CN108732634B - 一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统 - Google Patents

Abstract

一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，包括动态补偿电容充电器，所述动态补偿电容充电器包括蓄电池组单元、控制电路供电单元、DC‑DC升压电路单元、恒流源单元、信号采集单元、隔离单元、控制单元。所述蓄电池组单元连接控制电路供电单元，所述恒流源单元包括大功率MOS管、运算放大器、第一采样电阻、第一DAC模块。储能电容分别连接第一隔离DC‑DC模块电源、第二隔离DC‑DC模块电源、第一采样电阻。所述信号采集单元包括霍尔器件、第二采样电阻、第一调理电路、ADC采样芯片。本发明可以通过供电电压的动态调节和恒流源输出电流动态调节，实现在发射机工作过程中，满足仪器性能需求的同时，实现对电容器存储能量的高效率管理。

Description

一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统

技术领域

本发明涉及一种能量存储管理技术领域，具体是一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，应用于水资源勘探领域。

背景技术

为对地下水中的氢质子进行激发，核磁共振找水仪发射机必须具有瞬时输出大电流、高电压的电磁脉冲的能力，对此，可通过对高耐压值、大容量的电解电容（储能）进行充电，达到预定值之后，再对激发线圈进行放电，以实现瞬时大功率输出。

然而，采用储能电容充放电存在两个缺陷：第一，储能电容放电过程中，电容的输出电压和电流都会随着时间快速衰减，这必将直接影响激发的大功率电磁脉冲信号幅值衰减，影响输出波形的质量。目前，核磁共振找水仪的发射机都存在输出脉冲信号幅值衰减问题，工程上默认衰减幅值不低于85%则认为有效；国外商品仪器和国内仪器均忽略电容衰减的问题，并未对其进行补偿设计，为了实现同等程度的质子极化度，均是利用延长激发时间或增加激发次数以补偿脉冲信号幅度的衰减，这无疑降低了工作效率。第二，核磁共振选用的储能电容必须是高电压等级、大容量的电容，一般在数百伏以上，其储能电容充电过程中区别于超级电容器的充电过程（超级电容容值很大，但是充电电压等级一般较低，在数伏至数十伏之间），目前没有直接适用于能适用于核磁共振找水仪的储能电容的能量管理系统，常用充电系统均多采用锂电池充电器的工作过程，即先恒流充，再恒压充，由于在充电初期储能电容端电压为零时，这种充电原理设计充电器，在电容电压从零上升到目标电压过程中，功率MOS管承受的压降由大到小，充电初期MOS管承受的电压最大，耗散功率也最大，虽然恒流源充电过程中随着储能电容电压逐渐提高，MOS管上的电压也会逐渐减小，使得MOS管耗散功率随之减小，但是整个充电过程会持续一分钟左右，因此就整个充电过程而言，几乎一半的能量消耗在MOS管上，这对使用便携式能源的仪器而言，不利于长时间野外作业。

综上，基于核磁共振找水仪发射机充放电的特殊性能需求，结合充电效率和能量损耗方面的需求，急需一种适用于核磁共振发射机储能电容的高效能量管理系统，该系统要求具有以下特点：①、充电过程中，能够实现对高电压等级的储能电容器高效恒流充电；②、放电过程中，充电器输出电流动态可调，能够实现对储能电容电压动态补偿。③、在工作结束后，能够实现储能电容快速放电。

发明内容

鉴于此，针对目前核磁共振找水仪发射机输出电压电流随时间衰减的问题，和缺少适用于大容量大电压跨度的储能电容充电的能量管理系统的现状。本发明提供一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，可以通过供电电压的动态调节和恒流源输出电流动态调节，实现在发射机工作过程中，满足仪器性能需求的同时，实现对电容器存储能量的高效率管理。

本发明采取的技术方案为：

一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，包括动态补偿电容充电器，所述动态补偿电容充电器包括蓄电池组单元、控制电路供电单元、DC-DC升压电路单元、恒流源单元、信号采集单元、隔离单元、控制单元；

