CN105305409A - 一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，包括电磁滤波回路、突入电流控制电路、整流/PFC回路一、切换电路、变压器、整流/PFC回路二、PWM控制电路、检测电路以及PFC控制电路。本发明用脉宽调制直流供电系统代替传统的硅整流电源供电，本身消耗能量小，运行效率高达85%以上，无碳刷调压不冒火花安全，将原来600多公斤重需要专用设备搬运的室内防蚀仪，改变成一个90多公斤户外防蚀仪，重量轻、不需要专门配电房投入费用少，安装方法简单、性能可靠、安全节能、方法独特。达到了油水井套管不被腐蚀而长期安全高效运行的目的。

Description

一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统

技术领域

本发明涉及直流供电系统，尤其涉及一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统。

背景技术

长庆油田每年新增套损井100多口，并且近年来还有加快的趋势。随着油田开发时间的延长,油水井套管的腐蚀也日益严重,使得套管壁减薄、穿孔，严重时油水井出现套管壁大面积腐蚀穿孔，采油注水井报废，使得油田注采失控，直接影响油田开发效果，严重影响了原油产量和经济效率的提高。油井套管腐蚀以外壁腐蚀为主,阴极保护是公认的控制外部腐蚀行之有效的技术。合理的阴极保护设计将有效地延长油井套管的使用寿命。阴极保护是最为经济合理、十分有效的技术措施。

套管腐蚀产生的原因是实质是在钢铁表面产生原电池作用的电化学腐蚀，对于整个井身套管，由于地下各层水质矿化度、酸碱度、微生物等含量的不同，将形成不同的阴极区和阳极区。这样在套管表面的腐蚀将表现为因钢管表面不同而形成的无数微腐蚀电池和套管所处地层不同而形成的宏观腐蚀电池双重作用，套管壁表面铁原子失去电子成为铁离子而发生腐蚀。随着腐蚀电池的进行，套管壁逐渐减薄，甚至穿孔。

阴极保护是采用直流电源给被保护金属通以阴极极化电流，使金属表面阴极极化，当极化电位大于或等于腐蚀电池的开路电位时，金属腐蚀电池阴阳二极的电极电位相等或更负，被保护金属停止腐蚀。直流电源负极与各单井套管连接，直流电源正极与深井接地阳极连接，从而构成保护回路。

阴极保护最重要设备是防蚀仪，长庆油田公司历年已建1200多个阴极保护单元，每个单元需要1台硅整流防蚀仪，设备重达600多公斤，硅整流防蚀仪运行噪声大，采用传统的硅整流电源供电本身发热严重，效率低40%～50%浪费电能，调压冒火花不安全。因硅整流二极管和调压器长期发热烧坏、调压炭刷烧坏和碳刷进土接触不良等原因以及安装井场分布区域广，还没有专职人员巡查管理。每年有相当一部分防蚀仪损坏，需要大量维修费以及管理跟不上，结果造成阴极保护防蚀仪不能给油水井套管提供正常的阴极保护电流,套管得不到保护将发生腐蚀；给套管提供的阴极保护电流过大时,油水井外防腐层会发生析氢剥离。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统。

本发明的技术方案是：一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，包括电磁滤波回路、突入电流控制电路、整流/PFC回路一、切换电路、变压器、整流/PFC回路二、隔离变压器以及PWM控制电路；其中电磁滤波回路的输入端外接交流电压AC220V，电磁滤波回路的输出端与突入电流控制电路的输入端电连接，突入电流控制电路的输出端与整流/PFC回路一的输入端电连接，整流/PFC回路一的输出端以及整流/PFC回路二的输入端之间电连接有切换电路，其中切换电路具体经变压器电连接整流/PFC回路二的输入端；整流/PFC回路二的的输出正端+V和输出负端-V之间输出可调直流电压；PWM控制电路与切换电路通过隔离变压器电连接。

上述电磁滤波回路将外接交流电压AC220V转换为198V的低直流电压并输送给突入电流控制电路，突入电流控制电路将所述低直流电压升高至600-700V的高直流电压，整流/PFC回路一将突入电流控制电路所输出的600-700V的高直流电压进行进一步的高压整流；高压整流后的高直流电压经切换电路后，变压器将其进行降压并输出给整流/PFC回路二，整流/PFC回路二对变压器所输出的低压直流电压进行再次整流并输出，从而在整流/PFC回路二的输出正端+V和输出负端-V之间输出的0～60V可调直流电压。

