油气集输管线的阴极腐蚀防护技术对于延长金属管线的使用寿命,保证能源的安全输送,减少经济损失,具有重要的经济意义。近年来,电力电子及特种电源技术的发展,有力推动了阴极防腐保护技术及性能的迅速提高。本文通过中国石油大学研究生创新基金项目,设计研发了一种具有无线数据远传功能的阴极防腐保护特种电源装置。通过分析和比较各种直流变换电路特点,选择半桥式DC∕DC变换器作为恒电位仪的主电路,并分别从变压器的理想模型、带励磁电感和漏感的变压器模型等几个方面,逐渐深入地对半桥式DC∕DC变换器进行了分析研究。并根据主电路的需要自行设计了高频变压器和直流滤波电感。控制系统采用高性能单片机87C196MH作为控制核心,并通过分析单片机波形发生器的工作机理,提出了一种基于单片机死区时间调制的PWM控制方法。对单片机控制系统及外围接口、参比电位的隔离反馈、电压电流检测与保护以及驱动电路等环节进行了硬件设计。结合控制系统软件的设计思路,分析了软件各组成部分的设计流程及编程方法。本装置通过与上位机的无线数据通讯功能,可以实现其运行状态和系统参数的网络化监控,以及对石油管线巡检的无线监测,便于进行信息化统一管理。本文研制开发了一种阴极防腐保护装置样机并进行了大量的实验研究。实验和测试结果表明,该装置运行稳定可靠,各工作波形正确,主要技术指标达到了设计的要求。理论分析和实验结果证明设计中提出的控制方案和理论分析与设计方法的正确性和可行性。