一種地震采集光伏電源的制作方法
【專利摘要】一種地震采集光伏電源，屬于光伏發(fā)電【技術領域】。包括至少一個太陽能電池陣列、太陽能控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器；各個太陽能電池陣列的第一輸出端與太陽能控制器的第一輸入端連接；各個太陽能電池陣列的第二輸出端與太陽能控制器的第二輸入端連接；太陽能控制器的輸出端連接到蓄電池的輸入端；蓄電池的輸出端與穩(wěn)壓器的輸入端連接；穩(wěn)壓器的輸出端與用電負載連接。能夠向地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)持續(xù)供電，可有效降低工作人員的工作強度，最大限度優(yōu)化地震隊的作業(yè)效率，還具有結構簡單、攜帶方便、免維護、高精度恒定電壓輸出、使用安全性高和使用壽命長的優(yōu)點。
【專利說明】一種地震采集光伏電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種地震采集光伏電源，屬于光伏發(fā)電【技術領域】。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有石油勘探野外地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，普遍采用鉛酸蓄電池向地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)供電。由于鉛酸蓄電池存儲能量的限制，在使用若干天之后，工作人員需要將鉛酸蓄電池從野外帶回到營地，通過市電為其充電，充滿后再將該鉛酸蓄電池運回野外工作地點，繼續(xù)向地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)供電。
[0003]由此可見，現(xiàn)有產(chǎn)品架構中，工作人員需要頻繁更換且在野外工作地點和營地之間運送鉛酸蓄電池，既加大了工作人員的工作強度，也降低了野外地震勘探的工作效率。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種地震采集光伏電源，能夠在工作現(xiàn)場向地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)持續(xù)供電，適應野外勘探環(huán)境，可有效降低工作人員的工作強度，提高地震隊的作業(yè)效率；而且，還具有結構簡單、攜帶方便、抗風雪能力強、免維護、壽命長的優(yōu)點。高精度恒定電壓輸出保證了采集系統(tǒng)的安全。
[0005]一種地震采集光伏電源，包括至少一個太陽能電池陣列、太陽能控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器；各個太陽能電池陣列的第一輸出端與太陽能控制器的第一輸入端連接；各個太陽能電池陣列的第二輸出端與太陽能控制器的第二輸入端連接；太陽能控制器的輸出端連接到蓄電池的輸入端；蓄電池的輸出端與穩(wěn)壓器的輸入端連接；穩(wěn)壓器的輸出端與用電負載連接。
[0006]優(yōu)選的，地震采集光伏電源包括兩個以上并聯(lián)的太陽能電池陣列。
[0007]優(yōu)選的，太陽能控制器包括電池板電壓探測電路和第一開關器件；電池板電壓探測電路的輸入端與太陽能電池陣列的第一輸出端連接，第一開關器件的第一輸入端與太陽能電池陣列的第二輸出端連接，第一開關器件的輸出端與蓄電池的輸入端連接；并且，電池板電壓探測電路的輸出端與第一開關器件的第二輸入端連接。
[0008]本實用新型提供的地震采集光伏電源具有以下優(yōu)點:
[0009](I)能夠向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)持續(xù)供電，適應惡劣的野外勘探環(huán)境，可有效降低工作人員的工作強度，提高野外地震勘探隊的作業(yè)效率；
[0010](2)還具有結構簡單、攜帶方便、抗風雪能力強、免維護、壽命長的優(yōu)點。高精度恒定電壓輸出保證了采集系統(tǒng)的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，如圖其中:
[0012]圖1為本實用新型提供的地震采集光伏電源的結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型提供的電池板電壓探測電路的電路圖；
[0014]圖3為本實用新型提供的地震采集光伏電源的一種具體實施電路圖；
[0015]圖4為本實用新型提供的穩(wěn)壓器的電路圖。
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
【具體實施方式】
[0017]顯然，本領域技術人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實用新型的保護范圍。