所述蓄电池组单元连接控制电路供电单元，所述控制电路供电单元包括第一隔离DC-DC模块电源、第二隔离DC-DC模块电源，第一隔离DC-DC模块电源用于恒流源单元隔离供电，第二隔离DC-DC模块电源用于控制单元、信号采集单元、隔离单元隔离供电；

所述蓄电池组单元连接DC-DC升压电路单元，所述DC-DC升压电路单元包括可调DC-DC变换器、大功率DC-DC变换器。

所述恒流源单元包括大功率MOS管、运算放大器、第一采样电阻、第一DAC模块；大功率MOS管分别连接可调DC-DC变换器、第一采样电阻，大功率MOS管用于实现大功率的恒流输出；运算放大器分别连接大功率MOS管、第一采样电阻、第一DAC模块。

所述运算放大器用于实现对大功率MOS管的绝缘栅极的控制，通过负反馈实现恒流闭环控制；所述第一采样电阻用于将电流信号转化为电压信号反馈给运算放大器比较，实现恒流的闭环结构控制；所述第一DAC模块用于调节运算放大器的参考电压以实现输出恒流的调控。

所述储能电容分别连接第一隔离DC-DC模块电源、第二隔离DC-DC模块电源、第一采样电阻。

所述信号采集单元包括霍尔器件、第二采样电阻、第一调理电路、ADC采样芯片。所述霍尔器件分别连接储能电容、第一调理电路、第二采样电阻，霍尔器件用于实现对储能电容输出的大电流进行采集，并通过第一调理电路，将信号调理到ADC采样芯片电压范围内进行采集。

所述隔离单元包括电磁隔离芯片、光电隔离芯片，所述电磁隔离芯片分别连接第一DAC模块、控制单元；所述光电隔离芯片分别连接控制单元、隔离开关。

本发明一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，可以实现以下功能:

第一，充电器的恒压源可以实现输出电压连续可调（0～200V），恒流源可以实现输出电流连续可调（1～20A）。

第二，在储能电容充电阶段，充电器可以采用小电流恒流源恒流充电，恒压源输出电压动态调节，可以实现高效充电，效率高达98%。

第三，在储能电容放电过程中，可以实现恒流源输出动态调节，同步补偿储能电容上的输出电流的衰减（衰减范围在0～20A以内），能设定时间内保证发射功率零衰减，提升发射信号质量。

第四，充电器在超过恒流调节范围后，在储能电容输出功率衰减至零界点（最大幅值的85%）之后，充电器能够最大输出功率给电容恒流充电。

本发明一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，可以通过供电电压的动态调节和恒流源输出电流动态调节，实现在发射机工作过程中，满足仪器性能需求的同时，实现对电容器存储能量的高效率管理。

附图说明

图1为本发明系统结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，包括动态补偿电容充电器，所述动态补偿电容充电器包括蓄电池组单元001、控制电路供电单元、DC-DC升压电路单元、恒流源单元、信号采集单元、隔离单元、控制单元。

所述蓄电池组单元001采用大容量蓄电池并联供电，蓄电池组容不小于的9000AH。

所述蓄电池组单元001连接控制电路供电单元，所述控制电路供电单元包括第一隔离DC-DC模块电源008、第二隔离DC-DC模块电源015，第一隔离DC-DC模块电源008用于恒流源单元隔离供电，第二隔离DC-DC模块电源015用于控制单元、信号采集单元、隔离单元隔离供电。

所述第一隔离DC-DC模块电源008采用金升阳URE1D12LD-20WR3型号模块电源，该电源为浮地设计的恒流源电路的元器件隔离供电。所述第二隔离DC-DC模块电源015采用金升阳A1205S-2WR2型号模块电源，为非浮地设计的控制电路、采样电路、隔离电路、调理电路等非浮地设计的电路元器件隔离供电。