上述PWM控制电路与切换电路组成功率变换电路，该电路的具体结构为：脉宽调制芯片UC3842的6脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接MOS管的栅极，MOS管的栅极与地之间分别连接电容C1、稳压二极管Z1以及电阻R2，其中稳压二极管的阳极接地；MOS管的源极连接电阻R3的一端，R3的另一端接地；MOS管的漏极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过节点P2连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C3的一端，电容C3的另一端通过节点P1与隔离变压器线圈T1的一端连接，隔离变压器线圈T1的另一端通过节点P3与电容C4的一端连接，电容C4的另一端通过电阻R6接地；节点P3与MOS管的漏极连接；节点P2连接电阻R8的一端，电阻R8的一端通过节点P4与二极管D1的阴极连接；节点P4还连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与节点P1连接并引出DC+端；脉宽调制芯片UC3842的3脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与MOS管的源极连接；脉宽调制芯片UC3842的3脚与地之间还分别连接有电容C2以及电阻R5；所述外接电源电压值的范围为1~6V；PWM控制电路的PWM频率基准值为100KHZ；调节外接电源电压值调1V时，PWM为100KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出0V；调节外接电源电压值调6V时，PWM为200KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出60V。

上述PWM控制电路与连接外接电源的输出电压外部控制端之间电连接有检测电路，通过检测电路检测到外接电源电压的变化后，检测电路和PWM控制电路控制切换电路，改变切换电路的输出电压值。

上述PWM控制电路、整流/PFC回路二的输出正端+V、以及检测电路之间电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过压保护电路；所述整流/PFC回路二电连接变压器输入端和输出负载端。

上述PWM控制电路通过光电隔离器电连接有遥测电路，该遥测电路的遥控开/关为RC端；所述光隔离器电连接检测电路输入端和输出外接电位器端。

上述整流/PFC回路一通过PFC控制电路电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过温保护电路。

上述切换电路与PWM控制电路之间电连接有防止调压过高损坏PWM控制电路的过载保护电路。

上述PWM控制电路电连接有均流电路，均流电路输出有均流端CS。

上述整流/PFC回路一的低压脉动电流输出端电连接有辅助电源，辅助电源经电压变压后分别电连接有降温风扇和整流/滤波电路，整流/滤波电路的辅助电源对地端AUXG。

本发明的有益效果：与现有技术相比，由于采用脉宽调制供电系统代替硅整流电源供电，克服了硅整流电源供电本身消耗大量能量，运行效率低40%～50%，调压器调压冒火花不安全，不防风防雨等实际问题。将原来室内600多公斤重需要专用设备搬运的防蚀仪，设计成一个90多公斤户外型，不需要专门配电房的防蚀仪，重量轻、初期投资费用少、安装方法简单、性能可靠、高效运行达85%以上节能、供电方法独特。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的供电工作原理图；

图2是脉宽调制直流供电系统外接电源调节输出电压接线图；

图3是PWM控制电路与切换电路组成的功率变换电路的电路原理图；

图4是AC输入整流滤波电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，包括电磁滤波回路、突入电流控制电路、整流/PFC回路一、切换电路、变压器、整流/PFC回路二、隔离变压器以及PWM控制电路；其中电磁滤波回路的输入端外接交流电压AC220V，电磁滤波回路的输出端与突入电流控制电路的输入端电连接，突入电流控制电路的输出端与整流/PFC回路一的输入端电连接，整流/PFC回路一的输出端以及整流/PFC回路二的输入端之间电连接有切换电路，其中切换电路具体经变压器电连接整流/PFC回路二的输入端；整流/PFC回路二的的输出正端+V和输出负端-V之间输出可调直流电压；PWM控制电路与切换电路通过隔离变压器电连接。所述电磁滤波回路将外接交流电压AC220V转换为198V的低直流电压并输送给突入电流控制电路，突入电流控制电路将所述低直流电压升高至600-700V的高直流电压，整流/PFC回路一将突入电流控制电路所输出的600-700V的高直流电压进行进一步的高压整流；高压整流后的高直流电压经切换电路后，变压器将其进行降压并输出给整流/PFC回路二，整流/PFC回路二对变压器所输出的低压直流电压进行再次整流并输出，从而在整流/PFC回路二的输出正端+V和输出负端-V之间输出纹波系数极小的0～60V可调直流电压，其中稳压电源源效应为0.1%，即当输入电压变化10%时，输出电压变化千分之一。（注意：在测量源效应时，负载应保持不变）。

