專利名稱：無反向直流供電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種解決石油、天然氣等行業(yè)在地震勘探資料采集過程 中，地面電子設(shè)備直流供電系統(tǒng)極性問題的無反向直流供電器。
背景技術(shù)：
以往的電源站供電器，采用普通電源線直接把12V電瓶連接到電源 站電源插座。由于作業(yè)工人不熟練或誤動(dòng)作經(jīng)常引起電源接反，電源站 無法正常工作，甚至燒壞電源站。 一般在大型三維地震生產(chǎn)時(shí)，作業(yè)面 積經(jīng)常到幾十平方公里，均勻分布有一百多個(gè)電源站、交叉站。電源站 的故障也將嚴(yán)重影響施工效率。如果對電源站的電源入口進(jìn)行橋式整流， 可以保證輸入電壓極性正確。但是會(huì)產(chǎn)生1.5V的電壓降，由于電源站本 身具有保護(hù)功能，要求輸入電壓在10. 7V到12. 5V (電瓶滿電時(shí)的最高電 壓)范圍內(nèi)，超出范圍，電源站就會(huì)提示甚至斷電保護(hù)電源站防止損壞。 因此采用橋式整流在電瓶幾乎滿電時(shí)就將采取保護(hù)，這種橋式整流方法 不能使用。實(shí)際生產(chǎn)中需要一種能夠按照正確極性自動(dòng)接入、低電保護(hù) 而沒有電壓降的供電設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種無反向直流供電器，為石油地震勘探 施工提供-一種廣泛的簡單易用的專用電源站供電器，利用了繼電器觸點(diǎn) 和控制腳的相互關(guān)系設(shè)計(jì)了自導(dǎo)向技術(shù)。在電源正負(fù)極接反吋，供電器 內(nèi)繼電器可自動(dòng)調(diào)向；在低電壓同時(shí)反向接入情況下提供斷電保護(hù)整 個(gè)電路輸入到輸出端沒有電壓降。保證設(shè)備的正常運(yùn)行，提高作業(yè)效率.
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是有接電瓶的輸入端正、負(fù)極和連接
用電設(shè)備的帶正、負(fù)極的輸出端，由雙觸點(diǎn)繼電器(K1、 K2)和4只二極 管組成，其特征在于自動(dòng)導(dǎo)向電路在直流電輸入端負(fù)極連接到繼電器
(Kl )的K1-1常閉點(diǎn)K112和K1-2的常開點(diǎn)以及繼電器(Kl)線圈一 腳；正極連接繼電器(Kl)的K1-1的常開點(diǎn)和Kl-2的常閉點(diǎn)以及二極 管(Dl)的負(fù)極，二極管(D2)跨節(jié)在繼電器(Kl)兩端負(fù)極，繼電器
(Kl)的兩個(gè)公共端K1-1、 Kl-2則分別作為自動(dòng)導(dǎo)向電路輸出端的負(fù)極 和正極。繼電器K1線圈在D1 二極管的作用下反向偏置，繼電器常開點(diǎn) 斷開，常閉點(diǎn)閉和。電瓶負(fù)極、正極通過Kl-l、 K1-2的常閉點(diǎn)K112、 K122 連接到K1-1、 Kl-2的公共端；反之，輸入端"紅"接電瓶的負(fù)極、"黑" 接正極，繼電器Kl的線圈在Dl 二極管的正向偏置作用下使繼電器常開 點(diǎn)閉和、常閉點(diǎn)斷開。電瓶正極、負(fù)極通過常開點(diǎn)K121、 Klll連接到繼 電器K1-2、 Kl-l的公共端，其結(jié)果就是無論電瓶的極性正接(紅接"+ "、 黑接"-")或反接(黑接"+ "、紅接"-")，電瓶正極都連接到了 K1-2 的公共端、電瓶負(fù)極連接到了 Kl-l的公共端，從而實(shí)現(xiàn)了極性的自動(dòng)轉(zhuǎn) 換。
電瓶在實(shí)際使用中經(jīng)常出現(xiàn)低電情況， 一般進(jìn)口設(shè)備都存在對電瓶 電壓的監(jiān)視作用，電瓶出現(xiàn)低電(電壓低于10.7V)時(shí)可以進(jìn)行更換，但 電瓶在非活動(dòng)排列，如在生產(chǎn)中不需要的、使用過的以及不能夠監(jiān)視到 的野外電子設(shè)備，條件下則不能被監(jiān)視到。這時(shí)如果電壓低于7V，電源 接入供電系統(tǒng)對電路來說是毫無意義的，而且出現(xiàn)輸入的正負(fù)極反接時(shí)， 由于電壓低于繼電器動(dòng)作的電壓極限，造成繼電器K1不吸和，從而使電 瓶正極、負(fù)極接入繼電器K1的K1-1、 K卜2的公共端，將造成電源反向 接入用電設(shè)備，同樣可以造成燒斷保險(xiǎn)或燒毀用電設(shè)備情況。為克服上 述接錯(cuò)事故發(fā)生，保護(hù)電路是在自動(dòng)導(dǎo)向電路的輸出端串聯(lián)一個(gè)單觸點(diǎn) 繼電器(K2)，繼電器(Kl)的K1-l作為無反向直流供電器的負(fù)極連接到 保護(hù)電路輸出插頭，繼電器(Kl)的K1-2作為無反向直流供電器的正極 連接到繼電器(K2)的常開點(diǎn)和二極管CD3)正極，二極管(D3)負(fù)極連接繼電器(K2)繼電器線圈，繼電器(K2)公共端與線圈另一端連接 輸出端正極。