一種基于rc和多c級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，尤其是針對(duì)以Low-Tc SQUID(低溫超導(dǎo)）系統(tǒng)作為傳感器的瞬變電磁發(fā)射機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年隨著Low-TcSQUID技術(shù)的逐漸成熟，Low-TcSQUID應(yīng)用于地面瞬變電磁 系統(tǒng)成為新的研究熱點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)地下1000米以下的深部探測(cè)。發(fā)射電流關(guān)斷期間存在電 流尖峰，導(dǎo)致了Low-TcSQUID出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，致使系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。一般瞬變電 磁發(fā)射機(jī)采用的吸收電路不能對(duì)電流尖峰有顯著的抑制效果。設(shè)計(jì)過(guò)程中的難題是設(shè)計(jì)抑 制電流尖峰效果顯著的吸收電路。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬 變電磁發(fā)射機(jī)，解決常規(guī)瞬變電磁發(fā)射機(jī)的不足，造成了Low-TcSQUID出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象。
[0004] 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)， 該發(fā)射機(jī)包括：系統(tǒng)電源、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、H橋路、吸收電路、電流采集電路以及發(fā)射 線圈，系統(tǒng)電源與控制電路、驅(qū)動(dòng)電路以及電流采集電路連接提供電源，控制電路產(chǎn)生所需 的發(fā)射頻率和占空比，經(jīng)過(guò)與其連接的驅(qū)動(dòng)電路控制四個(gè)IGBT組成H橋路的導(dǎo)通和關(guān)斷，H 橋路上通過(guò)連接吸收電路吸收電壓過(guò)沖和電流尖峰，在與所述H橋路連接的發(fā)射線圈中產(chǎn) 生正負(fù)雙極性電流方波，H橋路所需的電能通過(guò)發(fā)射電源提供。
[0005] 進(jìn)一步地，所述吸收電路包括四組RC吸收電路和兩組多C吸收電路，在四個(gè)IGBT組成的H橋路的每個(gè)IGBT組件上均并聯(lián)一組RC吸收電路，兩組多C吸收電路與H橋路并 聯(lián)，所述多C吸收電路為多個(gè)電容并聯(lián)而成。
[0006] 進(jìn)一步地，控制電路由ARM構(gòu)成。
[0007] 進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電路由光耦組成。
[0008] 進(jìn)一步地，電流采集電路為與發(fā)射線圈串聯(lián)的互感器。
[0009] 進(jìn)一步地，設(shè)置與吸收電阻與發(fā)射線圈和互感器并聯(lián)。
[0010] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實(shí)用新型改善RC的吸收電路的不 足，提高對(duì)電流尖峰的吸收效果，解決低溫超導(dǎo)失鎖的問(wèn)題，延長(zhǎng)接收系統(tǒng)的采集時(shí)間，加 深勘探深度，并且減小系統(tǒng)功耗，使體積、重量大幅度減小，改善了傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)的不足，彌補(bǔ) 了針對(duì)Low-TcSQUID系統(tǒng)的空白。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的系統(tǒng)總原理框圖；
[0012] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的發(fā)射部分的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0014] 參見(jiàn)圖1，一種基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括：系 統(tǒng)電源、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、H橋路、吸收電路、電流采集電路以及發(fā)射線圈，系統(tǒng)電源與控 制電路、驅(qū)動(dòng)電路以及電流采集電路連接提供電源，控制電路產(chǎn)生所需的發(fā)射頻率和占空 比，經(jīng)過(guò)與其連接的驅(qū)動(dòng)電路控制四個(gè)IGBT組成H橋路的導(dǎo)通和關(guān)斷，H橋路上通過(guò)連接 吸收電路吸收電壓過(guò)沖和電流尖峰，在與所述H橋路連接的發(fā)射線圈中產(chǎn)生正負(fù)雙極性電 流方波，H橋路所需的電能通過(guò)發(fā)射電源提供。
[0015] 參見(jiàn)圖2,吸收電路包括四組RC吸收電路和兩組多C吸收電路，在四個(gè)IGBT組成 的H橋路的每個(gè)IGBT組件上均并聯(lián)一組RC吸收電路，兩組多C吸收電路與H橋路并聯(lián)，所 述多C吸收電路為多個(gè)電容并聯(lián)而成?？刂齐娐酚葾RM構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電路由光耦組成。電流 采集電路為與發(fā)射線圈串聯(lián)的互感器。設(shè)置與吸收電阻與發(fā)射線圈和互感器并聯(lián)。
[0016] 參見(jiàn)圖2,四個(gè)IGBT分別是第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT以及第四IGBT，兩組 多C吸收電路分為多C吸收電路A和多C吸收電路B。
