[发明专利]磁性源电磁法发射电流分段控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁法探测仪器发射电流波形控制电路，尤其是适用于磁性 源的多匝线圈发射装置的分段控制电路。

背景技术

磁性源电磁法仪器通常采用H桥路作为发射装置的功率变换主回路，负载 为感性，为减小负载电阻的功率损耗通常采用大电感、小电阻的线圈负载，尤其 在航空电磁法、井下电磁法等特殊场合对线圈的尺寸有所限制，实际上大多采用 多匝小线圈。因此，对于磁性源电磁法发射机的功率变换电路提出了特殊的要求。

由于负载线圈电阻比较小，因此，在输出电流脉冲平顶阶段保持电流稳定在 某一固定值时，需要的供电电压较小。但供电电流脉冲上升沿与下降沿的延时时 间受供电电压影响特别大，供电电压过小会使上升沿与下降沿大到无法忍受，现 在国内外普遍采用提高供电电压，在电流脉冲平顶阶段用PWM控制技术和负载 线圈的电流记忆效应，实现输出电流的可控，如加拿大的航空电磁探测系统 VTEM系列等磁性源电磁探测系统。但是这种控制技术增加了功率变换电路产生 电磁干扰的强度，并且增大了桥路开关器件的开关损耗；接收信号中带有PWM 控制信号的基频及谐波干扰，这对于压制噪声、提高信噪比，实现on-time采样 都有不利影响；而且，由于现有的电路都是采用桥路开关器件并联反向二极管作 为续流通路，其下降沿控制电源与供电电源为同一个电源，电压太小，使得关断 电流拖尾严重，关断时间长。

磁性源电磁法发射电流包括正向输出和负向输出两个极性，常规电路存在固 有的缺陷，输出电流上升及下降沿太缓，无法实现所需频率大电流发射；电流关 断后反向过冲大，影响接收机数据采集。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种磁性源电磁法发射电 流分段控制电路。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

磁性源电磁法发射电流分段控制电路采用四段分段精确控制输出电流，是由 主电源E₁通过H桥式逆变主电路连接负载线圈并联反向过冲吸收电路，主电源 E₁正端通过辅助电源E₂后，与上升沿控制电路和下降沿控制电路分别并联到H 桥式逆变主电路构成。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：

H桥式逆变电路是由开关器件V₁、V₂、V₃、V₄及线圈L_R组成，其他部分分 别连接到H桥式逆变电路上。上升沿控制电路由两部分组成，电容C₃直接并联 到桥式逆变电路的电源与地两端；主电源E₁与滤波电容C₁并联后再与辅助电源 E₂、限流电阻R₁、开关K₁串联后并联到桥式逆变电路的电源与地两端，由于负 载线圈固定，输出电流上升的速率与时间长短由C₃的大小和充得的电压决定， 由开关K₁和电阻R₁精确控制电容上的电压就可以精确控制电流上升沿。下降沿 控制电路分为两个部分，分别控制正向、反向脉冲的下降沿，二极管D₁、辅助 电源E₂、主电源E₁、二极管D₄串联后，并联到负载线圈L_R两端，为负向电流 脉冲下降沿控制电路；二极管D₃、辅助电源E₂、主电源E₁、二极管D₂串联后， 并联到负载线圈L_R两端，为正向电流脉冲下降沿控制电路，主电源E₁和辅助电 源E₂的电压大小决定下降沿的长短。电流反向过冲控制电路由阻尼电阻R与控 制开关K₂串联组成，再并联到负载线圈L_R两端，电流反向过冲大小由开关K₂的闭合时刻精确控制。输出平顶电流电路由主电源E₁并联滤波电容C₁再串联二 极管D₅后，并联到桥式逆变电路的电源与地两端，电流平顶阶段电流值由主电 源E₁决定，宽度由外同步脉冲精确控制。