本发明专利技术涉及一种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置及控制方法，是由发电机经整流桥、DC/DC和发射桥路与发射线圈连接，快速关断控制器一端经馈能电感和DC/DC与控制及其保护电路连接，快速关断控制器另一端经高压钳位电容和发射桥路与发射及平顶维持控制器连接，快速关断控制器经开关管分别连接馈能电感和压钳位电容构成。与现有技术相比，能够大大提高发射桥路中IGBT关断过程的电感电流下降速度，缩短了关断时间，丰富了发射波形的频率成分，有利于探测浅层信号，提高探测的分辨率，同时降低发射电流上升沿对信号的干扰，并且发射电流大小可调。
【技术实现步骤摘要】
： 本专利技术设及一种地球物理探测中的电磁法探测仪器，尤其适用于各种大电流磁性 源逆变发射装置，准确的说是。
技术介绍
： 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，W有限磁矩 发射线圈为场源向地下供W瞬变磁场，在地下产生一次电磁场，在一电磁场间歇期间观测 感应的二次电磁场参数。由于该法早期信号反映浅部地电特征，晚期信号反映较深部地电 断面，运就可W达到测深的目的。负载由发射线圈组成，则负载可W等效为电阻与电感的串 联电路。发射机电流与探测深度成正比，因此希望发射电流越大越好，但电流过大导致关断 速度慢，现有技术多是电感直接馈能到电源内部，难W满足浅层探测的需要。大电流发射必 然使得关断延时变长，必须合理处理大电流与关断延时的矛盾。由于IGBT具有大电流、高耐 压、低损耗等特点，现在较普遍地采用IGBT器件作为功率控制器件，其硬件关断延时在化S W内；另一方面，在开关关断时，负载电感中的能量释放有一个过程，时间要比IGBT关断时 间长得多。在发射电流为50A，电感量为2mH情况下，采用常规续流回路，电感能量的释放时 间在2ms左右。在电流为30A~50A情况下，关断延时长达数百微秒，例如加拿大EM-37为45化 S，国产ATEM-II系统关断时间为50化S。在较大功率发射情况下，关断延时主要由电感能量 的释放时间决定。目前多采取的方式是关断过程电感电流自由下降，直接馈能到发射电源 内部，由于发射电流的限制，发射电源的电压不能够随意调节，同时电源电压有限。导致此 方法电感电流下降慢，不满足浅层探测的要求。另外一种常用的方法是通过外部电路与电 感搭配实现临界阻尼，使得电感电流快速衰减，此方法虽然能提高电感电流下降速度，但整 个系统效率太低，发热严重，仅仅适用与小功率应用。因此运两种方法都不适用与大功率的 电磁发射电路应用。 现有的电磁发射系统发射电流平顶段多是用e指数代替或是用低压大电流电源供 给，前者电流斜率不为0,会对下降沿产生的信号造成干扰，后者低压大电流电源体积大，效 率低，制作难度大。尤其在野外试验过程中运输维护困难，运两种方法都不适用大电流发射 的情况。
技术实现思路
： 本专利技术的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种能够实现平顶段斜率为0， 下降段电流快速下降的一种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置； 本专利技术的另一目的是提供一种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置的控制 方法。 本专利技术的目的是通过W下技术方案实现的： -种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置，是由发电机经整流桥、DC/DC和发 射桥路与发射线圈连接，快速关断控制器一端经馈能电感和DC/DC与控制及其保护电路连 接，快速关断控制器另一端经高压错位电容和发射桥路与发射及平顶维持控制器连接，快 速关断控制器经开关管分别连接馈能电感和压错位电容构成。[000引发射桥路是由屯个IGBT: Si、S2、S3、S4、S日、Ss、S7，二个续流二极管:Di、02，二个电容 组:Cl、〔2,一个限流电感L2,一个发射线圈b，一个电流传感器M，S个电压比较器Al、A2、As， 两个分压电阻R3、R4组成； Si与S2串联，S3与S4串联，两个串联电路再并联组成发射桥路，Ss与电源和发射桥路 的上桥臂输入串联，Di经S7与Cl串联后再与发射桥路并联，R3、R4先串联再与Cl并联，L2与Ss串 联后与Ss、Di、S7并联，〇2接于电源E负端和L2与Ss之间，M巧慢流过Ss的电流，M输出接于Al的反 相输入端和A2的同相输入端，Al、A2的另外一端分别接Refi和Ref 2, A3的一个输入连接至化、R4 中点，另一个输入接参考电压Ref3 ,Al、A2和A3的输出作为Ui输入，Ui输出作为Ss驱动信号，在 Si与S2的连接处A与S3和S4的连接处的B作为发射电路的输出与发射线圈连接构成。 