所述蓄电池组单元001连接DC-DC升压电路单元，所述DC-DC升压电路单元包括可调DC-DC变换器002、大功率DC-DC变换器009。所述可调DC-DC变换器002采用朝阳公司YX-DC300-J200型号的模块电源，可以实现0～200V的输出电压连续可调；所述大功率DC-DC变换器009采用朝阳公司YX-DCN1000-200型号的模块电源，采用多台并联获取足够的功率。

所述恒流源单元包括大功率MOS管003、运算放大器004、第一采样电阻010、第一DAC模块005；大功率MOS管003分别连接可调DC-DC变换器002、第一采样电阻010，大功率MOS管003用于实现大功率的恒流输出；运算放大器004分别连接大功率MOS管003、第一采样电阻010、第一DAC模块005；所述运算放大器004用于实现对大功率MOS管003的绝缘栅极的控制，通过负反馈实现恒流闭环控制；所述第一采样电阻010用于将电流信号转化为电压信号反馈给运算放大器004比较，实现恒流的闭环结构控制；所述第一DAC模块005用于调节运算放大器004的参考电压以实现输出恒流的调控。

为实现输出大电流的恒流，本发明采用两路并联方式，具体采用PQL40N50型号的场效应管，可以实现数十安的恒流输出。所述第一采样电阻010采用0.01欧5瓦的康铜取样电阻，更大大电流时可并联提高采样电阻功率。所述第一DAC模块005采用12位数模转换芯片。

所述储能电容019分别连接第一隔离DC-DC模块电源008、第二隔离DC-DC模块电源015、第一采样电阻010。所述储能电容019采用的是高耐压值、大容量的电解电容器并联，本发明采用的是18个450V耐压、容值为1mF的电解电容并联，更大输出时可提高并联数量和单个电容容值，本发明所述的动态补偿电容充电器，即为该储能电容019充电。

所述信号采集单元包括霍尔器件016、第二采样电阻020、第一调理电路017、ADC采样芯片 018。ADC采样芯片 018采用12位高精度ADC进行多路采集。所述霍尔器件016分别连接储能电容019、第一调理电路017、第二采样电阻020，霍尔器件016用于实现对储能电容019输出的大电流进行采集，并通过第一调理电路017，将信号调理到ADC采样芯片 018电压范围内进行采集。

所述隔离单元包括电磁隔离芯片006、光电隔离芯片013，所述电磁隔离芯片006分别连接第一DAC模块005、控制单元；所述光电隔离芯片013分别连接控制单元、隔离开关014。

所述隔离单元主要涉及电路中三类隔离设计，第一处是基于浮地设计的恒流源单元，恒流源电路部分采用了浮地设计，最高工作电压将达到200V以上，为实现控制单元对其有效控制，采用电磁隔离芯片006进行隔离控制。第二处是浮地电路中各个芯片的隔离供电，具体涉及运算放大器，DAC的隔离供电，采用隔离DC-DC模块电源对恒流源电路中浮地的芯片进行隔离供电。第三处是隔离开关014设计，电路采用光电隔离芯片013对其进行隔离控制。

所述第一采样电阻010通过同相放大单元011连接运算放大器004，同相放大单元011用于放大第一采样电阻010上的电压信号。

所述第二采样电阻020通过电压跟随器021连接第二调理电路022，第二调理电路022连接ADC采样芯片 018，第二采样电阻020采用大电阻串联分压得到储能电容019上的电压值，通过电压跟随器021和第二调理电路022后，由ADC采样芯片 018采集电压值。

所述控制单元连接ADC采样芯片 018，ADC采样芯片 018分别连接第一调理电路017、第二调理电路022。

所述控制单元012连接第二DAC模块007，第二DAC模块007连接可调DC-DC变换器002。

所述控制单元012采用STM32单片机，STM32单片机实现对DAC输出的得到浮地设计电路部分需要的参考电压，实现对DAC输出得到控制可控DC-DC模块电源的参考电压，并且采用光电隔离芯片实现隔离控制。

