[发明专利]基于二级钳位的瞬变电磁仪快速关断电路

说明书

本发明公开了基于二级钳位的瞬变电磁仪快速关断电路，包括全桥逆变电路，全桥逆变电路的发射线圈两端并联有一级钳位电路，全桥逆变电路的逆变桥臂上下两端连接有二级钳位电路。本发明具有两级钳位吸收电路，第一级负责快速吸收尖峰电压，第二级负责吸收剩余的电流，该电路与其他电路相比，可以实现更快的关断速度，更小的拖尾电流，对于推动瞬变电磁仪的浅层应用有着很大的作用。

技术领域

本发明属于瞬变电磁仪发射机电路技术领域，具体涉及基于二级钳位的瞬变电磁仪快速关断电路。

背景技术

瞬变电磁仪发射机作为瞬变电磁仪的重要组成部分，发射机的性能直接决定探测效果。发射机通过向地下发射磁场，产生一次磁场激励，然后通过接收线圈接收地质体自感产生的二次场，来判断地下物体。关断时间作为衡量发射机性能的重要参数，其值越小，探测深度就越浅，探测精度就越高。如果要实现浅层探测，就必须要实现较短的关断延迟，此外受到作业空间的限制，要实现小尺寸线圈发射，同时要保证较大的发射磁矩。

瞬变电磁仪在发射时，线圈流过稳定的电流，电流关断时线圈储存的能量需要通过其他路径释放，不同的释放路径就会有不同的关断速度。关断电路作为发射机的核心组成部分，不同的拓扑结构就会有不同的关断时间，使用快速关断电路就可以实现更小的关断时间。

发明内容

本发明的目的是提供基于二级钳位的瞬变电磁仪快速关断电路，能够达到更快的关断速度，更线性的关断曲线。

本发明所采用的技术方案是，基于二级钳位的瞬变电磁仪快速关断电路，包括全桥逆变电路，全桥逆变电路的发射线圈两端并联有一级钳位电路，全桥逆变电路的逆变桥臂上下两端连接有二级钳位电路。

本发明的特点还在于：

全桥逆变电路包括第一电源U1，第一电源U1的正极连接有第一二极管D1，第一二极管D1的负极连接有第一开关管Q1，第一开关管Q1串联有第二开关管Q2，第二开关管Q2的下端与第一电源U1的负极连接；

还包括串联连接的第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三开关管Q3的上端与第一二极管D1的负极连接，第四开关管Q4的下端与第一电源U1的负极连接，第一开关管Q1与第二开关管Q2的连接点和第三开关管Q3与第四开关管Q4的连接点之间连接有发射线圈。

发射线圈包括串联连接的电感L1和第一电阻R1，电感L1左侧和第一电阻R1的右侧之间连接有第二电阻R2，一级钳位电路连接于电感L1左侧和第一电阻R1的右侧之间。

一级钳位电路包括第五二极管D5、第四电阻R4和第二电容C2，第五二极管D5的负极、第四电阻R4的右侧、第二电容C2的正极与第一电阻R1的右侧连接，第五二极管D5的正极连接有第三电源U3，第三电源U3的负极连接有第四二极管D4，第四电阻R4的左侧、第二电容C2的负极与第四二极管D4的正极连接，第四二极管D4的负极与电感L1的左侧连接；

还包括第四电源U4、第五电阻R5和第三电容C3，第四电源U4负极、第五电阻R5的右侧、第三电容C3的负极与第一电阻R1的右侧连接，第四电源U4的正极连接有第七二极管D7；

还包括第六二极管D6，第四电源U4的负极、第五电阻R5的左侧、第三电容C3的正极与第六二极管D6的负极相连，第六二极管D6的正极与电感L1的左侧连接。

二级钳位电路包括恢复二极管D2，恢复二极管D2与第三开关管Q3的上端连接；

还包括第三电阻R3、吸收电容C1和第三二极管D3，第三电阻R3上端、吸收电容C1正极、第三二极管D3负极与快恢复二极管D2负极连接，第三二极管D3正极连接有钳位电源U2，第三电阻R3下端、吸收电容C1负极、钳位电源U2负极与第四开关管Q4下端连接。

发射线圈的关断时间主要由钳位电压决定，根据公式(1)：