CN204925412U - 一种基于rc和多c级联的低温超导瞬变电磁发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，尤其是针对以低温超导系统作为传感器的瞬变电磁发射机。该发射机包括：系统电源、控制电路、驱动电路、H桥路、吸收电路、电流采集电路以及发射线圈，系统电源与控制电路、驱动电路以及电流采集电路连接提供电源，控制电路产生所需的发射频率和占空比，经过与其连接的驱动电路控制四个IGBT组成H桥路的导通和关断，H桥路上通过连接吸收电路吸收电压过冲和电流尖峰，在与所述H桥路连接的发射线圈中产生正负双极性电流方波，H桥路所需的电能通过发射电源提供。本实用新型改善RC的吸收电路的不足，提高对电流尖峰的吸收效果，解决低温超导失锁的问题，同时延长接收系统的采集时间，加深勘探深度。

Description

一种基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机

技术领域

本实用新型基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，尤其是针对以Low-TcSQUID(低温超导)系统作为传感器的瞬变电磁发射机。

背景技术

近几年随着Low-TcSQUID技术的逐渐成熟，Low-TcSQUID应用于地面瞬变电磁系统成为新的研究热点，可以实现地下1000米以下的深部探测。发射电流关断期间存在电流尖峰，导致了Low-TcSQUID出现失锁现象，致使系统无法长时间稳定工作。一般瞬变电磁发射机采用的吸收电路不能对电流尖峰有显著的抑制效果。设计过程中的难题是设计抑制电流尖峰效果显著的吸收电路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，解决常规瞬变电磁发射机的不足，造成了Low-TcSQUID出现失锁现象。

本实用新型是这样实现的，一种基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，该发射机包括：系统电源、控制电路、驱动电路、H桥路、吸收电路、电流采集电路以及发射线圈，系统电源与控制电路、驱动电路以及电流采集电路连接提供电源，控制电路产生所需的发射频率和占空比，经过与其连接的驱动电路控制四个IGBT组成H桥路的导通和关断，H桥路上通过连接吸收电路吸收电压过冲和电流尖峰，在与所述H桥路连接的发射线圈中产生正负双极性电流方波，H桥路所需的电能通过发射电源提供。

进一步地，所述吸收电路包括四组RC吸收电路和两组多C吸收电路，在四个IGBT组成的H桥路的每个IGBT组件上均并联一组RC吸收电路，两组多C吸收电路与H桥路并联，所述多C吸收电路为多个电容并联而成。

进一步地，控制电路由ARM构成。

进一步地，驱动电路由光耦组成。

进一步地，电流采集电路为与发射线圈串联的互感器。

进一步地，设置与吸收电阻与发射线圈和互感器并联。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型改善RC的吸收电路的不足，提高对电流尖峰的吸收效果，解决低温超导失锁的问题，延长接收系统的采集时间，加深勘探深度，并且减小系统功耗，使体积、重量大幅度减小，改善了传统发射机的不足，弥补了针对Low-TcSQUID系统的空白。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的系统总原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的发射部分的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，一种基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，该发射机包括：系统电源、控制电路、驱动电路、H桥路、吸收电路、电流采集电路以及发射线圈，系统电源与控制电路、驱动电路以及电流采集电路连接提供电源，控制电路产生所需的发射频率和占空比，经过与其连接的驱动电路控制四个IGBT组成H桥路的导通和关断，H桥路上通过连接吸收电路吸收电压过冲和电流尖峰，在与所述H桥路连接的发射线圈中产生正负双极性电流方波，H桥路所需的电能通过发射电源提供。

参见图2，吸收电路包括四组RC吸收电路和两组多C吸收电路，在四个IGBT组成的H桥路的每个IGBT组件上均并联一组RC吸收电路，两组多C吸收电路与H桥路并联，所述多C吸收电路为多个电容并联而成。控制电路由ARM构成。驱动电路由光耦组成。电流采集电路为与发射线圈串联的互感器。设置与吸收电阻与发射线圈和互感器并联。

参见图2，四个IGBT分别是第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT以及第四IGBT，两组多C吸收电路分为多C吸收电路A和多C吸收电路B。

在工作过程中，控制电路可产生两路控制信号，经过驱动电路控制IGBT的交替导通，分别是驱动信号A和驱动信号B。当驱动信号A为高电平，驱动信号B为低电平时，第一IGBT和第四IGBT导通，即发射电源、第一IGBT、发射线圈、互感器、第四IGBT构成回路。当驱动信号A为低电平，驱动信号B为高电平时，第二IGBT和第三IGBT导通，即发射电源、第二IGBT、发射线圈、互感器、第三IGBT构成回路，这样就产生正负双极性电流方波。

第一IGBT连接的RC吸收电路、第三IGBT连接的RC吸收电路和多C吸收电路A构成RC和多C级联吸收电路，同样第二IGBT连接的RC吸收电路、第四IGBT连接的RC吸收电路和多C吸收电路B构成RC和多C级联吸收电路。一个吸收电容最大可吸收的电流峰值I_peak为：

$I_{peak}=C\frac{du}{dt}$

其中C为吸收电容的值，du/dt为电容可吸收的最大电压变化率，它们的积决定着可吸收电流的峰值。由于电容工艺的限制，电容的容量和最大电压变化率为相互制约的值，大容量的电容吸收电压的反应速度慢，反之亦然。为了得到吸收更高的电流尖峰，采用RC和多C级联吸收电路，电容C值逐渐增大，可以最大程度上改善发射电流的波形。同时改善了传统的RC吸收电路因电容C值较大，R值很小，造成的集电极电流过大损坏IGBT的缺点。在吸收电阻的作用下，最后得到波形质量良好的正负双极性电流方波，通过以互感器为传感器的电流采集对电流进行实时的测量和采集。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，其特征在于，该发射机包括：系统电源、控制电路、驱动电路、H桥路、吸收电路、电流采集电路以及发射线圈，系统电源与控制电路、驱动电路以及电流采集电路连接提供电源，控制电路产生所需的发射频率和占空比，经过与其连接的驱动电路控制四个IGBT组成H桥路的导通和关断，H桥路上通过连接吸收电路吸收电压过冲和电流尖峰，在与所述H桥路连接的发射线圈中产生正负双极性电流方波，H桥路所需的电能通过发射电源提供。

2.按照权利要求1所述的基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，其特征在于，所述吸收电路包括四组RC吸收电路和两组多C吸收电路，在四个IGBT组成的H桥路的每个IGBT组件上均并联一组RC吸收电路，两组多C吸收电路与H桥路并联，所述多C吸收电路为多个电容并联而成。

3.按照权利要求1所述的基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，其特征在于，控制电路由ARM构成。

4.按照权利要求1所述的基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，其特征在于，驱动电路由光耦组成。

5.按照权利要求1所述的基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，其特征在于，电流采集电路为与发射线圈串联的互感器。

6.按照权利要求1所述的基于RC和多C级联的低温超导瞬变电磁发射机，其特征在于，设置与吸收电阻与发射线圈和互感器并联。