【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气井工程井下随钻测量领域，尤其涉及一种井下供电电源切换控制系统。
技术介绍
1、在油气井工程随钻测量中，为了延长井下仪器的工作时间，常常需要挂接多种供电电源，常见组合有涡轮发电机配合1～2组电池组，或者不用涡轮发电机，只用1～2组电池组的形式。使用涡轮发电机时，涡轮发电机输出电压经过整流稳压电路模块后，输出固定的直流电压，如36v。电池组通常用8节单节电池电压3.6v的锂电池串联，形成28v的直流电压输出。
2、在涡轮发电机和电池组形成供电电源时，应尽量使用涡轮发电机，同时由于涡轮发电机只有在泥浆泵开泵状态下，涡轮转动才会输出电压，当泥浆泵停泵时涡轮发电机不工作，没有输出电压，所以在开停泵时，需要在涡轮发电机和电池组供电之间进行无缝切换，保障井下随钻测量电路正常工作。如果井下随钻测量系统供电是采用两组电池组供电时，为了最大化利用电池组放电效率。两组电池不能同时放电，应该按先后顺序放电，也就是一支电池组电量用完时，再切换到第二支电池组。常见二极管选通方法，可以实现简单的电源电压切换和选通，但是不能满足2组电池组顺序放电的需求。
3、目前常用的电池切换方法大都采用多路模拟开关，但是多路模拟开关承载电流能力受限制，在实际使用中易损坏。还有的采用基于p沟道场效应管的通道开关电路，但成本高，其导通电压和控制器的电压使用范围受限制以及元器件选型受到限制。
4、例如专利申请号为cn201210038883.6的专利文献公开了一种基于功率mosfet应用的双电源自动切换电路，其是一种低压电池切
5、综上所述，现有技术中电池切换控制单元存在以下问题：
6、(1)电源电压普遍低于10v，不适用于高电压系统电源切换。
7、(2)常见二极管选通方法，属于电源通道交替选通，不能满足多组电池组顺序放电的需求。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种井下供电电源切换控制系统的技术方案，以解决上述技术问题。
2、本专利技术公开了一种井下供电电源切换控制系统；所述系统包括：一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一支电池组输入电压通道、第二支电池组输入电压通道、第一电池组电源通道开关模块、第二电池组电源通道开关模块、多通道并联输入模块、第一支电池组电压取样比较器模块、电源通道开关控制使能逻辑模块、微处理器通用输入接口、微处理器通用输出接口以及总线电压取样模块；
3、所述第一支电池组输入电压通道的输入端连接第一供电电池组的电压输出端，所述第一支电池组输入电压通道的输出端连接第一电池组电源通道开关模块的输入端，所述第一电池组电源通道开关模块的输出端连接所述多通道并联输入模块的第一输入通道；所述第二支电池组输入电压通道的输入端连接第二供电电池组的电压输出端，所述第二支电池组输入电压通道的输出端连接所述第二电池组电源通道开关模块的输入端，所述第二电池组电源通道开关模块的输出端连接所述多通道并联输入模块的第二输入通道，所述第一供电电池组输出的电压送入所述第一支电池组电压取样比较器模块的反相端，设定的低电量阈值电压送入所述第一支电池组电压取样比较器模块的同向端，所述第一支电池组电压取样比较器模块的输出端和所述微处理器通用输出接口均与所述电源通道开关控制使能逻辑模块的输入端连接，所述电源通道开关控制使能逻辑模块的输出端分别连接所述第一电池组电源通道开关模块的控制端和所述第二电池组电源通道开关模块的控制端，所述总线电压取样模块采集的总线供电电压通道的取样电压送入所述微处理器通用输入接口；
4、当所述第一支供电电池组的取样电压大于所述设定的低电量阈值电压且所述总线供电电压通道的取样电压为预设电压值时，所述第一支供电电池组经第一支电池组输入电压通道和所述多通道并联输入模块的第一输入通道给所述总线供电电压通道供电；当所述第一支供电电池组的取样电压小于所述设定的低电量阈值电压或所述总线供电电压通道的取样电压低于所述预设电压值时，所述第二支供电电池组经第二支电池组输入电压通道和所述多通道并联输入模块的第二输入通道给所述总线供电电压通道供电。
5、根据本专利技术的系统，所述系统还包括涡轮发电机整流稳压输出电压通道，所述涡轮发电机整流稳压输出电压通道的输入端连接涡轮发电机的电压输出端，所述涡轮发电机整流稳压输出电压通道的输出端连接所述多通道并联输入模块的第三输入通道；
6、当所述涡轮发电机的输出电压大于所述第一支供电电池组的取样电压时，所述涡轮发电机经所述多通道并联输入模块的第三输入通道给所述总线供电电压通道供电。