本实施例中的PWM控制电路与切换电路组成功率变换电路，该电路的具体结构如图3所示：脉宽调制芯片UC3842的6脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接MOS管的栅极，MOS管的栅极与地之间分别连接电容C1、稳压二极管Z1以及电阻R2，其中稳压二极管的阳极接地；MOS管的源极连接电阻R3的一端，R3的另一端接地；MOS管的漏极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过节点P2连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C3的一端，电容C3的另一端通过节点P1与隔离变压器线圈T1的一端连接，隔离变压器线圈T1的另一端通过节点P3与电容C4的一端连接，电容C4的另一端通过电阻R6接地；节点P3与MOS管的漏极连接；节点P2连接电阻R8的一端，电阻R8的一端通过节点P4与二极管D1的阴极连接；节点P4还连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与节点P1连接并引出DC+端；脉宽调制芯片UC3842的3脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与MOS管的源极连接；脉宽调制芯片UC3842的3脚与地之间还分别连接有电容C2以及电阻R5。

现对以上电路结构做进一步的说明，该功率变换电路中：

MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

电路工作原理：R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止时，变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC根据输出电压和电流时刻调整着6脚锯形波占空比的大小，从而稳定了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。

本发明的外接电源电压值的范围为1~6V；PWM控制电路的PWM频率基准值为100KHZ；调节外接电源电压值调1V时，PWM为100KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出0V；调节外接电源电压值调6V时，PWM为200KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出60V。

上述电磁滤波回路为现有技术电路，如图4所示为一典型的AC输入整流滤波电路原理图，其中包括如下子电路部分：

①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。　　②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。　　③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。

另外本实施例中的突入电流控制电路、整流/PFC回路一、整流/PFC回路二以及PWM控制电路均为现有技术电路，在此不再一一详细叙述。

本发明用脉宽调制直流供电系统代替传统的硅整流电源供电，运行本身无噪声，消耗能量也小，效率高达85%以上，无碳刷调压不冒火花安全，将原来600多公斤重需要专用设备搬运的室内防蚀仪，改变成一个90多公斤室外防蚀仪，重量轻、不需要专门配电房，减少了初期投入费用，安装方法简单、性能可靠、方法独特。达到了油水井套管不被腐蚀而长期安全高效运行的目标。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述整流/PFC回路一通过PFC控制电路电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过温保护电路，其中PFC控制电路以及过温保护电路其结构均为现有技术电路，在此不再详述；上述的PFC控制电路，PFC回路均是现有技术，实施例中不再详细叙述，在这里对其进行一些简要的介绍：其中PFC就是“功功率因数校正”的意思，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。　电子电源产品中引入PFC电路，就可以大大提高对电能的利用效率。PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。无源PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8；有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，但成本要高出无源PFC一些。

PFC电路的电流环路由整流后的输入电压和输出电压的误差信号通过乘法器来控制。通过调节电流控制信号的平均幅度来控制输出电压。通过输入电压的波形来调节输入电流的波形。在与输入电压信号相乘之前，电压误差信号先除以平均输入电压（前馈电压）的平方。

所述PWM控制电路与隔离变压器输入端连接；所述外接电源电压值的范围为1~6V；PWM控制电路的PWM频率基准值为100KHZ；调节外接电源电压值调1V时，PWM为100KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出0V；调节外接电源电压值调6V时，PWM为200KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出60V。所述PWM控制电路（请描述该电路的具体电路连接关系，并给出该电路结构图）所述PWM控制电路电连接隔离变压器输入端、过压保护电路、检测电路和均流电路。PWM控制电路是根据电源的输出负载情况来控制电源的开关管的闭合的。如果输出电压过高或者过低时，PWM控制电路将会改变电压的波形以适应开关管，从而达到校准正输出电压的目的。

