[發(fā)明專利]基于GPS秒脈沖同步電源輸出的電路及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410707472.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN104378087B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐恒昌;陳維琪;朱從武;吳銳;劉自強(qiáng);羅鳳強(qiáng);王霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H03K3/02
• 分類號(hào): H03K3/02;H02M5/458
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于井下和海洋地質(zhì)勘探技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種基于GPS秒脈沖同步電源輸出的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電磁測(cè)井和海洋電磁勘探時(shí)，在地面大功率高壓、中頻向下供電時(shí)，為了減少長線上功率的損耗，通常把多芯電纜并在一起向下供電。這樣對(duì)同步要求非常高的井下或水下設(shè)備就沒有多余的導(dǎo)線下傳地面高精度的GPS秒脈種信號(hào)，使得在不加入另一條導(dǎo)線的情況下，減少導(dǎo)線功率損耗和同步傳輸難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種基于GPS秒脈沖同步電源輸出的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在減少導(dǎo)線功率損耗的同時(shí)，完成電源信號(hào)的同步傳輸。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于GPS秒脈沖同步電源輸出的電路，該電路包括：正弦基波生成電路、三角波生成電路及SPWM波合成電路，其中，所述的正弦基波生成電路包括：定時(shí)計(jì)數(shù)器、第一倍頻鎖相器、計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及運(yùn)算放大器，所述定時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入端接收一時(shí)鐘分頻信號(hào)，將所述時(shí)鐘分頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)后發(fā)送給所述的第一倍頻鎖相器；所述的第一倍頻鎖相器接收一GPS秒脈沖信號(hào)，根據(jù)所述時(shí)鐘分頻信號(hào)生成與所述GPS秒脈沖信號(hào)同頻同相的正弦基波信號(hào)；并將所述正弦基波信號(hào)輸出至所述的計(jì)數(shù)器；所述的計(jì)數(shù)器接收所述正弦基波信號(hào)與所述GPS秒脈沖信號(hào)，輸出零相位點(diǎn)與所述GPS秒脈沖信號(hào)同步的同步正弦基波信號(hào)；所述同步正弦基波信號(hào)經(jīng)過所述的存儲(chǔ)器及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，生成模擬正弦基波信號(hào)，并輸出至所述的運(yùn)算放大器；所述運(yùn)算放大器接收所述模擬正弦基波信號(hào)，輸出放大后的正弦基波信號(hào)至所述的SPWM波合成電路；所述的三角波生成電路包括：晶體振蕩器及積分電路，所述晶體振蕩器生成一時(shí)鐘方波信號(hào)；所述的積分電路接收所述時(shí)鐘方波信號(hào)，并對(duì)所述時(shí)鐘方波信號(hào)進(jìn)行積分，生成并輸出調(diào)制三角波；所述的SPWM波合成電路包括：比較器及SPWM波合成模塊，所述的比較器接收所述的調(diào)制三角波及放大后的正弦基波信號(hào)，確定所述調(diào)制三角波及放大后的正弦基波信號(hào)的交點(diǎn)；所述的SPWM波合成模塊根據(jù)所述的交點(diǎn)合成SPWM波信號(hào)。

在一實(shí)施例中，上述的電路還包括：分頻器，所述分頻器的輸出端與所述的定時(shí)計(jì)數(shù)器連接，所述分頻器的輸入端接收一初始時(shí)鐘信號(hào)，將所述初始時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻后生成所述的時(shí)鐘分頻信號(hào)，并輸出至所述的定時(shí)計(jì)數(shù)器。

具體地，上述的初始時(shí)鐘信號(hào)的頻率為6.14Mhz。

在一實(shí)施例中，上述的電路還包括：第二倍頻鎖相器，連接于所述第一倍頻鎖相器及所述計(jì)數(shù)器之間，所述第二倍頻鎖相器接收所述的正弦基波信號(hào)，調(diào)整所述正弦基波信號(hào)的分辨率，生成并輸出調(diào)整后正弦基波信號(hào)；所述的計(jì)數(shù)器接收所述調(diào)整后正弦基波信號(hào)及GPS秒脈沖信號(hào)，輸出所述的同步正弦基波信號(hào)。

在一實(shí)施例中，上述的正弦基波信號(hào)的頻率為400Hz。

在一實(shí)施例中，上述的時(shí)鐘方波信號(hào)的頻率為8kHz。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于GPS秒脈沖同步電源輸出的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：輸入電源、整流濾波電路、三相整流橋、全橋逆變電路、高壓輸出電路、驅(qū)動(dòng)電路及上述的電路，其中，所述的輸入電源、整流濾波電路、三相整流橋、全橋逆變電路及高壓輸出電路依次連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的一端與所述電路連接，另一端與所述的全橋逆變電路連接；所述整流濾波電路接收所述輸入電源的輸出信號(hào)，將所述輸出信號(hào)濾波后生成濾波后輸出信號(hào)，并將所述的濾波后輸出信號(hào)傳輸至所述的三相整流橋；所述三相整流橋?qū)⑺龅臑V波后輸出信號(hào)進(jìn)行整流后生成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)輸出至所述的全橋逆變電路；所述電路輸出所述SPWM波信號(hào)至所述的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路放大所述的SPWM波信號(hào)，并通過放大后的SPWM波信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述全橋逆變電路將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷好}沖序列；所述全橋逆變電路輸出所述電壓脈沖序列至所述的高壓輸出電路；所述的高壓輸出電路接收所述電壓脈沖序列，并輸出單相電源信號(hào)。

在一實(shí)施例中，上述的高壓輸出電路包括：變頻變壓器、濾波電容及高壓變壓器，所述變頻變壓器及濾波電容接收所述的電壓脈沖序列，生成正弦單相電源信號(hào)，并輸出至所述的高壓變壓器；所述的高壓變壓器接收所述的正弦單相電源信號(hào)，將所述正弦單相電源信號(hào)放大后，生成并輸出所述單相電源信號(hào)。

在一實(shí)施例中，上述的系統(tǒng)還包括：輸入控制交流接觸器，所述的輸入控制交流接觸器連接于所述整流濾波電路及三相整流橋之間，當(dāng)所述濾波后輸出信號(hào)大于一閾值時(shí)，所述輸入控制交流接觸器導(dǎo)通，將所述濾波后輸出信號(hào)傳輸至所述的三相整流橋。