CN100478706C - 一种电法勘探信号发送机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电法勘探信号发送机，其采用IPM(智能功率模块)作为功率转换器件，搭配微控制器进行智能控制；在驱动隔离电路控制信号输入端设置一个死区时间调整电路，该电路由多路模拟开关、电阻、电容及或门、非门构成；IPM表面设热敏电阻，降温系统与IPM表面的热敏电阻相连，IPM表面的热敏电阻再与微控制器相连，利用微控制器对降温风扇的启动关停进行智能控制。本发明简化了外围控制和保护电路，提高了集成度和系统的可靠性，并可以适应不同的供电环境；整机体积小，携带方便；故障识别更轻松，故障排除过程更简单；整机功耗更低。

Description

一种电法勘探信号发送机
技术领域
本发明涉及一种电法勘探信号发送机，尤其是涉及一种地质勘探用的电法勘探信号发送机。
背景技术
现有的电法勘探信号发送机，一般采用可控硅或者IGBT作为逆变器，它们存在以下缺陷：一是集成度不高，需要外加控制和保护电路，导致整机系统体积庞大；二是没有过热保护；三是保护速度不及时；四是故障排除困难；五是死区时间大小不可调；六是大功率电法勘探信号发送机一般发热量比较大，因此增设降温风扇，风扇所需的电流大多为100mA～200mA，功耗较大，而降温风扇不可调，导致整机功耗过大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体积小，可靠性好，保护功能完善，保护速度快的电法勘探信号发送机。
本发明进一步的目的在于提供一种死区时间大小可以调节的电法勘探信号发送机。
本发明更进一步的目的在于提供一种还具有自动降温功能的电法勘探信号发送机。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：其包括设有向大地供电引脚的逆变器，所述逆变器与驱动隔离电路、高压电源及降温系统连接，温度测量电路、供电电压测量电路、供电电流测量电路和电池电压测量电路与多路选择开关、A/D转换电路与微控制器顺次连接，人机交互界面显示器及键盘与所述微控制器双向连接，其特征在于，所述逆变器为基于IPM(智能功率模块)且含有缓冲电路的逆变器，并与所述微控制器相连。本发明采用IPM作为功率转换器件，利用IPM多样、智能、快捷的自我保护功能，搭配微控制器(即单片机)进行智能控制，可靠性、安全性、集成度大幅提高。
本发明进一步的目的是通过以下技术方案实现的：在驱动隔离电路控制信号输入端设置一个死区时间调整电路。该电路由多路模拟开关和电阻、电容及或门、非门构成，所述多路模拟开关的输入端通过电阻与控制信号输入线连接，输出端通过电阻连接到非门的输出端，非门的输入端亦与控制信号输入线连接，所述多路模拟开关的INH脚、VEE脚连接后共同连接到输出地，A脚、B脚分别与微控制器(单片机)连接，X脚通过电容接到输出地，同时，X脚与控制信号输入线分别连接或门的两个输入端，Y脚通过电容接到输出地，同时，Y脚与非门的输出端分别连接到另一或门的两个输入端。通过死区时间调整电路实现死区时间可控的目的，便于适应不同的供电环境。
本发明更进一步的目的是通过以下技术方案实现的：IPM表面设热敏电阻，降温系统与IPM表面的热敏电阻相连，IPM表面的热敏电阻所在的温度测量电路再与微控制器相连，利用微控制器对降温风扇的启动关停进行智能控制：当IPM表面的热敏电阻温度采样值超过预设值(比如70℃)，降温风扇启动工作；当温度降到一定阀值(比如40℃)，降温风扇停转，从而有效节约能源。
本发明通过IPM和死区时间调整电路，简化了外围控制和保护电路，提高了集成度和系统的可靠性，并可以适应不同的供电环境；整机体积小，携带方便；故障识别更轻松，故障排除过程更简单；降温系统采用微控制器进行智能控制，整机功耗更低。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构框图；
图2是图1所示实施例的多档死区时间调整电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
参照图1，基于IPM(其表面设有热敏电阻)并设有接地引脚11、12的逆变器6内含保护电路，并与微控制器4、降温系统3及高压电源10连接，IPM温度测量系统、供电电压测量系统、供电电流测量系统和电池电压测量系统7与多路选择开关8、A/D转换电路9与微控制器4顺次连接，人机交互界面显示器及键盘1与微控制器4双向连接，微控制器4还与死区时间调整电路2连接，死区时间调整电路2与驱动隔离电路5连接，驱动隔离电路5与基于IPM的逆变器6连接。
参照图2，死区时间调整电路2包括多路模拟开关4052，4052的四个输入端X0、X1、X2、X3分别通过四个电阻RB1、RB2、RB3、RB4与控制信号输入线100连接，四个输出端Y0、Y1、Y2、Y3分别通过四个电阻RB5、RB6、RB7、RB8连接到非门NOT的输出端，非门NOT的输入端与控制信号输入线100连接，4052的INH脚、VEE脚连接后共同连接到输出地，4052的A脚、B脚分别连接微控制器4的P1.1、P1.0口，4052的X脚通过电容C08接到输出地，同时，X脚与控制信号输入线分别连接或门OR1的两个输入端，4052的Y脚通过电容C07接到输出地，同时，Y脚与非门NOT的输出端分别连接到或门OR2的两个输入端。通过死区时间调整电路2实现死区时间可控的目的，便于适应不同的供电环境。