繼電器(K2)的控制線圈跨接二極管(D4)負(fù)極與二極管(D3) 負(fù)極相連。當(dāng)電源低電時(shí)，電壓低于繼電器動(dòng)作極限K2-l不閉和，輸出 端沒有電壓輸出；反接時(shí)，由于二極管D4的反向偏置作用，繼電器也不 閉和，輸出端被阻斷，從而對用電設(shè)備起到保護(hù)作用。該設(shè)計(jì)輸入端到 輸出端之間的控制是由觸電來實(shí)現(xiàn)的，因此在觸點(diǎn)閉和情況下，是沒有 電壓降的。
工作原理參閱附圖。在電源正負(fù)極接反時(shí)，通過供電器的檢測， 可通過繼電器觸點(diǎn)變換實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)向。正常供電狀態(tài)下繼電器觸電不吸 合，電源通過繼電器Kl常閉點(diǎn)K112、 K122為電源站供電。在電源正負(fù) 極接反時(shí)，供電器內(nèi)繼電器可自動(dòng)調(diào)向，通過繼電器Klll、 K121導(dǎo)向后 為電源站提供正確的供電電壓極性。另外在電源電壓低而且電源極正負(fù) 接反時(shí)，由于電壓過低不能使供電繼電器吸合，供電繼電器輸出為相反 的極性，同樣能夠造成設(shè)備因極性問題造成設(shè)備損壞。本設(shè)計(jì)考慮到了 這個(gè)問題，又設(shè)計(jì)了單觸點(diǎn)繼電器K2，在低電條件下由于繼電器K1不動(dòng) 作致使電源極性反接，保護(hù)單觸點(diǎn)繼電器K2線圈在串聯(lián)二極管D4反向 偏置作用下，常開點(diǎn)K2-1斷開。確保反向電壓不能加在電源站上。該設(shè) 計(jì)自動(dòng)導(dǎo)向和保護(hù)作用都是通過觸點(diǎn)變換而產(chǎn)生的，因此整個(gè)電路輸入 到輸出端沒有電壓降。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型在電源正負(fù)極接反時(shí)，供電器 內(nèi)繼電器可自動(dòng)調(diào)向；在低電壓同時(shí)反向接入情況下提供斷電保護(hù)整 個(gè)電路輸入到輸出端沒有電壓降。保證設(shè)備的正常運(yùn)行，提高作業(yè)效率。 并具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用方便、保護(hù)功能完備等特點(diǎn)。能適用 于采用12V電瓶分散式供電的電器設(shè)備，特別適用于多種地震勘探儀器 如法國塞舍爾公司生產(chǎn)的408UL遙測地震儀器的電源站LAUL、交叉站 LAUX，同吋也可用于SN388電源站PSU6B、交叉站CSU， I/O公司生產(chǎn)的 電源站MCX、電源站MLX，以及今后采用同樣供電方式各類電源站和交乂
站等設(shè)備的供電。

附圖是本實(shí)用新型無反向直流供電器線路連接結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例參閱附圖。以一個(gè)輸入12V的直流電的無反向直流供電器
為例，進(jìn)行說明。在野外生產(chǎn)過程中我們首先把該設(shè)計(jì)應(yīng)用在法國SERCEL 公司生產(chǎn)的408XL儀器電源站上，這種儀器電源站功耗一般不超過8W， 電流小于1A。在繼電器的使用上我們選擇DS2E-S-DC12V型繼電器，觸電 電流為2A。 二極管只用于偏置和保護(hù)，電流沒有技術(shù)要求，所以選擇了 IN4001作為設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)器件。
有接電瓶的輸入端正、負(fù)極和連接用電設(shè)備的帶正、負(fù)極的輸出端， 由雙觸點(diǎn)繼電器(K1、 K2)和4只二極管組成。自動(dòng)導(dǎo)向電路在直流電輸 入端負(fù)極連接到繼電器(Kl )的K1-1常閉點(diǎn)K112和K1-2的常開點(diǎn)以 及繼電器(Kl)線圈一腳；正極連接繼電器(Kl )的K1-1的常開點(diǎn)和 Kl-2的常閉點(diǎn)以及二極管(Dl)的負(fù)極。二極管(D2)跨節(jié)在繼電器(Kl) 兩端負(fù)極。繼電器(Kl)的兩個(gè)公共端K1-1、 K1-2則分別作為自動(dòng)導(dǎo)向 電路輸出端的負(fù)極和正極。
