一种新型LWD主机PFC校正稳压电源系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型LWD主机PFC校正稳压电源系统，包括一级AC‑DC电源电路和二级DC‑DC稳压电路，市电通过所述一级AC‑DC电源电路和二级DC‑DC稳压电路，为LWD主机提供电力，一级AC‑DC电源电路还包括，抗干扰滤波电路、整流及Boost PFC电路、PFC控制及保护电路和辅助电源电路，市电通过抗干扰滤波电路和整流及Boost PFC电路，分别给二级DC‑DC稳压电路和辅助电源电路供电，辅助电源电路给PFC控制及保护电路供电；有益效果是，实现输出纹波低，输入端和输出端的电气隔离，电源稳定可靠，且电源的体积小，重量轻，电源效率高，节约成本。

A New PFC Calibration Regulated Power Supply System for LWD Host

The utility model discloses a novel PFC correcting and stabilizing power supply system for LWD mainframe, which comprises a first-level AC_DC power supply circuit and a second-level DC_DC stabilizing circuit. The municipal power supply provides power for LWD mainframe through the first-level AC_DC power supply circuit and the second-level DC_DC stabilizing circuit. The first-level AC_DC power supply circuit also includes anti-interference filtering circuit, rectifier and Boost PFC circuit, PFC control and protection circuit. Circuit and auxiliary power supply circuit, municipal power supply two-stage DC DC voltage stabilization circuit and auxiliary power supply circuit respectively through anti-interference filter circuit and rectifier and Boost PFC circuit, auxiliary power supply circuit supply power to PFC control and protection circuit; beneficial effect is to achieve low output ripple, electrical isolation between input and output, stable and reliable power supply, and small size and light weight of power supply. Power supply efficiency is high and cost is saved.

