本實(shí)用新型涉及一種啟動(dòng)電路，屬于測(cè)井儀器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，油田需要測(cè)試的井越來(lái)越深，需要的電源功率也越來(lái)越大，高溫、大功率、高輸入阻抗下如何降低井下儀器開(kāi)關(guān)電源的啟動(dòng)電流，保證開(kāi)關(guān)電源能迅速啟動(dòng)成功變得更加迫切。原有的鎧裝電纜阻抗為20Ω/km，現(xiàn)油田廣泛應(yīng)用的鋼管電纜阻抗達(dá)到90Ω/km以上，油田測(cè)井車(chē)所用電纜普遍在3000m～6000m，測(cè)井儀器的井下設(shè)備既要通過(guò)單芯電纜進(jìn)行供電，還需要通過(guò)該電纜將井下測(cè)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。開(kāi)關(guān)電源在滿負(fù)載情況下的啟動(dòng)瞬時(shí)電流一般是額定電流的5倍以上，以井下儀器在鎧裝電纜上消耗的額定電流只需要0.2A為例，啟動(dòng)電流在1A以上。在輸入端存在450Ω源阻抗的情況下，假設(shè)開(kāi)關(guān)電源的最低工作電壓為100V，消耗在電纜阻抗上450V電壓降，則地面設(shè)備需要提供的電壓至少為550V才能保證該電源工作正常。電源啟動(dòng)正常后，額定電流降到0.2A，消耗在電纜阻抗上電壓降為90V，地面設(shè)備只需提供190V就能滿足井下電源正常工作，啟動(dòng)前后的巨大電壓差目前幾乎找不到合適的匹配電路來(lái)適應(yīng)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)開(kāi)關(guān)電源的廠家很多，還沒(méi)有適應(yīng)高輸入阻抗的開(kāi)關(guān)電源廠家，普通開(kāi)關(guān)電源的輸入端源阻抗一般只允許幾歐姆。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種適用于高輸入阻抗的直流電源啟動(dòng)電路，以解決高輸入阻抗下的開(kāi)關(guān)電源在大負(fù)載情況下的啟動(dòng)的問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，擬采用這樣一種適用于高輸入阻抗的直流電源啟動(dòng)電路，開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端通過(guò)欠壓保護(hù)電路連接至運(yùn)放U1的輸入正端，開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC的接入端連至運(yùn)放U1的輸入負(fù)端，運(yùn)放U1的輸出端連接至開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Vo，且開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Vo與欠壓保護(hù)電路之間還設(shè)置有延時(shí)關(guān)斷電路。

前述啟動(dòng)電路中，欠壓保護(hù)電路由電阻R1、R2、R4及穩(wěn)壓二極管V1、V3、V7和MOS管V4組成，電阻R1、穩(wěn)壓二極管V1、V3和V7依次串聯(lián)在開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端和虛地GND之間，穩(wěn)壓二極管V1、V3和V7的正極均與虛地GND側(cè)相連，MOS管V4的D極經(jīng)電阻R2連接至開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端，MOS管V4的S極經(jīng)電阻R4連接至虛地GND，MOS管V4的G端與穩(wěn)壓二極管V3的正極相連，MOS管V4為n溝道MOS管，且MOS管V4的D極和S極之間還連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與MOS管V4的S極相連；還包括有串聯(lián)于穩(wěn)壓二極管V3的正極和虛地GND之間的電阻R3和R5，且開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端通過(guò)電阻R3和R5之間的連接部與運(yùn)放U1的輸入正端相連；

前述啟動(dòng)電路中，運(yùn)放U1的輸出端經(jīng)電阻R6連接至MOS管V6的G極，MOS管V6的S極依次經(jīng)二極管V5和穩(wěn)壓二極管V2連接至開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Vo，二極管V5與穩(wěn)壓二極管V2相連的一端為正極端，穩(wěn)壓二極管V2與二極管V5相連的一端為負(fù)極端，且MOS管V6的D極與MOS管V4的S極相連，MOS管V6也為n溝道MOS管，且MOS管V6的D極和S極之間還連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與MOS管V6的S極相連；

前述啟動(dòng)電路中，開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC共有兩個(gè)，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC經(jīng)并聯(lián)的電阻R7和二極管V8與運(yùn)放U1的輸入負(fù)端相連，二極管V8與該開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC相連的一端為負(fù)極端，且二極管V8的負(fù)極端還經(jīng)電阻R8與虛地GND相連，二極管V8的正極端經(jīng)電容C3也與虛地GND相連，另一個(gè)開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC的接入端與MOS管V6的S極相連，且MOS管V6的S極經(jīng)并聯(lián)的電容C1和C2連接至虛地GND。

電源是測(cè)井儀器能否可靠工作的前提條件，開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)電路是保證開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定可靠工作的基本要求。本電路通過(guò)設(shè)置門(mén)檻電壓、延時(shí)分步啟動(dòng)，自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)電源控制器的輸入電壓等方式，解決了低啟動(dòng)電源，大動(dòng)態(tài)范圍輸入電壓下的開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)困難，工作穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

本電路的研制成功，可適應(yīng)高輸入阻抗50Ω～450Ω，寬輸入電壓120V～350V，寬工作溫度范圍-40℃～+175℃條件下的30W以上電源的正常啟動(dòng)工作。本電路已成功應(yīng)用到公司產(chǎn)品的井下電源設(shè)計(jì)中，有效解決了開(kāi)關(guān)電源輸入端電壓波動(dòng)大、輸入阻抗高造成電源無(wú)法正常啟動(dòng)或頻繁啟動(dòng)問(wèn)題。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型還具有以下特點(diǎn)：

