[實用新型]一種脈寬調制調節高壓電路

有效

• 申請號: 200720170386.6
• 申請日: 2007-08-27
• 公開（公告）號: CN201075130Y
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 何緒新
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: G01T1/208
• 分類號: G01T1/208
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 謝小延

技術領域：

本實用新型涉及一種井下測井儀器調節高壓的脈寬調制調節高壓電路。

背景技術：

井下儀器測量放射性信號都要有探測器，而核信號的探測器比如光電倍增管、He-3管等都需要高壓供電，有兩種調節方式可以得到不同的高壓，一種是電阻調節：另一種就是電壓調節，通過在高壓電路的調整端輸入不同的電平，可以得到不同的高壓。本高壓電路用于電平控制的儀器，比如巖性密度、自然伽馬能譜等儀器。現有儀器，比如atlas的巖性密度儀器2227XA型，其調節高壓的方法是單片機通過命令，發送不同二進制碼到數據總線，通過DA器件將其轉換成模擬量，通過運算放大器件組成的加法器輸出，從而控制高壓值的輸出。這種電路較為復雜，中間環節多，在印制板上占有體積較大。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種由井下DSP程序控制的簡單、方便的脈寬調制調節高壓電路。

電路實現方案：

本電路是這樣實現的：

U1的PWM波形輸出端通過電阻R1、R3、R4與運算放大器U2B的5腳連接，電阻R2一端接在電阻R1、R3連接點上，另一端接地，電容C2一端接在電阻R4與運算放大器U2B的連接點上，另一端接地，運算放大器U2B的6腳連接7腳，并通過電容C1與電阻R3、R4的連接點連接，運算放大器U2B的7腳為高壓控制直流電平輸出端。

U1為井下DSP，編程井下DSP程序，通過DSP模塊輸出PWM波形，DSP接收到含有信息的控制命令，信息內容的不同，使得從DSP輸出的PWM波形的占空比不同。波形周期和占空比的值與DSP的時鐘和計數器的設置有關，波形幅度為3.3V，經過R1、R2、R3、R4、C1、C2和運算放大器U2B組成一個二階低通濾波電路，從運算放大器U2B的輸出腳輸出得到高壓控制直流電平，不同的直流電平將得到不同輸出高壓。比如從DSP的70、72腳輸入的信息為6F80(十六進制)，那么從DSP的16腳輸出波形的占空比為44％，經過濾波從U2B的輸出端得到的高壓控制直流電平約為1.3V。

用PWM得到不同的電平這種技術在不同的行業均有應用，本實用新型將這種技術結合DSP用來控制高壓。本實用新型中用到的高壓模塊輸出范圍800V?2000V，高壓控制直流電平輸入范圍0V-5V。高壓控制電平輸入0V時，高壓輸出800V，高壓控制電平輸入5V時，高壓輸出2000V，高壓輸出隨著高壓控制電平的不同而不同，兩者之間呈線性關系。

本高壓調節電路使得控制變得簡單、方便，使用了較少的器件，節省了電路板的體積。

附圖說明：

圖1脈寬調制調節高壓電路圖。

圖2DSP脈寬調制程序的流程圖。

具體實施方式：

下面結合附圖來對本方法作進一步說明。

U1的PWM波形輸出端通過電阻R1、R3、R4與運算放大器U2B的5腳連接，電阻R2一端接在電阻R1、R3連接點上，另一端接地，電容C2一端接在電阻R4與運算放大器U2B的連接點上，另一端接地，運算放大器U2B的6腳連接7腳，并通過電容C1與電阻R3、R4的連接點連接，運算放大器U2B的7腳為高壓控制輸出端。

U1元器件的型號為：TMS320LF2407

U2元器件的型號為：OP220

DSP脈寬調制程序的流程如下：

本實用新型井下控制流程將在下面詳細描述：

儀器上電后，井下DSP程序對各個寄存器初始化，包括設置周期寄存器值和比較寄存器值。比如周期寄存器值設置為FFFFH(16進制值)，比較寄存器6F80H(16進制值)，在寄存器初始化后啟動定時器計數，同時啟動PWM輸出，波形發生器初始輸出電平為高。當定時器計數到6F80后，與比較寄存器比較，波形發生器將輸出低電平。PWM波形的周期由周期寄存器值決定。通過波形發生器的變化，PWM引腳輸出一個周期固定，占空比一定的方波。

井下主程序在沒有地面命令的情況下處于等待循環。如果地面有命令下傳，經過通訊，井下DSP在得到從地面發送的命令后將產生中斷，井下程序進入中斷程序，在中斷程序中向地面發送數據。除發送數據外，在中斷程序中根據地面傳送的不同命令將產生不同的動作，如果有高壓調整命令，中斷程序將通過地面傳送的高壓碼值，重新寫比較寄存器值。不同比較寄存器的值將在PWM輸出上產生不同占空比的波形。地面是在分析井下上傳數據的情況下，判斷是否需要調整高壓，以及調整高壓值。