所述PWM控制电路、整流/PFC回路二的输出正端+V、以及检测电路之间电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过压保护电路，该过压保护电路为现有技术电路，此处不再详述；所述整流/PFC回路二电连接变压器输入端和输出负载端，作用是将较低的直流进一步整流和功率因数校正。所述变压器和隔离变压器电连接切换电路输入端和输出端PWM控制电路、整流/PFC回路二。主要作用是能很好地吸收尖峰电压和电流并高直流转变低直流电压。

所述PFC控制电路电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过温保护电路。所述切换电路与PWM控制电路之间电连接有防止调压过高损坏PWM控制电路的过载保护电路。所述切换电路电连接整流/PFC回路一输入端以及连接变压器、隔离变压器，该切换电路它是带有切换MOS管的开关电源电路，由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。所述整流/PFC回路一电连接突入电流控制电路输入端和输出端的切换电路，交流电压经整流后，经电容滤波后得到直流电压。若电容容量变小，输出的交流纹波将增大。PFC电路的电流环路由整流后的输入电压和输出电压的误差信号通过乘法器来控制。通过调节电流控制信号的平均幅度来控制输出电压。通过输入电压的波形来调节输入电流的波形。PFC就是“功功率因数校正”的意思，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。本PFC电路有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，达到0.95以上。所述PWM控制电路电连接有均流电路，均流电路输出有均流端CS。该均流电路一端和PWM控制电路连接，另一端和另一个脉宽调制直流供电系统的CS端连接，目的是两个脉宽调制直流供电系统并联运行而设定的，该均流电路为现有技术电路，此处不再详述其具体结构。所述PWM控制电路通过光电隔离器电连接有遥测电路，该遥测电路的遥控开/关为RC端；所述光隔离器电连接检测电路输入端和输出外接电位器端。光隔离器作用是和外调电位器连接防干扰设定的。这里的遥测电路为现有技术电路，不再详述。

所述整流/PFC回路一的低压脉动电流输出端电连接有辅助电源，辅助电源经电压变压后分别电连接有降温风扇和整流/滤波电路，整流/滤波电路的辅助电源对地端AUXG，上述辅助电源为一从电路上引出的取电用的插座。

所述突入电流控制电路电连接电磁滤波回路输入端和输出端整流/PFC回路。当电源开启瞬间，要对电容充电，由于瞬间电流大，加热敏电阻就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在热敏电阻上，一定时间后温度升高热敏电阻阻值减小（热敏电阻是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。

所述检测电路：电连接负载输入端和输出端PWM控制电路、光电隔离器。PWM控制电路检测电路是根据电源的输出负载情况来控制电源的开关管的闭合的。如果输出电压过高或者过低时，PWM控制电路将会改变电压的波形以适应开关管，从而达到校准正输出电压的目的；这里的检测电路为现有技术很容易实现的电路，为现有技术，在此不再详述其结构。

本发明的输入端接交流AC220V,输出端输出0～60V可调直流电压,最大直流电流为60A。当外接电源电压调为1V时，输出直流电压值为0V,当外接电源电压调为6V时，输出直流电压60V。输出直流电压0～60V可调，最大直流电流为60A，总功率4KW。能给1～8个油水井套管提供合理的需要电流，进行油水井单井套管防蚀阴极保护，每个油水井需要供电电流一般为4A。为了节省施工成本，现场只打一口阳极井，脉宽调制直流供电系统正极必须用一根导线与阳极井连接。经过防蚀仪内8个瓷盘电阻器和被保护的油水井单井套管相连，8个瓷盘电阻器和脉宽调制直流供电系统的负极相连，构成一个控制回路，通过外接电源电压变化可以调整脉宽调制直流供电系统输出电压值，用来改变保护回路中电流的大小值。电压值调节的方式为PWM脉宽调节方式。