本系统的工作过程：系统开机就自动检测，包括显示屏的初始化和IPM模块的检测，自检成功后显示成功信号，此时可以供电。向大地供电时，系统将高压电源10提供的直流电源通过逆变器6转换成与控制信号一致的交流信号，然后将转换后的信号通过接地引脚11、12供入大地。供电同时，微控制器4要检测四个系统参数，包括供电电流、供电电压、电池电压以及IPM温度，然后将它们显示在显示器1的显示屏上；当供电电压、电流过大时，系统报警，同时切断控制信号通路及供电主回路的继电器，以保护系统；当电池电压过低时，系统报警，一段时间后，如果系统正在供电，微控制器4会切断信号通路和供电回路。供电之前要根据供电环境来确定死区时间的大小，比如在最恶劣的条件下就要选择最大的死区时间；控制信号经过死区时间调整电路2，实现死区时间调整，再经过驱动隔离电路5，实现隔离和控制电源电平转换后直接控制基于IPM的逆变器6开关器件的通断，从而将高压直流电源转换成所需的可控高压交流信号，通过引脚11、12向大地供电；A/D转换电路9用来对供电电流、供电电压、电池电压、IPM温度采样，人机交互界面显示器及键盘1可显示各种系统数据，实现人机对话，监控系统；而一旦出现各种突发情况，如过压、过流、电源控制电压欠压、短路、过热等，IPM都可以迅速向微控制器4发出报警信号Fo，同时切断控制信号，使IPM模块工作在关断状态，避免情况进恶化。在排除故障后，IPM模块即可恢复工作。由于外接电路简单，排除故障工作并不繁杂，可提高工作效率。
为了节能，降温系统由微控制器4控制，当IPM表面的热敏电阻采样温度值超过预设值(比如70℃)，降温风扇工作；当温度降到一定阀值(比如40℃)，降温风扇停转。
必须指出，上述实施例只是本发明具体实施方式之一，不能据此限定本发明的保护范围，其它等同方式或采用不同器件、参数仍属本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种电法勘探信号发送机，包括设有向大地供电引脚的逆变器，所述逆变器与驱动隔离电路、高压电源及降温系统连接，温度测量电路、供电电压测量电路、供电电流测量电路和电池电压测量电路与多路选择开关、A/D转换电路与微控制器顺次连接，人机交互界面显示器及键盘与所述微控制器双向连接，其特征在于，所述逆变器为基于智能功率模块且含有缓冲电路的逆变器，并与所述微控制器相连；
系统开机就自动检测，包括显示屏的初始化和智能功率模块的检测，自检成功后显示成功信号，此时供电，向大地供电时，系统将高压电源提供的直流电源通过逆变器转换成交流信号，然后将转换后的信号通过智能功率模块的接地引脚供入大地；供电同时，微控制器检测四个系统参数，包括供电电流、供电电压、电池电压以及智能功率模块温度，然后将它们显示在显示器的显示屏上；当供电电压、电流过大时，系统报警，同时切断控制信号通路及供电主回路的继电器，以保护系统；当电池电压过低时，系统报警，一段时间后，如果系统正在供电，微控制器会切断信号通路和供电回路；A/D转换电路用来对供电电流、供电电压、电池电压、智能功率模块温度采样，人机交互界面显示器及键盘显示各种系统数据，实现人机对话，监控系统；而一旦出现各种突发情况，如过压、过流、电源控制电压欠压、短路、过热，智能功率模块迅速向微控制器发出报警信号，同时切断控制信号，使智能功率模块处在关断状态，在排除故障后，智能功率模块恢复工作。
2、根据权利要求1所述的电法勘探信号发送机，其特征在于，在所述驱动隔离电路控制信号输入端设置死区时间调整电路，所述死区时间调整电路由多路模拟开关和电阻、电容及或门、非门构成，所述多路模拟开关的输入端通过电阻与控制信号输入线连接，输出端通过电阻连接到非门的输出端，非门的输入端亦与控制信号输入线连接，所述多路模拟开关的INH脚、VEE脚连接后共同连接到输出地，A脚、B脚分别与所述微控制器连接，X脚通过电容接到输出地，同时，X脚与控制信号输入线分别连接或门的两个输入端，Y脚通过电容接到输出地，同时，Y脚与非门的输出端分别连接到另一或门的两个输入端；
供电之前根据供电环境来确定死区时间的大小，在最恶劣的条件下选择最大的死区时间；控制信号经过死区时间调整电路，实现死区时间调整，再经过驱动隔离电路，实现隔离和控制电源电平转换后直接控制基于智能功率模块的的逆变器开关器件的通断，从而将高压直流电源转换成所需的可控高压交流信号。
3、根据权利要求1或2所述的电法勘探信号发送机，其特征在于，所述智能功率模块表面设有热敏电阻，所述热敏电阻所在的温度测量电路与微控制器相连；
降温系统由微控制器控制：当所述智能功率模块表面的热敏电阻采样温度值超过预设值，降温风扇工作；当温度降到阀值，降温风扇停转。
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