的控制电路生成三角波给定信号，设置在控制板上的通信电路用于实现整机的信号传输。提高了地电阻率交流观测系统中的观测精度。提高了低频交流稳流电源的精度，进而将高精度的低频交流稳压电源应用在地电阻率交流观测系统中，以提高观测精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例中适用的一种地电阻率交流观测原理示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种地震观测用低频交流稳流电源的整机结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种地震观测用低频交流稳流电源的整机示意图；图4是本专利技术实施例中适用的一种输入整流滤波电路的电路原理图；图5是本专利技术实施例中适用的一种主功率电路的电路原理图；图6是本专利技术实施例中适用的一种辅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地震观测用低频交流稳流电源，其特征在于，包括：升压隔离变压器、整流滤波板、功率板及辅助电源板、控制板、显示板、整机交流输入接口、整机交流输出接口和整机通信接口，所述整流滤波板上设置有整流滤波电路，所述功率板及辅助电源板上设置有主功率电路和辅助电源电路，所述控制板上设置有波形发生电路、控制电路和通信电路，其中；所述整流滤波电路的输入端与所述升压隔离变压器的输出线圈相连，所述整流滤波电路的输出端分别与所述主功率电路的输入端以及所述辅助电源电路的输入端相连，所述整流滤波电路用于将通过所述整机交流输入接口输入的交流电压转换为直流电压；所述主功率电路的输出端与所述整机输出接口相连，所述主功率电路用于将所述整流滤波电路输出的直流电压逆变为交流电压；所述辅助电源电路用于产生脉宽调制信号，并将所述整流滤波电路输出的高电压转化为多路隔离低电压，以为各个电路板供电；所述波形发生电路的第一输入端与所述主功率电路中输出采样的交流电流的输出端相连，所述波形发生电路的第二输入端与所述通信电路的输入端相连，所述波形发生电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，所述波形发生电路用于接收整机的给定信号，并将以预设频率读取到的正弦波数据由数字信号转换为模拟信号；所述控制电路的输出端与所述主功率电路中的驱动光耦的控制端相连，所述控制电路用于生成三角波给定信号；所述通信电路的输入端与所述显示板相连，所述通信电路的输出端与整机通信接口相连，用于实现整机的信号传输。...

【技术特征摘要】
1.一种地震观测用低频交流稳流电源，其特征在于，包括：升压隔离变压器、整流滤波板、功率板及辅助电源板、控制板、显示板、整机交流输入接口、整机交流输出接口和整机通信接口，所述整流滤波板上设置有整流滤波电路，所述功率板及辅助电源板上设置有主功率电路和辅助电源电路，所述控制板上设置有波形发生电路、控制电路和通信电路，其中；所述整流滤波电路的输入端与所述升压隔离变压器的输出线圈相连，所述整流滤波电路的输出端分别与所述主功率电路的输入端以及所述辅助电源电路的输入端相连，所述整流滤波电路用于将通过所述整机交流输入接口输入的交流电压转换为直流电压；所述主功率电路的输出端与所述整机输出接口相连，所述主功率电路用于将所述整流滤波电路输出的直流电压逆变为交流电压；所述辅助电源电路用于产生脉宽调制信号，并将所述整流滤波电路输出的高电压转化为多路隔离低电压，以为各个电路板供电；所述波形发生电路的第一输入端与所述主功率电路中输出采样的交流电流的输出端相连，所述波形发生电路的第二输入端与所述通信电路的输入端相连，所述波形发生电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，所述波形发生电路用于接收整机的给定信号，并将以预设频率读取到的正弦波数据由数字信号转换为模拟信号；所述控制电路的输出端与所述主功率电路中的驱动光耦的控制端相连，所述控制电路用于生成三角波给定信号；所述通信电路的输入端与所述显示板相连，所述通信电路的输出端与整机通信接口相连，用于实现整机的信号传输。2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述整流滤波电路包括整流模块和滤波模块，所述整流模块和所述滤波模块相连，其中，所述整流模块包括两个并联的整流桥，所述滤波模块包括两两并联的四个滤波电容。3.根据权利要求1所述的低频交流稳流电源，其特征在于，所述主功率电路包括缘栅双极型晶体管、驱动光耦、电流传感器和电压传感器，其中，所述缘栅双极型晶体管包括第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管和第四绝缘栅双极型晶体管，所述驱动光耦包括第一驱动光耦、第二驱动光耦、第三驱动光耦、第四驱动光耦、电流传感器和电压传感器；所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第一驱动光耦并联，所述第一绝缘栅双极型晶体管用于将直流电压逆变为交流电压，所述第一驱动光耦用于隔离和驱动所述第一绝缘栅双极型晶体管；所述第二绝缘栅双极型晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，张兴国，王兰炜，胡哲，朱兵伟，郭一，王军华，朱旭，张世中，王子影，张建强，
申请(专利权)人：中国地震局地壳应力研究所，西安捷恒电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11