各个功能单元的工作步骤如下：

S1，由控制单元的单片机打开控制电路供电单元的开关K4，控制电路开始上电工作。

S2，由控制单元单片机打开开关K1，蓄电池组给升压电路单元开始供电。

S3，采集电路采集电容上的电压，冷机启动时储能电容电压为零，或者工作一段时间后电容电压低于某一阈值时，充电器工作于小电流高效充电工作模式。

S4，在小电流高效充电模式下，打开开关K3，由可调DC-DC变换器供电。

S5，打开开关K6，闭合恒流源充电回路，由单片机控制浮地设计电路部分的DAC输出一个参考电压，输出1A恒流给储能电容充电。

S6， 串联在充电回路的采样电阻,不断将输出电流转化为电压信号反馈运算放大器的负端，实现恒流源的负反馈。

S7，大功率MOS管的绝缘栅极电压不断被DAC反馈控制，始终工作在恒流状态，输出相应大小的恒流为储能电容充电。

S8，充电过程中，电容的正极电压不断升高，由于将恒流源充电电路的地接于电容的正极，所以恒流源单路的地的电位会随储能电容的电位升高而升高，实现恒流源电路的浮地，保证大功率MOS管始终处于恒流工作条件下。

S9，采集电路不断采集电容的端电压，并由单片机计算处理后控制DAC输出0～5V的控制电压，不断调节可调DC-DC模块电源的输出电压，实现0～200V的输出电压，控制输出电压始终高于电容端电压的6V,使得MOS管处于恒流工作状态下，管压降始终略大于门槛电压，实现充电电路的电能消耗，整个充电始终处于高效充电的状态。

S10，当储能电容充电达到200V的端电压时，充电电路关闭开关K3，停止小电流高效充电状态，并打开开关K2，由大功率DC-DC供电。

S11，当储能电容没有对外供电时，电容端电压和大功率DC-DC输出电压相等，充电电路处于空载待机状态。

S12，当储能电容对外供电时，充电电路工作于动态补偿充电状态，电容端电压成指数形式快速衰减，采集电路采集储能电容的端电压值，并传给单片机计算衰减值。

S13，单片机根据储能电容的衰减电压值，计算电容输出电流的衰减值，并控制DAC输出对于的参考电压，调节恒流源电路单元的输出电流，实现对储能电容输出电流衰减的动态补偿。

S14，当储能电容输出电流衰减达到充电电路最大补偿电流时，单片机将控制DAC输出参考电压维持不变，充电电路工作于最大恒流输出状态，恒流源维持输出电流为最大值。

S15，采集电路采集储能电容两端的端电压，当端电压衰减达到85%的临界值时，控制电路关断储能电容输出，停止储能电容对外供电。

S16，当还需要储能电容继续对外供电时，控制单元控制充电电路回到第三步，并按步骤进行。

S17，当不需要储能电电容对外供电时，断开开关K6，停止对储能电容器的充电。

S18，关断开关K2、K3，关闭DC-DC升压电路单元的供电；打开开关K7，由储能电容器为恒流源供电。

S19，采集储能电容的端电压，根据大功率M0S管的最大耗散功率，调节恒流电路单元的参考电压，以最大耗散功率的放掉储能电容的剩余电能。

S20，控制参考电压，使大功率MOS管的恒流源放电电流不低于最大漏极电流，为留足够安全裕量，不大于20A。

S21，采集储能电容器的端电压，当端电压低于6V时，恒流源电路单元不能维持恒流放电。此时，电容端电压已经远低于安全电压，控制单元可以先关断各功率级开关，再关断控制电路供电。

所述小电流恒流充电阶段，包括储能电容019零状态下系统冷启机的阶段，储能电容019低于阈值时小电流恒流充电的阶段；

所述电流动态调节补偿阶段，是指核磁共振找水仪发射时，系统对储能电容019输出功率衰减进行同步补偿，动态调节补偿电流大小，以维持输出功率零衰减的阶段；

所述大电流恒流补偿阶段，是指在核磁共振找水仪发射过程中，补偿充电达到最大值，储能电容019输出电压、电流开始出现衰减，但衰减未达到85%的时，恒流源单元维持20A的恒流补偿电流的阶段；

