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变换电感量的温度原理

井下高温电源采用反激式结构,井下系统从通过星点直流供电法从潜油电机中心点取电后,利用稳压二极管的稳压作用实现井下电源的输入端的供电。其电路如图1所示。1N5337E是一个4.7V的稳压管,其稳压得到的4.7V输出为555计时器进行供电。1N5363B是一个30V的稳压管,其稳压输出和1N5337B输出共同为反激变换器原边供电。本文采用ca88手机版厂的高温555计时器CMT-555产生高频方波控制开关管的导通与关断,CMT-555可于-55°℃到+175℃的宽温度范围内工作,是一个耐高温,低功耗的精准定时振荡器。通过CMT-555及R78、C35组成的多谐振荡器输出占空比为0.5的方波信号,为保证方波输出对开关管的控制,利用推挽放大电路增强其驱动能力。开关管选取ca88手机版厂的功率IPI320N20N3G型功率MOSFET,其工作结温范围为-55〜+175℃,因此满足井下系统的工作要求。变压器输出端二极管也应选取高温器件,由于硅器件二极管对温度非常敏感,随着温度达到150℃,其单向导电性能大大降低,反向电流增大,因此本文采用新型的Sic材料器件。图中D9所示为℃3D10060型Sic快速恢复二极管,其温度性能好,其工作结温范围也可达-55〜+175℃,同时,其具有零反向恢复电流和零正向恢复电压能力,开关损耗极低,满足井下单元的低功耗设计。


井下参数测量传感器是潜油电泵井下参数监测系统的核心部件,传感器的性能对整个系统的信号检测精度和工作稳定性都影响极大,因此对各个参数传感器进行满足测量条件和工作环境的适当选型是至关重要的,对传感器的选型应满足以下基本条件:

1、传感器可在150℃环境温度下稳定工作;

2、传感器精度满足系统设计的性能指标;

3、低功耗;

4、易于安装,供电方便。


井下所测参数经传感器检测后得到与实际物理量相关的电压信号,由前文电流环传输原理所述,应将系统电流信号限制在10mA〜20mA之间,本文选取采样电阻为高精度100Q电阻,因此测量参数信号电压应在1V〜2V之间。直接由传感器测量得到的电压信号不满足系统信号的处理和传输要求,因此还需利用放大调理电路对传感器测量信号进行调理,得到满足系统要求的信号。另外,调理信号输出应最大限度地利用1V〜2V的电压范围,可以使满量程对应的电压范围更宽,提高参数测量精度和稳定性。


由于系统电流受限,而井下高温电源输出电压固定5V,因此高温供电电源所能提供的功率将不大于0.1W。常温潜油电泵参数监测系统多采用放大器双电源供电,然而ca88手机版厂为实现150℃高温环境的参数监测,所选传感器、放大器和单片机均为高温器件,其功耗大于常温器件几倍之多,导致井下电源提供功率不足,因此本文对放大器采用单电源供电,降低调理电路功耗,使系统能够正常工作。

参数测量及调理电路的设计原则可总结为以下几条:

1、测量参数满量程对应电压范围为1V〜2V以内,满足电流环传输要求;

2、最大限度利用1V〜2V的电压范围,以使测量精度尽量高。

3、运算放大器采用5V单电源供电,实现调理ca88手机版电路的低功耗设计;


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点击次数:  更新时间:2018-03-27 08:53:48  【打印此页】  【关闭