C2即是直流电源E内部的输出电容，也是与外部并联的储能电容。 -种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置的控制方法，包括W下步骤：[001^ A、负载电流上升沿部分:Si、S4开通，52、53、55、56、57关断，此时电源电压6直接加在 AB两端，电流经过Si、S4、化、Li、Ss的体二极管、与E形成回路，电感b中电流上升；[001引 B、负载电流平顶部分：S巧通，Si、S4高频斩波，S2、S3、Ss、S7关断， C、当Si、S4开通时，电源E、Ss的体二极管、Si、S4、L組成回路，电流上升；[001引 D、当Si、S4关闭时，电源E、Ss、Si和S4的体二极管、Li组成回路，电流下降，整个过程 电流平均值维持恒定。 E、负载电流下降部分：S7开通，Si、S2、S3、S4、S日、Ss、关断，Ri、b通过S2、S3体二极管与 化、S7、错位电容Cl构成回路，使电流快速下降。 F、错位电容Cl稳压过程:Ai、A2检测流过电感L2的电流，A3检测电容&两端电压，当 Cl电压高于预设值，L2电流小于预设值时，S巧通，电感L2电流上升至上限，Ui输出变低，Ss关 闭，电感L2电流下降至下限，Ui输出变高，S巧通，L2电流再次上升，如此反复至电容Cl两端电 压降低至预设值之下，S6关闭。 有益效果:通过提高Cl两端电压，能够大大提高IGBT关断过程的电感^电流下降速 度，缩短了关断时间，丰富了发射波形的频率成分，有利于探测浅层信号，提高探测的分辨 率，解决了发射电流平顶段斜率不为0对接收信号干扰的问题，并且实现的发射电流大小可 调，在大电流发射的情况下，通过电容储能，使得发射电源可W使用高压小电流电源，能够 提高发射电源的效率，减小体积，并且降低了发射电源的制作难度，与现有技术相比，能够 大大提高发射桥路中IGBT关断过程的电感电流下降速度，缩短了关断时间，丰富了发射波 形的频率成分，有利于探测浅层信号，提高探测的分辨率，同时降低发射电流上升沿对信号 的干扰，并且发射电流大小可调。。【附图说明】： 附图1:为一种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置结构框图 附图2:为附图1中发射桥路拓扑图 附图3:为控制时序波形图附图4:为附图1中S6开关状态表【具体实施方式】： 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明： -种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置，是由发电机经A、DC/DC和发射桥 路与发射线圈连接，快速关断控制器一端经馈能电感和DC/DC与控制及其保护电路连接，快 速关断控制器另一端经高压错位电容和发射桥路与发射及平顶维持控制器连接，快速关断 控制器经开关管分别连接馈能电感和压错位电容构成。 发射桥路是由屯个IGBT: Si、S2、S3、S4、S日、Ss、S7，二个续流二极管：Di、〇2，二个电容 组:Cl、〔2,一个限流电感L2,一个发射线圈b，一个电流传感器M，S个电压比较器Al、A2、As， 两个分压电阻R3、R4组成； Si与S2串联，S3与S4串联，两个串联电路再并联组成发射桥路，Ss与电源和发射桥路 的上桥臂输入串联，Di经S7与Cl串联后再与发射桥路并联，R3、R4先串联再与Cl并联，L2与Ss串 联后与Ss、Di、S7并联，〇2接于电源E负端和L2与Ss之间，M巧慢流过Ss的电流，M输出接于Al的反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平顶维持和电流快速下降的电磁发射装置，其特征在于，是由发电机经整流桥、DC/DC和发射桥路与发射线圈连接，快速关断控制器一端经馈能电感和DC/DC与控制及其保护电路连接，快速关断控制器另一端经高压钳位电容和发射桥路与发射及平顶维持控制器连接，快速关断控制器经开关管分别连接馈能电感和压钳位电容构成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于生宝，朱占山，王鲲鹏，王睿家，姜健，陈旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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