[0017] 在工作過(guò)程中，控制電路可產(chǎn)生兩路控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT的交替導(dǎo) 通，分別是驅(qū)動(dòng)信號(hào)A和驅(qū)動(dòng)信號(hào)B。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)A為高電平，驅(qū)動(dòng)信號(hào)B為低電平時(shí)，第一 IGBT和第四IGBT導(dǎo)通，即發(fā)射電源、第一IGBT、發(fā)射線圈、互感器、第四IGBT構(gòu)成回路。當(dāng) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)A為低電平，驅(qū)動(dòng)信號(hào)B為高電平時(shí)，第二IGBT和第三IGBT導(dǎo)通，即發(fā)射電源、第 二IGBT、發(fā)射線圈、互感器、第三IGBT構(gòu)成回路，這樣就產(chǎn)生正負(fù)雙極性電流方波。
[0018] 第一IGBT連接的RC吸收電路、第三IGBT連接的RC吸收電路和多C吸收電路A 構(gòu)成RC和多C級(jí)聯(lián)吸收電路，同樣第二IGBT連接的RC吸收電路、第四IGBT連接的RC吸 收電路和多C吸收電路B構(gòu)成RC和多C級(jí)聯(lián)吸收電路。一個(gè)吸收電容最大可吸收的電流 峰值1^為：
[0019]
[0020] 其中C為吸收電容的值，du/dt為電容可吸收的最大電壓變化率，它們的積決定著 可吸收電流的峰值。由于電容工藝的限制，電容的容量和最大電壓變化率為相互制約的值， 大容量的電容吸收電壓的反應(yīng)速度慢，反之亦然。為了得到吸收更高的電流尖峰，采用RC 和多C級(jí)聯(lián)吸收電路，電容C值逐漸增大，可以最大程度上改善發(fā)射電流的波形。同時(shí)改 善了傳統(tǒng)的RC吸收電路因電容C值較大，R值很小，造成的集電極電流過(guò)大損壞IGBT的缺 點(diǎn)。在吸收電阻的作用下，最后得到波形質(zhì)量良好的正負(fù)雙極性電流方波，通過(guò)以互感器為 傳感器的電流采集對(duì)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和采集。
[0021] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，其特征在于，該發(fā)射機(jī)包括： 系統(tǒng)電源、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、H橋路、吸收電路、電流采集電路以及發(fā)射線圈，系統(tǒng)電源與 控制電路、驅(qū)動(dòng)電路以及電流采集電路連接提供電源，控制電路產(chǎn)生所需的發(fā)射頻率和占 空比，經(jīng)過(guò)與其連接的驅(qū)動(dòng)電路控制四個(gè)IGBT組成H橋路的導(dǎo)通和關(guān)斷，H橋路上通過(guò)連 接吸收電路吸收電壓過(guò)沖和電流尖峰，在與所述H橋路連接的發(fā)射線圈中產(chǎn)生正負(fù)雙極性 電流方波，H橋路所需的電能通過(guò)發(fā)射電源提供。2. 按照權(quán)利要求1所述的基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，其特征在 于，所述吸收電路包括四組RC吸收電路和兩組多C吸收電路，在四個(gè)IGBT組成的H橋路的 每個(gè)IGBT組件上均并聯(lián)一組RC吸收電路，兩組多C吸收電路與H橋路并聯(lián)，所述多C吸收 電路為多個(gè)電容并聯(lián)而成。3. 按照權(quán)利要求1所述的基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，其特征在 于，控制電路由ARM構(gòu)成。4. 按照權(quán)利要求1所述的基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，其特征在 于，驅(qū)動(dòng)電路由光耦組成。5. 按照權(quán)利要求1所述的基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，其特征在 于，電流采集電路為與發(fā)射線圈串聯(lián)的互感器。6. 按照權(quán)利要求1所述的基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，其特征在 于，設(shè)置與吸收電阻與發(fā)射線圈和互感器并聯(lián)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型基于RC和多C級(jí)聯(lián)的低溫超導(dǎo)瞬變電磁發(fā)射機(jī)，尤其是針對(duì)以低溫超導(dǎo)系統(tǒng)作為傳感器的瞬變電磁發(fā)射機(jī)。該發(fā)射機(jī)包括：系統(tǒng)電源、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、H橋路、吸收電路、電流采集電路以及發(fā)射線圈，系統(tǒng)電源與控制電路、驅(qū)動(dòng)電路以及電流采集電路連接提供電源，控制電路產(chǎn)生所需的發(fā)射頻率和占空比，經(jīng)過(guò)與其連接的驅(qū)動(dòng)電路控制四個(gè)IGBT組成H橋路的導(dǎo)通和關(guān)斷，H橋路上通過(guò)連接吸收電路吸收電壓過(guò)沖和電流尖峰，在與所述H橋路連接的發(fā)射線圈中產(chǎn)生正負(fù)雙極性電流方波，H橋路所需的電能通過(guò)發(fā)射電源提供。本實(shí)用新型改善RC的吸收電路的不足，提高對(duì)電流尖峰的吸收效果，解決低溫超導(dǎo)失鎖的問(wèn)題，同時(shí)延長(zhǎng)接收系統(tǒng)的采集時(shí)間，加深勘探深度。
【IPC分類(lèi)】G01V3/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204925412
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520705903
【發(fā)明人】嵇艷鞠, 謝立軍, 袁貴揚(yáng), 杜尚宇
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月14日