[发明专利]一种多路可调大电流恒流智能感控供电装置有效

专利信息
申请号: 201410006704.X 申请日: 2014-01-07
公开(公告)号: CN103715894A 公开(公告)日: 2014-04-09
发明(设计)人: 许新骥;李术才;聂利超;王世睿;隋青美;刘斌;张霄;曹玉强;张法业;李尧;王传武;陈磊 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: H02M3/24 分类号: H02M3/24
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 张勇
地址: 250061 山东*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 可调 电流 智能 供电 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种电源控制装置,具体涉及一种多路可调大电流恒流智能感控供电装置。

背景技术

目前,隧道施工主要有钻爆法和隧道掘进机施工两种方法。其中隧道掘进机施工方法因施工速度快、质量好、安全环保等优点而占据主导地位。但是隧道掘进机对地层的适应性较差,会容易诱发塌方、大变形、突涌水等地质灾害,轻者造成卡机事故,重者导致机毁人亡的严重后果。为了确保掘进机施工安全、避免上述灾害和事故的发生,十分有必要开展隧道掘进机施工环境下的超前地质预报工作,利用地球物理探测、钻探等方法提前探明隧道掘进面前方的地质情况,为制定合理安全的施工方案、避免重大事故灾害提供可靠信息。

在不良地质地球物理响应特性和水量定量预测研究方面,尤其是充填性质识别与水量定量预报方面,客观上能够定量表征水量的地球物理特性极少,目前仅有激发极化法、核磁共振法两种地球物理勘探方法中的相关信息被人们证明对水量变化有较敏感的响应。我们在激发极化估算水量方面取得了重要进展,认为具有三维反演成像功能的聚焦三维观测模式,是隧道掘进机施工激发极化超前地质预报仪器研制的关键。以大电流恒流供电(0.1A-3A)激励水体产生较强极化效应(≥1mV)的方法,可以测取与水量相关的激发极化弛豫特性信息,能够为掘进机施工不良地质水量预测提供借鉴和基础。

然而,现在国内外的时域激发极化仪器基本都采用恒压供电模式,恒压供电模式无法激励水体产生较强极化效应,是难以预测水量的。对于聚焦三维激发极化法,需要针对其屏蔽电极环和探测电极负载不同,实施多路(目前设计的是六路)大电流恒流供电。由于隧道掘进机施工探测环境复杂,每一路恒流供电负载变化范围大,同时综合地球物理探测装备使用同一套电源,电源电压波动大,为多路恒流大电流供电装置设计带来了较大的困难,因此我们尚未见到适应多路负载工况不同的大电流恒流供电装置。但是若将多路供电的问题,仅仅看作单路恒流供电的简单组合,则会带来能源浪费和造价昂贵等一系列负面问题。

发明内容

为解决现有技术存在的不足,本发明公开了一种多路可调大电流恒流智能感控供电装置,本发明采用串级控制机制,恒压大电流逆变技术,能够根据工况的不同输出稳恒大电流,实现精确控制的同时降低功耗,实现多路可调大电流恒流供电。

为实现上述目的,本发明的具体方案如下:

一种多路可调大电流恒流智能感控供电装置,包括联用主机,联用主机与MCU通信相连,MCU与一级逆变整流模块相连,一级逆变整流模块的输入为外接直流电源,输出为高频交流电,各路高频交流电分别经过根据负载工作状况输出各路输出电压的智能细分降压模块降压,然后再经过整流模块的整流,再进入线性恒流控制模块,MCU还接受电压采样模块反馈的电压,调节一级逆变整流模块中逆变器的占空比,MCU还根据电流采样模块反馈的经过线性恒流控制模块的电流对电流进行精确控制,输出稳恒大电流。

所述电压采样模块用于采集经过一级逆变整流模块的电压、经过整流模块的电压及经过线性恒流控制模块的电压。

所述MCU输入端连接有温度检测模块,温度检测模块用于检测经过整流模块的温度及经过线性恒流控制模块的温度。

所述MCU通过通信模块与联用主机进行通信。

所述联用主机将需要输出的恒定电流值的大小传递给MCU,而后MCU将此电流值与电流采样模块送回的反馈电流值进行比较,调节PWM信号的占空比,智能细分降压模块根据接收到的PWM信号调节输出电压,在保证精度的前提下进行降压、整流、滤波、稳压,使输出电流达到要求,之后,线性恒流控制模块通过线性元件分压,对电流进行精确控制,输出稳恒大电流。

所述电压采样模块和电流采样模块的输入端与智能细分降压模块相应的接口连接,电压采样模块和电流采样模块的输出端与MCU相应的接口连接。

多路可调大电流恒流智能感控供电装置采用两级逆变升降压技术,第一级升压通过逆变后的电压反馈给MCU控制单元,调节逆变器的占空比,消除了电源电压波动大的影响使得输出电压稳定,为下一级逆变提供稳定的电压;第二级逆变升压采用MCU控制单元控制H桥逆变电路,通过线性恒流控制模块输出可调电流,每一路输出电流通过电流采样模块检测反馈电流大小,并传输到MCU控制单元调节逆变电路的占空比,实现可调的多路恒流大电流输出,满足现场每一路供电不同的负载工况。

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