7、根据本专利技术的系统，当所述第一支供电电池组的取样电压大于所述设定的低电量阈值电压且所述总线供电电压通道的取样电压为所述预设电压值时，所述第一支电池组电压取样比较器模块输出逻辑低电平，所述微处理器通用输出接口输出低电平，此时，所述电源通道开关控制使能逻辑模块输出低电平，所述第一电池组电源通道开关模块的控制端为高电平并控制所述多通道并联输入模块的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一支电池组输入电压通道、第二支电池组输入电压通道、第一电池组电源通道开关模块、第二电池组电源通道开关模块、多通道并联输入模块、第一支电池组电压取样比较器模块、电源通道开关控制使能逻辑模块、微处理器通用输入接口、微处理器通用输出接口以及总线电压取样模块；
2.根据权利要求1所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述系统还包括涡轮发电机整流稳压输出电压通道，所述涡轮发电机整流稳压输出电压通道的输入端连接涡轮发电机的电压输出端，所述涡轮发电机整流稳压输出电压通道的输出端连接所述多通道并联输入模块的第三输入通道；
3.根据权利要求1或2所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，当所述第一支供电电池组的取样电压大于所述设定的低电量阈值电压且所述总线供电电压通道的取样电压为所述预设电压值时，所述第一支电池组电压取样比较器模块输出逻辑低电平，所述微处理器通用输出接口输出低电平，此时，所述电源通道开关控制使能逻辑模块输出低电平，所述第一电池组电源通道开关模块的控制端为高电平并控制所述多通道并联输
4.根据权利要求2所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述多通道并联输入模块为三个肖特基二极管组成三通道并联输入模块。
5.根据权利要求1所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述第一电池组电源通道开关模块和所述第二电池组电源通道开关模块均包括一个N沟道场效应管、理想二极管控制器和电荷泵电容。
6.根据权利要求1所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述第一支电池组电压取样比较器模块为第一电阻和第二电阻组成的取样网络，其中，取样电压计算公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述电源通道开关控制使能逻辑模块包括比较器、或门以及非门。
8.根据权利要求1所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述总线电压取样模块包括依次连接的第三电阻、第四电阻和所述微处理器的模数转换模块。
9.根据权利要求4所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述肖特基二极管的型号为STPS5H100AF。
10.根据权利要求5所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述理想二极管控制器的型号为LM74700。
...【技术特征摘要】
1.一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述系统包括：第一支电池组输入电压通道、第二支电池组输入电压通道、第一电池组电源通道开关模块、第二电池组电源通道开关模块、多通道并联输入模块、第一支电池组电压取样比较器模块、电源通道开关控制使能逻辑模块、微处理器通用输入接口、微处理器通用输出接口以及总线电压取样模块；
2.根据权利要求1所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，所述系统还包括涡轮发电机整流稳压输出电压通道，所述涡轮发电机整流稳压输出电压通道的输入端连接涡轮发电机的电压输出端，所述涡轮发电机整流稳压输出电压通道的输出端连接所述多通道并联输入模块的第三输入通道；
3.根据权利要求1或2所述的一种井下供电电源切换控制系统，其特征在于，当所述第一支供电电池组的取样电压大于所述设定的低电量阈值电压且所述总线供电电压通道的取样电压为所述预设电压值时，所述第一支电池组电压取样比较器模块输出逻辑低电平，所述微处理器通用输出接口输出低电平，此时，所述电源通道开关控制使能逻辑模块输出低电平，所述第一电池组电源通道开关模块的控制端为高电平并控制所述多通道并联输入模块的第一输入通道导通，所述第二电池组电源通道开关模块的控制端为低电平并控制所述多通道并联输入模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗艳波，郑俊华，杨书博，胡越发，张卫，倪卫宁，刘洋，陈晓晖，崔谦，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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