直流電驅(qū)動鉆機

《石油名詞》第一版。

1994年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

直流-直流(DC/DC)變換器工作原理

直流—直流變換器是將直流電先逆變（升壓或降壓）成交流電，然后再整流變換成另一種直流電壓的直流變換裝置。常用的直流—直流變換設(shè)備一般是由直流—直流變換模塊、監(jiān)控模塊以及與之配套的用戶接口板和直流配電單元等組成的一個完整的電源系統(tǒng)。

系統(tǒng)中多個直流—直流變換模塊并聯(lián)均分負荷運行，將?48V直流電壓變換成?24V（或 12V、 5V）直流電壓，再經(jīng)輸出分路保險向負載輸出；監(jiān)控模塊負責對變換器模塊及整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)及性能進行監(jiān)控，并通過RS232通信口納入上一級監(jiān)控系統(tǒng)。

變換器模塊負責將?48V直流電壓轉(zhuǎn)換為?24V直流電壓，由功率電路和控制電路兩大部分組成。功率電路實現(xiàn)從直流輸入到直流輸出的變換；控制電路提供功率變換所需的一切控制信號，包括反饋回路、直流信號處理、模擬量和開關(guān)量的處理電路等。

功率電路上主要包括直流輸入濾波電路、直流—直流變換電路、直流輸出濾波電路及輔助電源的部分。

直流輸入濾波電路包含有防浪涌器件、差模、共模濾波器等。遇有雷擊或其他高壓浪涌時，壓敏電阻和瞬態(tài)電壓抑制器可保護變換器免受沖擊。差模濾波器和共模濾波器可有效抑制模塊內(nèi)部產(chǎn)生的高頻噪聲，同時也使來自直流輸入電源的干擾不會影響模塊的正常工作。

直流—直流變換電路主要包括變換電路和整流輸出電路，是整個變換模塊的重要組成部分。

輔助電源電路為控制電路提供直流工作電壓，同時還提供直流輸入電壓取樣。

控制電路主要包括直流—直流變換控制電路，保護電路、輸出電壓誤差放大電路以及數(shù)字顯示、告警、通信電路等。

其工作原理為：輸出經(jīng)過FB（反饋電路）接到FB pin采樣放大器，反饋電壓VFB與設(shè)定好的比較電壓Vcomp比較后，產(chǎn)生差錯電壓信號，差錯電壓信號輸入到PWM模塊，PWM根據(jù)差錯電壓的大小調(diào)節(jié)占空比，從而達到控制輸出電壓的目的，振蕩器的作用是產(chǎn)生PWM工作頻率的三角波，三角波經(jīng)過斬波電壓斬波后，產(chǎn)生方波，其方波就是控制MOSFET的導(dǎo)通時間從而控制輸出電壓的。

直流-直流(DC/DC)變換器主要技術(shù)要求

（1）輸入電壓允許變動范圍：40～57V。

（2）輸出電壓穩(wěn)定精度：≤±1%。

（3）應(yīng)有限流性能，限流整定值可在105%～l10%輸出電流額定值之間調(diào)整。

（4）同型號設(shè)備應(yīng)能多臺并聯(lián)工作，并具有均分性能，其不平衡度應(yīng)≤±5%輸出額定電流值。

（5）輸出雜音電壓：衡重雜音≤2mV；寬帶雜音≤20mV（3.4kHz～30MHz）；峰值雜音≤200mV。

（6）反灌雜音：變換設(shè)備在額定工作時，直流電流中寬頻雜音分量（方均根值）應(yīng)小于直流電流的1%。

（7）效率：<200W時，≥75%；≥200W時，≥70%。

直流-直流(DC/DC)變換器工作模式

按照控制電壓和鋸齒波幅值的關(guān)系，開關(guān)占空比D可以表示成：(4-2)?直流-直流變換器有兩種不同的工作模式：

1. 電感電流連續(xù)模式

2.電感電流斷續(xù)模式?在不同的情況下，變換器可能工作在不同的模式。因此，設(shè)計變換器和它的控制器參數(shù)時，應(yīng)該考慮這兩種不同的工作模式的特性。

直流—直流變換器（DC-DC）是一種將直流基礎(chǔ)電源轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌妷悍N類的直流變換裝置。目前通信設(shè)備的直流基礎(chǔ)電源電壓規(guī)定為?48V，由于在通信系統(tǒng)中仍存在?24V（通信設(shè)備）及 12V、 5V（集成電路）的工作電源，因此，有必要將?48V基礎(chǔ)電源通過直流—直流變換器變換到相應(yīng)電壓種類的直流電源，以供實際使用。

DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調(diào)制

（1）Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓U0小于輸入電壓Ui，極性相同。

（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于輸入電壓Ui，極性相同。

（3）Buck－Boost電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。

（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。

還有Sepic、Zeta電路。

上述為非隔離型電路，隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。

直流-直流變換器，變換電路中直流電電壓數(shù)值的變換器。可分為升壓式直流-直流變換器和降壓式直流-直流變換器。可將直流電源(如蓄電池、太陽電池、燃料電池)的電壓從十幾伏或幾十伏升到幾百伏,或者降至幾伏。按變換器中變壓器原邊線圈和副邊線圈的工作狀態(tài),分為正激式變換器和反激式變換器。