保護(hù)電路是在自動(dòng)導(dǎo)向電路的輸出端串聯(lián)一個(gè)單觸點(diǎn)繼電器(K2)。 繼電器(K2)可以采用雙觸點(diǎn)繼電器，只連接一個(gè)觸點(diǎn)。繼電器(Kl) 的Kl-l作為無反向直流供電器的負(fù)極連接到保護(hù)電路輸出插頭；繼電器 (Kl)的Kl-2作為無反向直流供電器的正極連接到繼電器(K2)的常開 點(diǎn)和二極管(D3)正極。二極管(D3)負(fù)極連接繼電器(K2)繼電器線 圈。繼電器(K2)公共端與線圈另一端連接輸出端正極。繼電器(K2)的 控制線瞎l跨接二極管(M)負(fù)極與二極管(D3)負(fù)極相連。
在實(shí)驗(yàn)中我們首先將輸出插頭連接到電源站上，然后紅色卡子接到
電瓶正極，黑色卡子接在電瓶負(fù)極，電源站正常工作；之后又把紅色卡 子接電瓶負(fù)極、黑色卡子接電瓶正極，電源站工作正常，電源站電源入 口電壓與電瓶電壓完全相等。
本無反向直流供電器己經(jīng)在生產(chǎn)中的試用過，證明了本供電器確實(shí) 能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的性能，而且結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。在生產(chǎn)上不僅保 護(hù)了設(shè)備，減少了施工單位的損失；在很大程度上提高了施工效率。
權(quán)利要求1、一種無反向直流供電器，有接電瓶的輸入端正、負(fù)極和連接用電設(shè)備的帶正、負(fù)極的輸出端，由雙觸點(diǎn)繼電器(K1、K2)和4只二極管組成，其特征在于自動(dòng)導(dǎo)向電路在直流電輸入端負(fù)極連接到繼電器(K1)的K1-1常閉點(diǎn)K112和K1-2的常開點(diǎn)以及繼電器(K1)線圈一腳；正極連接繼電器(K1)的K1-1的常開點(diǎn)和K1-2的常閉點(diǎn)以及二極管(D1)的負(fù)極，二極管(D2)跨節(jié)在繼電器(K1)兩端負(fù)極，繼電器(K1)的兩個(gè)公共端K1-1、K1-2則分別作為自動(dòng)導(dǎo)向電路輸出端的負(fù)極和正極。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的無反向直流供電器，其特征是保護(hù)電 路是在自動(dòng)導(dǎo)向電路的輸出端串聯(lián)一個(gè)單觸點(diǎn)繼電器(K2)，繼電器(K1) 的Kl-l作為無反向直流供電器的負(fù)極連接到保護(hù)電路輸出插頭，繼電器 (Kl)的K1-2作為無反向直流供電器的正極連接到繼電器(K2)的常開 點(diǎn)和二極管(D3)正極，二極管(D3)負(fù)極連接繼電器(K2)繼電器線 圈，繼電器(K2)公共端與線圈另一端連接輸出端正極，繼電器(K2)的 控制線圈跨接二極管(D4)負(fù)極與二極管(D3)負(fù)極相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無反向直流供電器，其特征是所述的繼 電器(K2)可以采用雙觸點(diǎn)繼電器，只連接一個(gè)觸點(diǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無反向直流供電器，其特征是所述 的雙觸點(diǎn)繼電器(K1)型號為DS2E-S-DC12V， 二極管(D1)、 二極管(D2)、 二極管(D3)和二極管(D4)的型號為IN4001。
專利摘要一種地震勘探專用的無反向直流供電器，結(jié)構(gòu)由兩只具有雙觸點(diǎn)的繼電器K1、K2，4只二極管以及相關(guān)電路組成。K1繼電器的兩組觸點(diǎn)分別被命名為K1-1和K1-2，它們的K112、K122分別是K1-1、K1-2兩個(gè)繼電器的常閉點(diǎn)；而K111、K121則是它們的常開點(diǎn)。K2繼電器只使用一組觸點(diǎn)的常開點(diǎn)K2-1。D1、D3為偏置二極管；D2、D4是兩個(gè)繼電器的線圈保護(hù)二極管。效果是本實(shí)用新型在電源正負(fù)極接反時(shí)，供電器內(nèi)繼電器可自動(dòng)調(diào)向；在低電壓同時(shí)反向接入情況下提供斷電保護(hù)；整個(gè)電路輸入到輸出端沒有電壓降。保證設(shè)備的正常運(yùn)行，提高作業(yè)效率。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用方便、工作可靠、安全省力等特點(diǎn)，可用于石油地震野外采集中使用。
文檔編號H02M3/20GK201004604SQ20062015877
公開日2008年1月9日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者張慶斌, 張玉輝, 戚玉文, 楊志民, 汪建明, 葛幫明, 高德輝 申請人:吉林石油集團(tuán)有限責(zé)任公司