[实用新型]一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路，尤其是适用于磁性源的多匝线圈发射装置的发射电流控制电路。

背景技术

磁性源电磁法仪器通常采用H桥电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。但电流脉冲上升沿与下降沿的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时间大到无法忍受，现在国内外普遍采用提高供电电压，在电流脉冲上升沿阶段和平顶阶段均利用H桥电路上桥臂开关管进行PWM(脉宽调制)硬开关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。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，由于设备多用于直升飞机上，飞机提供的功率有限，所以减小开关损耗很有必要；而且，由于现有的电路都是采用H桥电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，并且由于电路中存在电容，电流会在电容与电感中形成震荡，所以使得下降沿过冲电流大且关断电流拖尾严重，关断时间长。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路，解决H桥电路上桥臂的开关管进行PWM硬开管技术控制两端电压开关损耗大；H桥电路关断后下降沿电流反向过冲大，震荡拖尾时间长，影响接收机数据采集的问题。

本实用新型是这样实现的，一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路，包括：主电源、BuckZCS-PWM变化器、H桥电路、四个阻断二极管、发射线圈以及馈能恒压钳位电路；

主电源与BuckZCS-PWM变化器(降压式零电流开关脉宽调制)相连接，通过所述BuckZCS-PWM变化器控制发射线圈两端电压以实现控制上升沿与平顶段电流；BuckZCS-PWM变化器与H桥电路相连接以实现控制电流流向进而实现发射电流波形为双极性梯形波；H桥电路与发射线圈相连接，H桥电路的上下桥臂与发射线圈相连接处各接入一个阻断二极管，利用阻断二极管阻止发射线圈的电流流向H桥电路的上下桥臂，阻断消除电流在电路的寄生电容与发射线圈之间发生谐振；发射线圈两端并联接入控制电流下降沿的馈能恒压钳位电路，提高电流下降沿的钳位电压，缩短下降沿时间。

本实用新型进一步地，ZCS-PWM变化器与H桥电路之间并联滤波电路，对电压进行滤波。

本实用新型进一步地，主电源连接主开关管V₁后输出，谐振电感L_r和谐振电容C_r以及辅助开关管V_a串联后在辅助开关管V_a上反并联二极管D_Va，构成BuckZCS-PWM变化器，H桥电路并联在谐振电容C_r以及辅助开关管V_a串联结构上。

本实用新型进一步地，一开关器件V₂、开关器件V₃、开关器件V₄、以及开关器件V₅上分别反并联二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅构成H桥电路，发射线圈通过一端依次串联连接二极管D₁₀、电容C₃与二极管D₁₃后形成放电回路，发射线圈通过另一端依次串联连接二极管D₁₁、电容C₃与二极管D₁₂后形成放电回路，电容C3串联馈能恒压钳位电路后与一电容C₁并联，电容C₁并联在主电源上。

本实用新型进一步地，馈能恒压钳位电路为串联在一起的开关J₁和电阻R₁，开关J₁上反并联二极管D₁。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：