【技术实现步骤摘要】
一种新型LWD主机PFC校正稳压电源系统
本技术涉及油田定向井、水平井地质导向测量设备
；特别是涉及导向工具LWD使用的主机稳压电源系统。
技术介绍
LWD主机稳压电源主要采用开关电源拓扑结构。但是开关电源的能量来源于电网，并直接与整流桥连接。整流桥通常含有二极管等非线性元件与电容组成电容滤波型桥式结构，这就造成了输入电压波形为正弦波，输入电流的波形为断续的脉冲状，谐波含量高，直接污染电网。在LWD主机稳压电源中，为了解决谐波对电路的影响，通常采用PFC电路，即功率因数校正电路。目前一般LWD主机供电电源一般采用电感补偿的方法，使得交流输入的基波电流和电压之间相位差减少的方式来提高功率因数，此类方式的功率因数只能达到0.7-0.8，它一般安装在高压滤波电容附近。这种方法结构笨重，工作不稳定，时常带有低频振动噪音；且该种PFC电路，散热效果差，不利于开关电源长期工作。市场迫切需要一种LWD主机PFC校正稳压电源系统，体积小，重量轻，输入端和输出端的电气隔离，电源纹波率低，电源效率高；具有一定的推广价值。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种LWD主机PFC校正稳压电源系统。本技术所采用的技术方案是，本技术LWD主机PFC校正稳压电源系统，包括一级AC-DC电源电路和二级DC-DC稳压电路，市电通过所述一级AC-DC电源电路和二级DC-DC稳压电路，为LWD主机提供电力。一级AC-DC电源电路还包括，抗干扰滤波电路、整流及BoostPFC电路、PFC控制及保护电路和辅助电源电路，市电通过所述的抗干扰滤波电路和整流及BoostPFC电路，分别给二级DC-DC稳压电路和辅助电源电路供电，辅助电源电路给PFC控制及保护电路供电，整流及BoostPFC电路与PFC控制及保护电路电连接。二级DC-DC稳压电路还包括，DC-DC变换器、辅助电源电路、DC-DC控制及保护电路部分和输出滤波电路，辅助电源电路与DC-DC控制及保护电路电连接，DC-DC控制及保护电路一路与DC-DC变换器电连接，另一路通过输出滤波电路为LWD主机提供电力。抗干扰滤波电路包括，前段保护电路和输入端保护电路组成的一级EMI滤波电路和二级EMI滤波电路，市电通过一级EMI滤波电路和二级EMI滤波电路与整流及BoostPFC电路电连接；所述的PFC控制电路是由集成电路L6562A及其外围电路组成。二级DC-DC变换器电路是由电源管理芯片电路LM2576及其外围电路组成；输出滤波电路是由π型滤波电路组成。本技术的有益效果是，通过采用主动PFC开关电源拓扑结构，结合π型电路，实现输出纹波低，电源稳定可靠，输入端和输出端的电气隔离，采用PFC校正电路，使得功率因数接近1，电源效率高，且电源的体积小，重量轻，节约成本。附图说明图1是本技术的结构框图；图2是本技术LWD主机PFC校正稳压电源系统整体电路图；图3是本技术一级、二级EMI滤波电路；图4是本技术高频变压器电路；图5是本技术PFC校正电路；图6是本技术整形后的电压波形和电流波形图；图7是本技术LWD主机PFC校正稳压电源系统的DC-DC电路图；图8是本技术π型滤波电路；图9是本技术所用集成电路L6562A原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：图1是本技术的结构框图；图2是本技术LWD主机PFC校正稳压电源系统整体电路图，如图1、图2所示，本技术LWD主机PFC校正稳压电源系统，包括一级AC-DC电源电路和二级DC-DC稳压电路，市电通过所述一级AC-DC电源电路和二级DC-DC稳压电路，为LWD主机提供电力。一级AC-DC电源电路还包括，抗干扰滤波电路、整流及BoostPFC电路、PFC控制及保护电路和辅助电源电路，市电通过所述的抗干扰滤波电路和整流及BoostPFC电路，分别给二级DC-DC稳压电路和辅助电源电路供电，辅助电源电路给PFC控制及保护电路供电，整流及BoostPFC电路与PFC控制及保护电路电连接。二级DC-DC稳压电路还包括，DC-DC变换器、辅助电源电路、DC-DC控制及保护电路部分和输出滤波电路，辅助电源电路与DC-DC控制及保护电路电连接，DC-DC控制及保护电路一路与DC-DC变换器电连接，另一路通过输出滤波电路为LWD主机提供电力。抗干扰滤波电路包括，前段保护电路和输入端保护电路组成的一级EMI滤波电路和二级EMI滤波电路，市电通过一级EMI滤波电路和二级EMI滤波电路与整流及BoostPFC电路电连接；所述的PFC控制电路是由电源芯片L6562A及其外围电路组成。二级DC-DC变换器电路是由电源管理芯片电路LM2576及其外围电路组成；输出滤波电路是由π型滤波电路组成。图3是本技术一级、二级EMI滤波电路；如图3所示，所示主要包括共模电感L1、L2、电容C1、C2（X电容）、保险管F1，其输入端与整流桥的输出端连接；使该电源满足电磁兼容特性，抑制共模、差模信号对电网的影响，以及电源对其它电子设备的电磁干扰，使其符合IEC标准。图4是本技术高频变压器电路，图5是本技术PFC校正电路，图6是本技术整形后的电压波形和电流波形图；如图4至图6所示，本技术电路拓扑基于PFC校正、Buck拓扑结构的，能够进行功率因数校正，具有过压自锁和欠压保护的稳压电源系统。PFC校正电路工作原理简介：通过电阻R6、R7和R8对输出电压波形进行比例采样，反馈到集成电路L6562A的端口1，即，误差放大器的负输入端，误差放大器的输出端口2与通过电阻R2、R3比例采样得到的输入电压波形，做乘法运算，作为PWM波形的参考电压波形，与通过电阻R11、R12得到的Mos管电压值作比较，输出的PWM方波来控制Mos管的开关，与ZCD信号共同作用，保证输出的电流波形保持的包络线为正弦半周波形。电容C6、和C7，电阻R9构成频率补偿网络，使得集成电路L6562A误差放大器的频率响应在100Hz以内，保证输入端电压波形为正弦半周波。集成电路L2526A的端口5为ZCD信号，高频变压器辅助绕组采样得到的电压值与集成电路L2526A端口5连接，当输出电压值下降到0的时候，ZCD信号控制产生脉冲，传送至L2526A的RS触发器上。本技术在传统的拓扑中增加了高频变压器电路。刚接市电时，通过电阻R1、R4对集成电路L6562A进行供电；正常工作后，有高频变压器辅助绕组，通过电容C2，二极管D5，二极管D7，电阻R5给L6562A供电，D7为稳压二极管，D5为快恢复二极管，电阻R5为限流电阻。所述的PFC校正电路，由电源集成电路L6562A及其周边电路组成，这种集成电路自带过压和欠压保护功能，有效保证了稳压电源电路的稳定性，校正后的电压电流波形如图6所示，电压波形和电流波形同相位。图7是本技术LWD主机PFC校正稳压电源系统的DC-DC电路图；如图7所示，采用Buck电路拓扑，输出端采用π型滤波，降低纹波率。图8是本技术π型滤波电路；如图8所示，在输出滤波电容后面加上LC（L4，C9,C10）滤波电路，形成π型电路，用来调整输出电压波形。图9是本技术所用集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型LWD主机PFC校正稳压电源系统，其特征在于，包括一级AC‑DC电源电路和二级DC‑DC稳压电路，市电通过所述一级AC‑DC电源电路和二级DC‑DC稳压电路，为LWD主机提供电力；所述的一级AC‑DC电源电路还包括，抗干扰滤波电路、整流及Boost PFC电路、PFC控制及保护电路和辅助电源电路，市电通过所述的抗干扰滤波电路和整流及Boost PFC电路，分别给二级DC‑DC稳压电路和辅助电源电路供电，辅助电源电路给PFC控制及保护电路供电，整流及Boost PFC电路与PFC控制及保护电路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型LWD主机PFC校正稳压电源系统，其特征在于，包括一级AC-DC电源电路和二级DC-DC稳压电路，市电通过所述一级AC-DC电源电路和二级DC-DC稳压电路，为LWD主机提供电力；所述的一级AC-DC电源电路还包括，抗干扰滤波电路、整流及BoostPFC电路、PFC控制及保护电路和辅助电源电路，市电通过所述的抗干扰滤波电路和整流及BoostPFC电路，分别给二级DC-DC稳压电路和辅助电源电路供电，辅助电源电路给PFC控制及保护电路供电，整流及BoostPFC电路与PFC控制及保护电路电连接。2.根据权利要求1所述的新型LWD主机PFC校正稳压电源系统，其特征在于，所述的二级DC-DC稳压电路还包括，DC-DC变换器、辅助电源电路、DC-DC控制及...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓健，王大宁，刘建壮，董晨曦，姜鹏飞，任培，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12