석유 시추, 지질 탐사, 지열 개발 등 고온 및 고압의 굴착 작업 시나리오에서 전자 기기에 안정적인 전원 공급 장치를 공급하는 것은 오랫동안 기술 및 엔지니어링 과제였습니다. 시추 중 측정(MWD)/시추 중 로깅(LWD) 시스템은 온도가 종종 150도를 초과하고 심지어 200도에 도달하는 수천 미터 깊이의 혹독한 굴착 조건에서 지속적으로 작동해야 합니다. 이는 전원 공급 장치 모듈의 온도 저항, 진동 저항 및 장기-안정성에 대한 매우 엄격한 요구 사항을 부과합니다.
기존 상용 전원 공급 장치 모듈은 일반적으로 -40도에서 +85도 사이의 환경에 맞게 설계되어 고온의 다운홀 설정에서 안정적으로 작동할 수 없습니다-. 따라서 고온 환경을 위해 특별히 설계된 고신뢰성 AC-DC 전원 공급 장치는 다운홀 장비의 핵심 구성 요소가 되었으며, 그 성능은 전체 측정 시스템의 데이터 수집, 전송 및 장비 제어에 직접적인 영향을 미칩니다.
이러한 수요를 해결하기 위해 업계에서는 고온 환경에 맞는 고효율 스위칭 전원 공급 장치 기술을 점진적으로 개발해 왔습니다.- 이러한 전원 공급 장치는 일반적으로 제한된 공간 내에서 높은 전력 밀도와 낮은 열 저항 방열을 달성하기 위해 고온-내열성 전자 부품, 향상된 열 설계 및 소형 구조를 채택합니다. 예를 들어, 200도 이상의 온도에서 장기간 작동을 지원하는 전원 공급 장치 모듈은 재료 선택, 회로 레이아웃 및 패키징 프로세스에서 포괄적인 최적화가 필요합니다. 또한 3상 AC 입력과 호환되어야 하며 다운홀 발전기의 회전 속도 변화로 인한 전원 공급 변동에 대처할 수 있는 넓은 전압 및 주파수 범위를 가져야 합니다.
Qingdao ZITN Microelectronics에서 출시한 LMPA300-90S48 300W 고온-AC-DC 스위칭 전원 공급 장치 모듈을 예로 들어 보겠습니다. 이 제품은 -45도에서 +200도의 온도 범위 내에서 작동하도록 명확하게 평가되었으며 단기-온도 허용 범위는 최대 220도이며 20g의 내진동성을 갖추고 있어 강한 진동과 고온 다운홀이라는 이중 가혹한 조건에 잘 적응합니다. 3상 AC 입력을 채택하여 50~130Vac의 넓은 전압 범위와 50~300Hz의 넓은 주파수 범위를 지원하고 안정적인 48V/6.3A DC 출력을 제공합니다. 시스템 효율은 최대 92%에 달할 수 있어 출력 품질을 보장하면서 자체 발열을 줄입니다. 이 모듈은 시스템 통합 및 유지 관리를 용이하게 하는 명확한 구조로 정류, 제어, 전압 안정화 및 인덕턴스 기능을 통합하는 분할 설계를 채택합니다.
안전 보호 측면에서 이 모듈은 출력 단락,{0}}과부하 및 과전압 보호 기능을 통합합니다. 또한 발전기 속도와 동기화된 구형파 신호 출력 기능을 갖추고 있어 전원 공급 상태를 시스템에서 편리하게 모니터링할 수 있습니다. 전도 열 방출을 채택하여 장착 슬롯과 열 그리스를 통해 계기 프레임과의 양호한 열 접촉을 보장하고 고온 환경에서 열 방출 신뢰성을 더욱 향상시킵니다.-
업계 관점에서 볼 때 이러한{0}}온도 전원 공급 장치 모듈은 단순한 단일 기능 구성 요소가 아니라{1}} 다운홀 장비의 연중무휴 안정적인 작동을 보장하는 '전력의 심장'입니다. 그들의 기술 발전은 석유 및 가스 탐사, 지열 모니터링과 같은 분야에서 점점 더 복잡해지는 다운홀 작업 요구 사항을 충족하기 위해 항상 더 높은 온도 내성, 더 높은 전력 밀도, 더 강력한 환경 적응성 및 더 긴 서비스 수명에 중점을 두었습니다.
요약하자면, 고온-다운홀 MWD 시스템의 경우 고온-내열성-, 고{3}}신뢰성 및 고{4}}효율성 AC-DC 전원 공급 장치 모듈은 기기의 장기적으로 안정적인 작동을-기본적으로 보장합니다. 에너지 탐사가 더 깊고 뜨거운 지층으로 발전함에 따라 넓은 온도 범위 작동 기능과 강력한 환경 적응성을 갖춘 전원 공급 장치 기술은 더 높은 지능과 신뢰성을 향한 하향공 장비 개발을 계속해서 주도할 것입니다.
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