1.具有延時(shí)關(guān)斷電路，在保證開(kāi)關(guān)電源可靠啟動(dòng)的同時(shí)，又在開(kāi)關(guān)電源正常工作后將開(kāi)關(guān)電源控制器供電端與供電總線斷開(kāi)，避免了總線電壓波動(dòng)大對(duì)開(kāi)關(guān)電源控制器的影響具有軟啟動(dòng)保護(hù)功能，避免開(kāi)關(guān)電源在異常電壓下啟動(dòng)；

2.增加開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)間，降低啟動(dòng)電流，啟動(dòng)電路跟蹤電纜總線電壓波動(dòng)情況，自動(dòng)延時(shí)，步進(jìn)式提升輸出電壓直至輸出設(shè)定電壓，有效降低啟動(dòng)電流；

3.具有欠壓保護(hù)電路，使開(kāi)關(guān)電源控制器可以在設(shè)定電壓范圍內(nèi)正常啟動(dòng)，有效避免開(kāi)關(guān)電源控制器承受大電壓差發(fā)熱損壞。啟動(dòng)電路通過(guò)電纜總線提供開(kāi)關(guān)電源的控制器工作電壓；正常工作后，啟動(dòng)電路斷開(kāi)總線電壓，由開(kāi)關(guān)電源自身輸出電壓給控制器提供電壓，利用V2和V5將開(kāi)關(guān)電源輸出電壓反饋至開(kāi)關(guān)電源控制器供電端，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的自供電設(shè)計(jì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將通過(guò)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，

實(shí)施例：

參照附圖1，本實(shí)施例提供一種適用于高輸入阻抗的直流電源啟動(dòng)電路，包括：欠壓保護(hù)電路由電阻R1、R2、R4及穩(wěn)壓二極管V1(75V)、V3(33V)、V7(18V)和MOS管V4組成，電阻R1、穩(wěn)壓二極管V1、V3和V7依次串聯(lián)在開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端和虛地GND之間，穩(wěn)壓二極管V1、V3和V7的正極均與虛地GND側(cè)相連，MOS管V4的D極經(jīng)電阻R2連接至開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端，MOS管V4的S極經(jīng)電阻R4連接至虛地GND，MOS管V4的G端與穩(wěn)壓二極管V3的正極相連，MOS管V4為n溝道MOS管，且MOS管V4的D極和S極之間還連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與MOS管V4的S極相連；還包括有串聯(lián)于穩(wěn)壓二極管V3的正極和虛地GND之間的電阻R3和R5，且開(kāi)關(guān)電源輸入電壓VIN的接入端通過(guò)電阻R3和R5之間的連接部與運(yùn)放U1的輸入正端相連；

延時(shí)關(guān)斷電路由運(yùn)放U1、MOS管V6及其外圍電路組成，運(yùn)放U1的輸出端經(jīng)電阻R6連接至MOS管V6的G極，MOS管V6的S極依次經(jīng)二極管V5和穩(wěn)壓二極管V2連接至開(kāi)關(guān)電源輸出電壓Vo，二極管V5與穩(wěn)壓二極管V2相連的一端為正極端，穩(wěn)壓二極管V2與二極管V5相連的一端為負(fù)極端，且MOS管V6的D極與MOS管V4的S極相連，MOS管V6也為n溝道MOS管，且MOS管V6的D極和S極之間還連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與MOS管V6的S極相連；

開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC共有兩個(gè)，其中一個(gè)開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC經(jīng)并聯(lián)的電阻R7和二極管V8與運(yùn)放U1的輸入負(fù)端相連，二極管V8與該開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC相連的一端為負(fù)極端，且二極管V8的負(fù)極端還經(jīng)電阻R8與虛地GND相連，二極管V8的正極端經(jīng)電容C3也與虛地GND相連，另一個(gè)開(kāi)關(guān)電源控制器工作電壓VCC的接入端與MOS管V6的S極相連，且MOS管V6的S極經(jīng)并聯(lián)的電容C1和C2連接至虛地GND。

欠壓臨界值由V1、V3、V7穩(wěn)壓值之和確定。使開(kāi)關(guān)電源控制器可以在(120～350)V電壓范圍內(nèi)正常啟動(dòng)，當(dāng)VIN電壓低于臨界值(本設(shè)計(jì)為120V)時(shí)，MOS管V4柵極電壓(即V7穩(wěn)壓值)為低電平，V4關(guān)斷，VCC處電壓為零，控制器不工作；當(dāng)VIN超過(guò)120V啟動(dòng)時(shí)，V7穩(wěn)壓出18V，MOS管V4導(dǎo)通；運(yùn)放U1輸入負(fù)端的VCC仍為低電平，輸入正端為18V經(jīng)R3、R5分壓電壓(本設(shè)計(jì)中為12V)，U1輸出高電壓，MOS管V6導(dǎo)通，VCC處電壓為18V，開(kāi)關(guān)電源控制器啟動(dòng)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)定輸出18V，該電源電壓經(jīng)穩(wěn)壓管V2降壓(4.7V)后再經(jīng)二極管V5連接到VCC實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電源控制器供電；在開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)到穩(wěn)定這段過(guò)程中，VCC經(jīng)R7對(duì)C3充電至VCC，由于VCC大于12V，此時(shí)運(yùn)放U1輸出低電平，MOS管V6關(guān)斷，VCC斷開(kāi)與VIN連接，此后，控制器完全由開(kāi)關(guān)電源輸出電壓供電。