所述关断输出及快速放电阶段，是指在核磁共振找水仪发射时，储能电容019输出电流衰减至85%的阶段。

所述小电流恒流充电阶段，包括以下步骤：

（1）控制单元输出12位数字信号，经过隔离芯片控制恒流源单元的第一DAC模块005，控制产生一个稳定的参考电压；

（2）经比较器输出控制电压，控制大功率MOS管003绝缘栅极电压；

（3）大功率MOS管003工作于恒流状态，第一采样电阻010上产生一个电压值，经过同相放大单元011放大后接入运算放大器004的负端形成电流反馈环路；

（4）闭环回路控制大功率MOS管003加在第一采样电阻010端的电压始终维持在0.01V，恒流源始终输出1A的恒流给储能电容019充电；

（5）储能电容019充电过程中，储能电压不断上升，采用恒流源浮地设计，以储能电容019端电压为恒流源参考地，恒流电路控制环路在充电过程中将稳定输出恒流；

（6）ADC采样芯片 018采集储能电容019端电压，由控制单元计算后输出12位控制信号，由DAC在0～5V范围内，调节可调DC-DC变换器002的控制电压，在0～200V范围内调节输出电压，以控制给大功率MOS管003供电电压始终大于储能电容019端电压的6V，实现可控电压源的闭环控制。

所述电流动态调节补偿阶段，包括以下步骤：

（1）储能电容019给核磁共振找水仪发射机时，切换至大功率DC-DC变换器009，对恒流源电路恒压供电。

（2）ADC采样芯片 018采集输出电流，由控制单元计算后输出12位控制信号，经隔离芯片控制恒流源单元的第一DAC模块005，输出相应的参考电压值；

（3）比较器参考电压值改变，使得输出控制大功率MOS管003的电压值随之改变；

（4）大功率MOS管003输出相应的恒流给储能电容019补偿性充电，恒流源电路采样电阻将输出电流转化为电压信号反馈到运算放大器004负端，形成恒流源电流闭环控制；

（5）经过输出电流实时采集，再由控制单元不断调节恒流源电路放大器参考电压，形成闭环结构，在0～20A动态调节恒流源输出电流大小，动态补偿性充电，使储能电容019输出功率零衰减；

所述大电流恒流补偿阶段，包括以下步骤：

（1）ADC采样芯片 018采集储能电容019输出的电流，控制单元判断储能电容019输出功率衰减值；

（2）当储能电容019输出功率衰减值等于充电电路最大输出功率时，控制单元输出12位控制信号不变，经隔离芯片控制恒流源电路的第一DAC模块005，输出最大的参考电压值并维持不变；

（3）恒流源电路输出20A并维持不变；

（4）ADC采样芯片 018采集储能电容019的输出电流，控制单元判断输出电流是否衰减至初始值的85%，“否”则重复过程（3）， “是”则进行第（5）步；

（5）关断储能电容019的输出，并关闭储能电容019的充电回路。

所述关断输出及快速放电阶段，包括以下步骤：

（1）采集储能电容019输出电流，当输出电流衰减至初始值的85%时，判断是否发射机是否完成发射次数，“是”则关断储能电容019输出回路，对储能电容019快速放电进行本阶段第（3）步，“否”则未完成发射次数，则进行本阶段第（2）步；

（2）关闭储能电容019输出回路，终止大电流恒流补偿阶段，再依次进行小电流恒流充电阶段、电流动态补偿阶段、大电流恒流补偿阶段、输出关断阶段；

（3）关断控制电路供电单元，断开开关K6，打开开关K7，通过恒流源单元对储能电容019放电，储能电容019剩余电能通过大功率MOS管003发热耗散；

（4）当储能电容019端电压低于6V时，控制单元先关断各功率级开关，再关断控制电路供电。

（5）核磁共振找水仪发射机完全关机。

Claims (6)

1.一种核磁共振找水仪发射机能量管理系统，包括动态补偿电容充电器，其特征在于：所述动态补偿电容充电器包括蓄电池组单元（001）、控制电路供电单元、DC-DC升压电路单元、恒流源单元、信号采集单元、隔离单元、控制单元；