[0018]實施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4所示，
[0019]如圖1所示，本實用新型提供一種地震采集光伏電源，包括:至少一個太陽能電池陣列、太陽能控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器；各個太陽能電池陣列的第一輸出端與太陽能控制器的第一輸入端連接；各個太陽能電池陣列的第二輸出端與太陽能控制器的第二輸入端連接；太陽能控制器的輸出端連接到蓄電池的輸入端；蓄電池的輸出端與穩(wěn)壓器的輸入端連接；穩(wěn)壓器的輸出端用于與用電負載連接。
[0020]其中，地震采集光伏電源可以配置2組或3組蓄電池。當一組蓄電池發(fā)生故障時，地震采集光伏電源仍可以正常工作，從而提高了地震采集光伏電源的安全可靠性。另外，還具有免維護的優(yōu)點。穩(wěn)壓器用于輸出電壓12V±1%，從而保證向負載提供恒定高精度電壓。[0021 ] 太陽能控制器包括電池板電壓探測電路和第一開關器件；電池板電壓探測電路的輸入端與太陽能電池陣列的第一輸出端連接，第一開關器件的第一輸入端與太陽能電池陣列的第二輸出端連接，第一開關器件的輸出端與蓄電池的輸入端連接；并且，電池板電壓探測電路的輸出端與第一開關器件的第二輸入端連接。
[0022]本實用新型提供的地震采集光伏電源的工作原理為:
[0023](I)展開太陽能電池陣列，使太陽能電池陣列保持最佳太陽光接收狀態(tài)；然后連接蓄電池和用電負載；
[0024]本實用新型中，地震采集光伏電源可配置多個太陽能電池陣列，各個太陽能電池陣列通過并聯(lián)方式連接，通過控制太陽能電池陣列的數(shù)量，既可以精細控制發(fā)電量，也提高了地震采集光伏電源的冗余備份能力。太陽能電池陣列用于接收太陽光輻射的太陽能，然后將太陽能轉換為電能。
[0025]另外，本發(fā)明提供的地震采集光伏電源，太陽能控制器設置24小時工作模式，默認常開的模式，只要接上蓄電池即可工作，不需要手動開啟。
[0026](2)由太陽能控制器控制蓄電池充電過程，具體的，包括以下步驟:
[0027]步驟Sl-a，電池板電壓探測電路檢測太陽能電池陣列的輸出電壓值，判斷太陽能電池陣列的輸出電壓值是否大于光控閥值，如果是，則執(zhí)行S2_a;否則，蓄電池停止充電。
[0028]如圖2所示，為電池板電壓探測電路的電路圖，通過RA3端口電壓幅值可檢測電池板當前輸出電壓端幅值，從而可自動區(qū)分輸入電壓值12/24V，并且可判斷出當前外部工作環(huán)境狀態(tài)，TVSl為防止反接二極管。
[0029]光伏電壓輸入端連接第一二極管TVSl和第十四電阻R34，第十四電阻34的另一端連接第二二極管D5和第十五電阻R37，第十五電阻R37的另一端連接第二電容C6、第十六電阻R42和第十七電阻R70，第十七電阻R70的另一端連接輸出RA3端口，第一二極管TVSl、第二二極管D5、第二電容C6和第十六電阻R42的另一端接地端。
[0030]步驟S2_a，進一步判斷太陽能電池陣列的輸出電壓值是否小于蓄電池電壓保護門限，如果是，則向蓄電池充電；否則，蓄電池停止充電。
[0031]本步驟，當太陽能電池陣列的輸出電壓值高于蓄電池電壓保護門限時，如果向蓄電池充電,則存在擊穿蓄電池的情況發(fā)生,因此,需要停止向蓄電池充電。
[0032]如圖3所示，為地震采集光伏電源的一種【具體實施方式】，其工作原理為:
[0033]光伏電源端連接第十二電阻R12和第十三電阻R13，第十二電阻R12的另一端連接第五三極管Q5的基極，第五三極管Q5的集電極連接第二電阻R2、第二二極管D2和第三三極管Q3的基極，第二電阻R2的另一端連接第一電阻R1，第一電阻Rl的另一端連接蓄電池E，蓄電池E的另一端連接第三電阻R3，
[0034]AD2端連接第五電阻R5的中線和第二電容C2，第五電阻R5的一端連接第四電阻R4,第五電阻R5的另一端連接第六電阻R6,
[0035]第七電阻R7連接第八電阻R8，第八電阻R8的另一端連接第四三極管Q4的基極，第四三極管Q4的集電極連接第九電阻R9和第十電阻R10，第十電阻RlO的另一端連接第三二極管D3和第二三極管Q2的基極，第二三極管Q2的集電極連接第四二極管D4和第十一電阻Rll，第三三極管Q3的
[0036]第五三極管Q5集 電極連接第一二極管D1，第一二極管Dl的另一端連接第五二極管Q1，
[0037]第十三電阻R13和第一二極管Dl的另一端連接電源端，
[0038]第五二極管Q1、第四二極管D4、第九電阻R9、第十一電阻R11、第七電阻R7和第四二極管D4的另一端連接電源端，
[0039]第五三極管Q5的發(fā)射極、第二二極管D2、第三三極管Q3的發(fā)射極、第五二極管Q1、第三電阻R3、第六電阻R6、第二電容C2、第四三極管Q4的發(fā)射極、第三二極管D3和第二三極管Q2的發(fā)射極接地端。
