Преобразователь для электропитания устройств геоэлектроразведки Советский патент 1989 года по МПК G01V3/12 H02M3/22 

Изобретение относится к области геофизического приборостроения и предназначено для дистанционного электропитания геоэлектроразведочной прецизионной измерительной аппаратуры, в частности трехкомпонентных сверхпроводниковьк квантовых магнитометров.

Цель изобретения - снижение энергопотребления и улучшение метрологических параметров преобразователя.

в первую очередь - повышение стабильности выходного напряжения.

На фиг 1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - принципиальная схема порогового клю- ча.

Преобразователь содержит последовательно соединенные пороговый ключ 1, вентиль 2, задающий генератор 3, усилитель 4 мощности и силовой трансфЪрматор 5, первичная обмотка 6

которого служит нагрузкой усилителя 4 мощности, основная вторичная обмотка 7 трансформатора 5 подключена к входу основного вьшрямителя 8, до- полнительная вторичная обмотка 9 трансформатора 5 подключена к последовательно соединенным дополнительному выпрямителю 10 и емкостному фильтру 11, .причем первьш выход до- полнительного выпрямителя 10 соединен с первыми потенциальными входами порогового ключа 1, задающего генератора 3, усилителя 4 мощности и первой входной клеммой 12, второй выход дополнительного выпрямителя 10 соединен с входом управления порогового ключа 1 и выходом вентиля 2, а вторые потенциальные входы порогового ключа 1 и усилителя 4 мощности подключены к второй входной клемме 13 преобразователя.

Пороговый ключ 1 содержит два транзистора 14 и 15, первьй иЗ которых своим коллектором через после- довательно соединенные высокоомный 16 и ограничительный 17 резисторы присоединен к коллектору второго транзистора 15, также стабилитроны 18 и 19 для задания порога срабаты- вания по управляющему напряжению и для стабилизации напряжения нагрузки, первый из которых своим первым выводом через первьш резистор 20 подключен к базе первого транзистора 14 и к первому выводу второго резистора 21, а второй своим первым выводом связан с эмиттером второго транзистора 15, база которого соединена с коллектором первого транзистора 14, и вторым выводом подключен к второму выводу второго резистора 21 и эмиттеру первого транзистора 14. При этом первым потенциальным входом является точка подключения эмиттера первого транзистора 14, вторым потенциальным входом служит точка соединения высо- коомного 16 и ограничительного 17 резисторов, управляющее напряжение прикпадьшают к второму выводу первог стабилитрона 18, а выходной сигнал снимают с эмиттера второго транзистора 15.

Пр еобразователь работает следующи образом,

От первичного источника питания, установленного в полевой лаборатории, по двухпроводной линии длиной до нескольких сотен метров подают напряжение питания 100-200 В на вход-, ные клеммы- 12 и 13 преобразователя, расположенного вблизи трехкомпонент- ного сверхпроводникового магнитометра на профиле наблюдений Это напряжение через ограничиваюп1ий резистор, входящий в состав порогового ключа 1, и вентиль 2 подается для питания задающего генератора 3. Последний запускается и вырабатывает колебания с частотой 10-20 кГц. По- лученньй сигнал усиливается усилителем 4 мощности, нагрузкой которого является силовой трансформатор 5 с первичной обмоткой 6 и двумя вторичными обмотками 7 и 9,К основной вторичной обмотке 7 подключен основной вьтрямитель 8, на выходе которого получают постоянное напряжение 10 15 В для питания цепей магнитометра. К дополнительной вторичной обмотке 9 подключен дополнительньй вьтрямитель 10 с емкостным фильтром 11. На выходе вьшрямителя 10 также получают низкое напряжение 3-15 В, которое используется для питания задающего генератора 3 в основном режиме его работы. Как только после подачи питания на преобразователь напряжение и на выходе выпрямителя 10 превысит заданный уровень (например, 9 В), пороговьй ключ 1 отключает от задающего генератора 3 цепь питания высокого напряжения с входной клеммы 13 и подключает к задающему генератору 3 низковольтную цепь питания с выхода выпрямителя 10, благодаря чему существенна сокращается энергопотребление задающего генератора 3.

Пороговьй ключ 1 целесообразно выполнять по схеме, изображенной на фиг. 2.