本发明的PWM脉宽调制直流供电系统工作原理如图1及图2所示。

外接交流电压AC220V,经过电磁滤波回路和突入电流控制电路以及整流/PFC回路，输出低压脉动电流，再经过PFC控制电路和切换电路变成高压脉动直流电压值，经变压器变成脉动小的直流电压值，最后经过整流/PFC回路变成纹波系数极小的0～60V可调直流电压，最大直流为60A电流。当供电负载需要电压值变化时，调节外接电源电压(1～6V)值，通过检测电路和PWM控制电路控制切换电路，改变输出电压值,PWM频率基准值为100KHZ。当调节外接电源电压值调1V时，PWM为100KHZ，脉宽调制直流供电系统输出0V；当调节外接电源电压值调6V时，PWM为200KHZ，脉宽调制直流供电系统输出60V。为了脉宽调制直流供电系统供电的安全性，该系统设有过温保护电路、过载保护电路和过压保护电路，另外该系统设有遥测方式的遥测电路，以及给电风扇供电的辅助电源电路。+V端代表电源输出正端、-V端代表电源输出负端、+S代表遥感的正端、-S代表遥感的负端、+PV代表输出电压外部控制正端、-PV代表输出电压外部控制负端、RC代表遥控开/关、CS代表均流端、AUXG代表辅助电源对地端。+V端和-V端接负载正端和负端，远距离给负载供电时防止导线对电压的的衰减，+S端、-S端分别要接+V端和-V端，外接电源正端和负端分别接脉宽调制直流供电系统的+PV端、-PV端。

油水井套管防蚀仪主要由柜体、空开、可调的脉宽调制直流供电系统、8个瓷盘电阻器、显示8路电压、电流值大小得触摸屏等组成的。能对1～8个油水井套管通电流进行阴极保护，为了节省施工成本，现场只打一口阳极井，脉宽调制直流供电系统正极必须用一根导线与阳极井连接。为了防止电流因丛式井井下位置不同而造成电流分布不均衡、井间电位不平衡，用8个瓷盘电阻器作为可调电阻负载进行分流。保证给保护的油水井套管的提供需要的电流（油水井套管是纯电阻性负载1Ω～4Ω）。新保护的油水井一般先通5A电流，等电路打通后，改为4A电流进行长期通电进行保护。

可调的脉宽调制直流供电系统，+V端代表电源输出正端、-V端代表电源输出负端、+S代表遥感的正端、-S代表遥感的负端、+PV代表输出电压外部控制正端、-PV代表输出电压外部控制负端、RC代表遥控开/关、CS代表均流端、AUXG代表辅助电源对地端。+V端和-V端分别接负载的正端和负端，远距离给负载供电时防止导线对电压的的衰减，+S端、-S端分别要接+V端和-V端，外接电源接正端和负端分别接+PV端和-PV端。脉宽调制直流供电系统输入端接入外接交流电压AC220V后,经过电磁滤波回路和突入电流控制电路以及整流/PFC回路，输出低压脉动198V电压，再经过PFC控制电路和切换电路变成1000V高压脉动直流电压，经过变压器变成脉动小60V直流电压，最后经过整流/PFC回路变成纹波系数极小的0～60V可调直流电压，最大直流电流为60A。+V端和-V端接负载时，当需要脉宽调制直流供电系统供电为30V时，调节外接电源+PV端、-PV端电压值为3.5V，通过检测电路和PWM控制电路控制切换电路，PWM频率变为150KHZ，改变输出+V端和-V端直流电压值为30V。当需要脉宽调制直流供电系统提供45V直流电压时，调节外接电源+PV端、-PV端电压值为4.75V，通过检测电路和PWM控制电路控制切换电路，PWM频率变为175KHZ，改变输出+V端和-V端直流电压值为45V。当需要系统供电60V时，调节外接电源+V端和-V端电压值为6V，通过检测电路和PWM控制电路控制切换电路，PWM频率变为200KHZ，改变输出+V端和-V端直流电压值为60V。当系统发生过温、过载和过压时，该系统启动过温保护电路、过载保护电路和过压保护电路进行保护，不损坏脉宽调制直流供电系统。为了能及时将脉宽调制直流供电系统中热量散去，辅助电源给电风扇供24V电进行运行。电压大小调节的方式为PWM脉宽调节方式。