所述蓄电池组单元（001）连接控制电路供电单元，所述控制电路供电单元包括第一隔离DC-DC模块电源（008）、第二隔离DC-DC模块电源（015），第一隔离DC-DC模块电源（008）用于恒流源单元隔离供电，第二隔离DC-DC模块电源（015）用于控制单元、信号采集单元、隔离单元隔离供电；

所述蓄电池组单元（001）连接DC-DC升压电路单元，所述DC-DC升压电路单元包括可调DC-DC变换器（002）、大功率DC-DC变换器（009）；

所述恒流源单元包括大功率MOS管（003）、运算放大器（004）、第一采样电阻（010）、第一DAC模块（005）；

大功率MOS管（003）分别连接可调DC-DC变换器（002）、第一采样电阻（010），大功率MOS管（003）用于实现大功率的恒流输出；

运算放大器（004）分别连接大功率MOS管（003）、第一采样电阻（010）、第一DAC模块（005）；所述运算放大器（004）用于实现对大功率MOS管（003）的绝缘栅极的控制，通过负反馈实现恒流闭环控制；所述第一采样电阻（010）用于将电流信号转化为电压信号反馈给运算放大器（004）比较，实现恒流的闭环结构控制；所述第一DAC模块（005）用于调节运算放大器（004）的参考电压以实现输出恒流的调控；

储能电容（019）分别连接第一隔离DC-DC模块电源（008）、第二隔离DC-DC模块电源（015）、第一采样电阻（010）；

所述信号采集单元包括霍尔器件（016）、第二采样电阻（020）、第一调理电路（017）、ADC采样芯片（018）；

所述霍尔器件（016）分别连接储能电容（019）、第一调理电路（017）、第二采样电阻（020），霍尔器件（016）用于实现对储能电容（019）输出的大电流进行采集，并通过第一调理电路（017），将信号调理到ADC采样芯片（018）电压范围内进行采集；

所述隔离单元包括电磁隔离芯片（006）、光电隔离芯片（013），所述电磁隔离芯片（006）分别连接第一DAC模块（005）、控制单元；所述光电隔离芯片（013）分别连接控制单元、隔离开关（014）；

所述第一采样电阻（010）通过同相放大单元（011）连接运算放大器（004），同相放大单元（011）用于放大第一采样电阻（010）上的电压信号；

所述第二采样电阻（020）通过电压跟随器（021）连接第二调理电路（022），第二调理电路（022）连接ADC采样芯片（018），第二采样电阻（020）采用大电阻串联分压得到储能电容（019）上的电压值，通过电压跟随器（021）和第二调理电路（022）后，由ADC采样芯片 （018）采集电压值；

所述控制单元连接ADC采样芯片（018），ADC采样芯片（018）分别连接第一调理电路（017）、第二调理电路（022）；

所述控制单元连接第二DAC模块（007），第二DAC模块（007）连接可调DC-DC变换器（002）。

2.如权利要求1所述核磁共振找水仪发射机能量管理系统的核磁共振找水仪发射机能量管理方法，其特征在于：包括小电流恒流充电阶段、电流动态调节补偿阶段、大电流恒流补偿阶段、关断输出及快速放电阶段；

所述小电流恒流充电阶段，包括储能电容（019）零状态下系统冷启机的阶段，储能电容（019）低于阈值时小电流恒流充电的阶段；

所述电流动态调节补偿阶段，是指核磁共振找水仪发射时，系统对储能电容（019）输出功率衰减进行同步补偿，动态调节补偿电流大小，以维持输出功率零衰减的阶段；

所述大电流恒流补偿阶段，是指在核磁共振找水仪发射过程中，补偿充电达到最大值，储能电容（019）输出电压、电流开始出现衰减，但衰减未达到85%的时，恒流源单元维持20A的恒流补偿电流的阶段；