При подключении к точкам 12 и 13 схемы входного напряжения ключ 1 устанавливается в исходное состояние. Напряжение база-эмиттер транз1|стора 14 близко к нулю (нет сигнала управления), и первьй каскад закрыт. Высоким потенциалом коллектора транзистора 14 транзистор 15 открыт, и от второго потенциального входа через ограничительньй резистор 17, транзистор 15, а также через стабилитрон 19 и цепь: вентиль 2 - задающий генератор 3 протекает ток запуска к первому потенциальному входу. Напряжение на втором входе задающего генератора 3 при этом равно напря51

жению стабилизации стабилитрона 19 за вычетом падения напряжения на вентиле 2 (около 0,4 В).

Происходит запуск задающего генератора 3, и на вход усилителя мощнос ти 4 от него поступает сигнал управления силовыми ключами усилителя 4 мощности, В результате этого на выходах выпрямителей 8 и 10 начинается рост постоянных напряжений.

При превышении напряжения вьтрями теля 10, напряжения стабилизации стабилитрона 18 ключа 1 (фиг, 2) и напряжения отсечки транзистора 14 этот транзистор открывается, потенциал на его коллекторе становится близким к потенциалу первого потенциального схода ключа 1, и транзистор 15 закрывается. При этом напряжение на стабилитроне 19 становится также близким к нулю. Таким образом, ключ 1 переходит во второе состояние, при котором его энергопотребление определяется токами, протекающими через параллельно включенные резкстор 16 и внутренние сопротивления закрытых транзистора 15 и стабилитрона 19,

Формула изобретения

1, Преобразователь для электропитания устройств геоэлектроразведки, содержащий пороговый ключ, последовательно соединенные задающий генератор и усилитель мощности, а также силовой трансформатор, выпрямитель и емкостный фильтр, причем первые потенциальные входы порогового ключа, задающего генератора и усилителя мощности соединены с первой входной клеммой, первичная обмотка силового трансформатора соединена с выходом усилителя мощности, вторичная обмотка силового трансформатора подключена к вьтрямителю, выход которого является выходом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления

09780

и улучшения метрологических параметров, в него введены вентиль, включенный между выходом порогового клкг- ча и вторым входом задающего генератора, и дополнительный вьшрямитель, а силовой трансформатор снабжен дополнительной вторичной обмоткой,

подключенной к входу дополнительного 10 вьшрямителя, причем первый выход дополнительного выпрямителя соединен с первым входом емкостного фильтра и первой входной клеммой, второй выход дополнительного выпрямителя подклю- 15 чен к второму входу емкостного фильтра, управляющему входу порогового ключа и выходу вентиля, при этом вторые потенциальные входы усилителя мощности и порогового ключа соедине- 20 ны с второй входной клеммой преобра- зователя,

2, Преобразователь по п, 1, отличающийся тем, что поро25 говьй ключ содержит два транзистора, первый из которых своим коллек- тором через последовательно соединенные высокоомньй и ограничительный резисторы присоединен к коллек ору

30 второго транзистора, два стабилитрона, первый из которых своим первым выводом через первый резистор подключен к базе первого транзистора и к первому выводу второго резистора, а

зг второй своим первьм выводом связан с эмиттером второго транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора, и вторым выводом подключен к второму выводу вто40 рюго резистора и эмиттеру первого тpaнзиcтopaj при этом первым потенциальным входом является точка подключения эмиттера первого транзистора, вторым потенциальным входом слу45 ит точжа соединения высокоомного и ограничительного резисторов, входом управления служит второй вывод первого стабилитрона,а вьпходом является эмиттер второго транзистора.

Фиг.

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназначено для дистанционного электропитания геоэлектроразведочной аппаратуры , в частности, трехкомпонентных сверхпроводниковых квантовых магнитометров. Целью изобретения является снижение энергопотребления и улучшение метрологических параметров. В преобразователь, содержащий последовательно соединенные пороговый ключ, задающий генератор, усилитель мощности, силовой трансформатор, основной выпрямитель и емкостной фильтр, введены вентиль, дополнительная вторичная обмотка силового трансформатора, дополнительный выпрямитель. Пороговый ключ характеризуется высоким внутренним сопротивлением протеканию тока между потенциальными входами в режиме работы преобразователя. При этом запуск задающего генератора происходит от входного напряжения, поступающего к нему через пороговый ключ и вентиль, а питание задающего генератора в режиме работы осуществляется от сигнала с выхода дополнительного выпрямителя. Повышение стабильности выходного напряжения преобразователя обусловливается устранением гальванических связей между входными цепями и выходными точками основного выпрямителя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.