本发明的主要技术参数：

1、交流输入：180～264V；

2、输出直流电压：0～60V,精度1%；

3、最大输出直流电流：60A，精度1%；

4、允许使用工作温度：-30—75℃；

5、工作效率：85%以上；

6、外接电源电压值：1～6V可调；

7、遥感功能：+S端和+V端以及-S端和-V端的连接应免受杂讯和干扰信号影响；

8、保护种类：短路/过载/过短路/过温度；

9、冷却方式：内建直流控速风扇强制冷却。

本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，包括电磁滤波回路、突入电流控制电路、整流/PFC回路一、切换电路、变压器、整流/PFC回路二、隔离变压器以及PWM控制电路；其中电磁滤波回路的输入端外接交流电压AC220V，电磁滤波回路的输出端与突入电流控制电路的输入端电连接，突入电流控制电路的输出端与整流/PFC回路一的输入端电连接，整流/PFC回路一的输出端以及整流/PFC回路二的输入端之间电连接有切换电路，其中切换电路具体经变压器电连接整流/PFC回路二的输入端；整流/PFC回路二的的输出正端+V和输出负端-V之间输出可调直流电压；PWM控制电路与切换电路通过隔离变压器电连接。

2.如权利要求1所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述电磁滤波回路将外接交流电压AC220V转换为198V的低直流电压并输送给突入电流控制电路，突入电流控制电路将所述低直流电压升高至600-700V的高直流电压，整流/PFC回路一将突入电流控制电路所输出的600-700V的高直流电压进行进一步的高压整流；高压整流后的高直流电压经切换电路后，变压器将其进行降压并输出给整流/PFC回路二，整流/PFC回路二对变压器所输出的低压直流电压进行再次整流并输出，从而在整流/PFC回路二的输出正端+V和输出负端-V之间输出的0～60V可调直流电压。

3.如权利要求1或2所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述PWM控制电路与切换电路组成功率变换电路，该电路的具体结构为：脉宽调制芯片UC3842的6脚连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接MOS管的栅极，MOS管的栅极与地之间分别连接电容C1、稳压二极管Z1以及电阻R2，其中稳压二极管的阳极接地；MOS管的源极连接电阻R3的一端，R3的另一端接地；MOS管的漏极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极通过节点P2连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电容C3的一端，电容C3的另一端通过节点P1与隔离变压器线圈T1的一端连接，隔离变压器线圈T1的另一端通过节点P3与电容C4的一端连接，电容C4的另一端通过电阻R6接地；节点P3与MOS管的漏极连接；节点P2连接电阻R8的一端，电阻R8的一端通过节点P4与二极管D1的阴极连接；节点P4还连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端与节点P1连接并引出DC+端；脉宽调制芯片UC3842的3脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与MOS管的源极连接；脉宽调制芯片UC3842的3脚与地之间还分别连接有电容C2以及电阻R5；

所述外接电源电压值的范围为1~6V；PWM控制电路的PWM频率基准值为100KHZ；调节外接电源电压值调1V时，PWM为100KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出0V；调节外接电源电压值调6V时，PWM为200KHZ，输出正端+V和输出-V端之间输出60V。

4.如权利要求1所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述PWM控制电路与连接外接电源的输出电压外部控制端之间电连接有检测电路，通过检测电路检测到外接电源电压的变化后，检测电路和PWM控制电路控制切换电路，改变切换电路的输出电压值。

5.如权利要求4所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述PWM控制电路、整流/PFC回路二的输出正端+V、以及检测电路之间电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过压保护电路；所述整流/PFC回路二电连接变压器输入端和输出负载端。

6.如权利要求4所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述PWM控制电路通过光电隔离器电连接有遥测电路，该遥测电路的遥控开/关为RC端；所述光隔离器电连接检测电路输入端和输出外接电位器端。

7.如权利要求1所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述整流/PFC回路一通过PFC控制电路电连接有防止损害该油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统的过温保护电路。

8.如权利要求1所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述切换电路与PWM控制电路之间电连接有防止调压过高损坏PWM控制电路的过载保护电路。

9.如权利要求1所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述PWM控制电路电连接有均流电路，均流电路输出有均流端CS。

10.如权利要求1所述的一种油水井套管防蚀仪脉宽调制直流供电系统，其特征在于，所述整流/PFC回路一的低压脉动电流输出端电连接有辅助电源，辅助电源经电压变压后分别电连接有降温风扇和整流/滤波电路，整流/滤波电路的辅助电源对地端AUXG。