所述关断输出及快速放电阶段，是指在核磁共振找水仪发射时，储能电容（019）输出电流衰减至85%的阶段。

3.根据权利要求2所述一种核磁共振找水仪发射机能量管理方法，其特征在于：所述小电流恒流充电阶段，包括以下步骤：

（1）控制单元输出12位数字信号，经过隔离芯片控制恒流源单元的第一DAC模块，控制产生一个稳定的参考电压；

（2）经比较器输出控制电压，控制大功率MOS管绝缘栅极电压；

（3）大功率MOS管工作于恒流状态，第一采样电阻上产生一个电压值，经过同相放大单元放大后接入运算放大器的负端形成电流反馈环路；

（4）闭环回路控制大功率MOS管加在第一采样电阻端的电压始终维持在0.01V，恒流源始终输出1A的恒流给储能电容充电；

（5）储能电容充电过程中，储能电压不断上升，采用恒流源浮地设计，以储能电容端电压为恒流源参考地，恒流电路控制环路在充电过程中将稳定输出恒流；

（6）ADC采样芯片采集储能电容端电压，由控制单元计算后输出12位控制信号，由DAC在0～5V范围内，调节可调DC-DC变换器的控制电压，在0～200V范围内调节输出电压，以控制给大功率MOS管供电电压始终大于储能电容端电压的6V，实现可控电压源的闭环控制。

4.根据权利要求2所述一种核磁共振找水仪发射机能量管理方法，其特征在于：所述电流动态调节补偿阶段，包括以下步骤：

（1）储能电容给核磁共振找水仪发射机时，切换至大功率DC-DC变换器，对恒流源电路恒压供电；

（2）ADC采样芯片采集输出电流，由控制单元计算后输出12位控制信号，经隔离芯片控制恒流源单元的第一DAC模块，输出相应的参考电压值；

（3）比较器参考电压值改变，使得输出控制大功率MOS管的电压值随之改变；

（4）大功率MOS管输出相应的恒流给储能电容补偿性充电，恒流源电路采样电阻将输出电流转化为电压信号反馈到运算放大器负端，形成恒流源电流闭环控制；

（5）经过输出电流实时采集，再由控制单元不断调节恒流源电路放大器参考电压，形成闭环结构，在0～20A动态调节恒流源输出电流大小，动态补偿性充电，使储能电容输出功率零衰减。

5.根据权利要求2所述一种核磁共振找水仪发射机能量管理方法，其特征在于：所述大电流恒流补偿阶段，包括以下步骤：

（1）ADC采样芯片采集储能电容输出的电流，控制单元判断储能电容输出功率衰减值；

（2）当储能电容输出功率衰减值等于充电电路最大输出功率时，控制单元输出12位控制信号不变，经隔离芯片控制恒流源电路的第一DAC模块，输出最大的参考电压值并维持不变；

（3）恒流源电路输出20A并维持不变；

（4）ADC采样芯片采集储能电容的输出电流，控制单元判断输出电流是否衰减至初始值的85%，“否”则重复过程（3）， “是”则进行第（5）步；

（5）关断储能电容的输出，并关闭储能电容的充电回路。

6.根据权利要求2所述一种核磁共振找水仪发射机能量管理方法，其特征在于：所述关断输出及快速放电阶段，包括以下步骤：

（1）采集储能电容输出电流，当输出电流衰减至初始值的85%时，判断发射机是否完成发射次数，“是”则关断储能电容输出回路，对储能电容快速放电进行本阶段第（3）步，“否”则未完成发射次数，则进行本阶段第（2）步；

（2）关闭储能电容输出回路，终止大电流恒流补偿阶段，再依次进行小电流恒流充电阶段、电流动态补偿阶段、大电流恒流补偿阶段、输出关断阶段；

（3）关断控制电路供电单元，断开开关K6，打开开关K7，通过恒流源单元对储能电容放电，储能电容剩余电能通过大功率MOS管发热耗散；

（4）当储能电容端电压低于6V时，控制单元先关断各功率级开关，再关断控制电路供电；

（5）核磁共振找水仪发射机完全关机。