[發(fā)明專利]應用于井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列

在審

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• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN106653369A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 解慶;白玉新;李鵬;羅翔;韓志富
• 申請（專利權(quán)）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: H01G4/38
• 分類號: H01G4/38;H01G4/224;H01G4/40;H02M1/14
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領域，具體涉及一種應用于井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列。

背景技術(shù)

石油鉆井領域中，隨鉆開關電源需要在井下高溫狹窄密閉空間里長時間保持高負載工作，對于隨鉆開關電源前級輸入端需要較高品質(zhì)的直流輸入源，才能確保開關電源能夠安全穩(wěn)定的工作。

開關電源前級通常采用濾波電容對其輸入源進行儲能和濾波，但現(xiàn)有普通工業(yè)級濾波電容不能夠滿足井下復雜環(huán)境的需求，原因在于：首先，普通工業(yè)級濾波電容無法在井下高溫環(huán)境中工作。其次，普通工業(yè)級濾波電容無法在狹窄空間內(nèi)具備大容量儲能并且兼得高頻濾波和去耦的能力。因此，本發(fā)明針對上述情況設計了一種應用于井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列，通過液態(tài)膽電容和疊層瓷片電容串并聯(lián)組合的形式，集成在2A14鋁合金材料制成的特殊結(jié)構(gòu)外殼中，并采用環(huán)氧樹脂灌封工藝，使得電容陣列滿足大容量儲能、高頻濾波和去耦能力的能力，并具備抗沖擊、耐高溫、小型化等特點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種解決在井下高溫狹小環(huán)境中對井下隨鉆開關電源的前端輸入級進行大容量儲能、高頻濾波和去耦，確保開關電源能夠安全穩(wěn)定的工作的井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

應用于井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列，包括電容陣列和 電容陣列密封外殼，其中，電容陣列由電路前級和電路后級并聯(lián)構(gòu)成；所述電容陣列密封外殼四周設有四個定位孔2，電容陣列密封外殼2內(nèi)部設有臺階1，臺階1用于支撐固定安裝電容陣列的PCB板，PCB板與密封殼之間形成中空槽。

所述電路前級采用2顆容值430uF/耐壓100V的高溫液態(tài)膽電容C1和C2串聯(lián)構(gòu)成，2顆阻值20K/耐壓200V/功率5W的高溫功率電阻R1和R2并聯(lián)在液態(tài)膽電容的兩端。

所述電路后級采用24顆電介質(zhì)為X7R/容值2.2uF/耐壓250V的疊層式瓷片電容并聯(lián)構(gòu)成。

所述外殼采用2A14鋁合金材料；殼體與PCB板底部的空槽內(nèi)灌注熱硅酮彈性體電子灌封膠。

本發(fā)明的有益效果是：

1、能夠在高溫狹小環(huán)境下滿足隨鉆開關電源大容量儲能、高頻濾波和去耦能力的要求。

2、采用特殊結(jié)構(gòu)外殼和灌封工藝，使得電容陣列體積更小并具備減震、保護、散熱等性能。

3、能夠為井下隨鉆開關電源提供高品質(zhì)純凈的電流源，確保開關電源長時間安全可靠的工作。

附圖說明

圖1是電容陣列的排列組合圖；

圖2是抗沖擊密封外殼結(jié)構(gòu)圖；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明提出的應用于井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列進行進一步的介紹：

應用于井下開關電源前級輸入端的小型高溫電容陣列，包括電容陣列和 電容陣列密封外殼，其中，電容陣列由電路前級和電路后級并聯(lián)構(gòu)成；所述電容陣列密封外殼四周設有四個定位孔2，電容陣列密封外殼2內(nèi)部設有臺階1，臺階1用于支撐固定安裝電容陣列的PCB板，PCB板與密封殼之間形成中空槽。

所述電路前級采用2顆容值430uF/耐壓100V的高溫液態(tài)膽電容C1和C2串聯(lián)構(gòu)成，2顆阻值20K/耐壓200V/功率5W的高溫功率電阻R1和R2并聯(lián)在液態(tài)膽電容的兩端。

所述電路后級采用24顆電介質(zhì)為X7R/容值2.2uF/耐壓250V的疊層式瓷片電容并聯(lián)構(gòu)成。

所述外殼采用2A14鋁合金材料；殼體與PCB板底部的空槽內(nèi)灌注熱硅酮彈性體電子灌封膠。

如圖1所示，電容陣列電路分為前級和后級并聯(lián)構(gòu)成，前級包含2顆高溫液態(tài)膽電容和2顆功率電阻，后級包含24顆高溫疊層瓷片電容。前級對開關電源輸入端的電流進行第一波過濾，后級進行第二波過濾，最大程度上保持電流的純凈，進而保障電源系統(tǒng)的穩(wěn)定。

電路前級采用2顆容值430uF/耐壓100V的高溫液態(tài)膽電容C1和C2串聯(lián)構(gòu)成，2顆阻值20K/耐壓200V/功率5W的高溫功率電阻R1和R2并聯(lián)在液態(tài)膽電容的兩端保證其分壓平衡。電路后級采用24顆電介質(zhì)為X7R/容值2.2uF/耐壓250V的疊層式瓷片電容并聯(lián)構(gòu)成。

圖2為電容陣列的密封外殼結(jié)構(gòu)圖。外殼采用2A14鋁合金材料，通過四周的四個2定位孔可與外部固定，內(nèi)部兩邊的1臺階可將電容陣列電路PCB板固定在其底部槽子，向底部槽子內(nèi)灌入耐高溫、高導熱硅酮彈性體電子灌封膠(Silicone RTV)，以保證電容陣列的抗震性能，同時也進一步增強散熱能力。