[0040]當蓄電池電壓處于正常情況下，單片機控制的充電驅動MOS管的第五二極管Ql(IRFZ44)為高電平截止，第三三極管Q3導通，PWM占空比為零，此時太陽能電板向蓄電池恒流充電；當蓄電池電壓達到13.6V時，單片機控制充電驅動第五二極管Ql為高電平時，第三三極管Q3導通，第五二極管Ql截止，通過控制占空比，使第五二極管Ql實現(xiàn)通斷控制，此時處于恒壓浮充狀態(tài)；當電流下降到某值時，進行恒流充電；但蓄電池電壓達到設定的過充點14.4V時，再進行恒壓涓流充電；涓流小到某一值，單片機控制的充電驅動第五二極管Ql進行短路保護；當蓄電池電壓下降到某設定值時，第三三極管Q3重新導通，第五二極管Ql截止，恢復為正常充電狀態(tài)。
[0041](3)向地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓
[0042]穩(wěn)壓器連接在蓄電池和地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間，穩(wěn)壓器主要用于當電網(wǎng)電壓出現(xiàn)瞬間波動時，穩(wěn)壓器對電壓幅值進行補償，使其穩(wěn)定在一定范圍之內，從而實現(xiàn)向地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓的功能。
[0043]如圖4所示，為穩(wěn)壓器的一種具體的電路圖，其工作原理為:反饋控制電路31檢測輸出電壓，將檢測到的輸出電壓與基準電壓進行比較，如果輸出電壓高于基準電壓，則向PWM控制電路30發(fā)出降壓的反饋信號，PWM控制電路30發(fā)出矩形波驅動MOS管，MOS管導通時，次級端整流管電壓反向截止，減少耦合變壓器能量輸出，使輸出電壓接近基準電壓，實現(xiàn)降壓目的；如果輸出電壓低于基準電壓，則向PWM控制電路30發(fā)出升壓的反饋信號，PWM控制電路30調節(jié)驅動脈寬，MOS管關閉，次級整流管電壓正向導通，增加耦合變壓器32能量輸出，使輸出電壓接近基準電壓，實現(xiàn)升壓目的。通過上述反饋控制操作，實現(xiàn)整個電源輸出恒定電壓的目的，耦合變壓器32的一端連接第十電容CO，耦合變壓器32的另一端連接第十一電容CXl，反饋控制電路31的一端連接第十電容CO的一端，反饋控制電路31的另一端連接PWM控制電路30。
[0044]本實用新型提供的地震采集光伏電源，主要用于向地震勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的采集站供電。采集站主要應用于野外勘探時采集地震數(shù)據(jù)，具有堅固耐用、可靠性高、部署靈活、數(shù)據(jù)采集效率高等優(yōu)點，但是對電源的要求較高，通過本實用新型提供的地震采集光伏電源，能夠持續(xù)向地震儀器采集站供電，消除了野外地震隊對野外站點電池的依賴性，可有效提聞野外生廣效率。
[0045]綜上，本實用新型提供的地震采集光伏電源，可以提供滿足采集站要求的穩(wěn)壓電源，防止蓄電池過度充電，有效減輕蓄電池的硫酸鹽化，在延長了蓄電池壽命的同時，也降低了地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的維護成本。
[0046]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本實用`新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種地震采集光伏電源，其特征在于包括:至少一個太陽能電池陣列、太陽能控制器、蓄電池和穩(wěn)壓器；各個太陽能電池陣列的第一輸出端與太陽能控制器的第一輸入端連接；各個太陽能電池陣列的第二輸出端與太陽能控制器的第二輸入端連接；太陽能控制器的輸出端連接到蓄電池的輸入端；蓄電池的輸出端與穩(wěn)壓器的輸入端連接；穩(wěn)壓器的輸出端與用電負載連接。
2.根據(jù)權利要求1的地震采集光伏電源，其特征在于包括兩個以上并聯(lián)的太陽能電池陣列。
3.根據(jù)權利要求1的地震采集光伏電源，其特征在于，太陽能控制器包括電池板電壓探測電路和第一開關器件；電池板電壓探測電路的輸入端與太陽能電池陣列的第一輸出端連接，第一開關器件的第一輸入端與太陽能電池陣列的第二輸出端連接，第一開關器件的輸出端與蓄電池的輸入端連接；并且，電池板電壓探測電路的輸出端與第一開關器件的第二輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求3的地震采集光伏電源，其特征在于，電池板電壓探測電路為光伏電壓輸入端連接第一二極管和第十四電阻，第十四電阻的另一端連接第二二極管和第十五電阻，第十五電阻的另一端連接第二電容、第十六電阻和第十七電阻，第十七電阻的另一端連接輸出端口，第一二極管、第二二極管、第二電容和第十六電阻的另一端接地端。
【文檔編號】G05F1/56GK203406806SQ201320416192
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權日:2013年7月12日
【發(fā)明者】董金社, 李紅路, 劉國志 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司