一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，尤其是適用于磁性源的多匝線圈發(fā)射裝置的發(fā)射電流控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性源電磁法儀器通常采用H橋電路作為發(fā)射裝置的功率變換主回路，負(fù)載為感性，為減小負(fù)載電阻的功率損耗通常采用大電感、小電阻的線圈負(fù)載，尤其在航空電磁法、井下電磁法等特殊場合對線圈的尺寸有所限制，實(shí)際上大多采用多匝小線圈。因此，對于磁性源電磁法發(fā)射機(jī)的功率變換電路提出了特殊的要求。
[0003]由于負(fù)載線圈電阻比較小，因此，在輸出電流脈沖平頂階段保持電流穩(wěn)定在某一固定值時(shí)，需要的供電電壓較小。但電流脈沖上升沿與下降沿的時(shí)間受供電電壓影響特別大，供電電壓過小會(huì)使上升沿與下降沿時(shí)間大到無法忍受，現(xiàn)在國內(nèi)外普遍采用提高供電電壓，在電流脈沖上升沿階段和平頂階段均利用H橋電路上橋臂開關(guān)管進(jìn)行PWM(脈寬調(diào)制)硬開關(guān)控制技術(shù)和負(fù)載線圈的電流記憶效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)輸出電流的可控。但是這種控制技術(shù)增加了功率變換電路產(chǎn)生電磁干擾的強(qiáng)度，并且增大了橋路開關(guān)器件的開關(guān)損耗，由于設(shè)備多用于直升飛機(jī)上，飛機(jī)提供的功率有限，所以減小開關(guān)損耗很有必要；而且，由于現(xiàn)有的電路都是采用H橋電路開關(guān)器件并聯(lián)反向二極管作為續(xù)流通路，其下降沿控制電源與供電電源為同一個(gè)電源，電壓太小，并且由于電路中存在電容，電流會(huì)在電容與電感中形成震蕩，所以使得下降沿過沖電流大且關(guān)斷電流拖尾嚴(yán)重，關(guān)斷時(shí)間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，解決H橋電路上橋臂的開關(guān)管進(jìn)行PWM硬開管技術(shù)控制兩端電壓開關(guān)損耗大；H橋電路關(guān)斷后下降沿電流反向過沖大，震蕩拖尾時(shí)間長，影響接收機(jī)數(shù)據(jù)采集的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路，包括:主電源、BuckZCS-PffM變化器、H橋電路、四個(gè)阻斷二極管、發(fā)射線圈以及饋能恒壓鉗位電路；
[0006]主電源與Buck ZCS-PffM變化器(降壓式零電流開關(guān)脈寬調(diào)制)相連接，通過所述Buck ZCS-PffM變化器控制發(fā)射線圈兩端電壓以實(shí)現(xiàn)控制上升沿與平頂段電流；BuckZCS-PffM變化器與H橋電路相連接以實(shí)現(xiàn)控制電流流向進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)射電流波形為雙極性梯形波橋電路與發(fā)射線圈相連接，H橋電路的上下橋臂與發(fā)射線圈相連接處各接入一個(gè)阻斷二極管，利用阻斷二極管阻止發(fā)射線圈的電流流向H橋電路的上下橋臂，阻斷消除電流在電路的寄生電容與發(fā)射線圈之間發(fā)生諧振；發(fā)射線圈兩端并聯(lián)接入控制電流下降沿的饋能恒壓鉗位電路，提高電流下降沿的鉗位電壓，縮短下降沿時(shí)間。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步地，ZCS-PffM變化器與H橋電路之間并聯(lián)濾波電路，對電壓進(jìn)行濾波。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步地，主電源連接主開關(guān)管V#輸出，諧振電感L JP諧振電容C 1^以及輔助開關(guān)管Va串聯(lián)后在輔助開關(guān)管V 3上反并聯(lián)二極管D Va，構(gòu)成Buck ZCS-PffM變化器，H橋電路并聯(lián)在諧振電容(；以及輔助開關(guān)管V a串聯(lián)結(jié)構(gòu)上。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步地，一開關(guān)器件V2、開關(guān)器件V3、開關(guān)器件V4、以及開關(guān)器件V5上分別反并聯(lián)二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5構(gòu)成H橋電路，發(fā)射線圈通過一端依次串聯(lián)連接二極管01。、電容(:3與二極管D13后形成放電回路，發(fā)射線圈通過另一端依次串聯(lián)連接二極管Dn、電容(:3與二極管D 12后形成放電回路，電容C3串聯(lián)饋能恒壓鉗位電路后與一電容C1并聯(lián)，電容C:并聯(lián)在主電源上。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步地，饋能恒壓鉗位電路為串聯(lián)在一起的開關(guān)J1和電阻R1，開關(guān)1上反并聯(lián)二極管D1。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:
[0012]本發(fā)明將原有利用H橋電路上橋臂的開關(guān)管進(jìn)行PffM硬開管技術(shù)控制發(fā)射線圈兩端電壓的功能分離出來，在H橋電路前端接入Buck ZCS-PffM控制電路來控制發(fā)射線圈兩端電壓，而只用H橋電路來控制電流流向，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān)，減小開關(guān)管的開關(guān)損耗，提高發(fā)射電路的功率。在發(fā)射線圈兩端并聯(lián)接入饋能恒壓鉗位電路，提高電流下降沿鉗位電壓，縮短下降沿時(shí)間。在負(fù)載線圈與H橋電路上下橋臂之間接入阻斷二極管，消除電流在電路中的寄生電容與負(fù)載電感的諧振，進(jìn)而減小下降沿電流的過沖與震蕩。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施提供的新型瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路框圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施提供的新型瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路原理圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施提供的輸出電流上升沿與平頂段控制電路原理圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施提供的發(fā)射電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)及輸出電流波形；
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施提供的輸出電流下降沿控制電路原理圖；
[0018]圖6為本發(fā)明實(shí)施提供的去過沖電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。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發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]磁性源電磁法發(fā)射電流包括正向輸出和負(fù)向輸出兩個(gè)極性，參見圖1，瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路框圖，包括:主電源、Buck ZCS-PffM變化器、H橋電路、四個(gè)阻斷二極管、發(fā)射線圈以及饋能恒壓鉗位電路；
[0021]參見圖1結(jié)合圖2，主電源仏與Buck ZCS-PffM變化器相連接，通過所述BuckZCS-PffM變化器控制發(fā)射線圈兩端電壓以實(shí)現(xiàn)控制上升沿與平頂段電流；Buck ZCS-PffM變化器與H橋電路相連接以實(shí)現(xiàn)控制電流流向進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)射電流波形為雙極性梯形波；H橋電路與發(fā)射線圈相連接，H橋電路的上下橋臂與發(fā)射線圈相連接處各接入一個(gè)阻斷二極管，分別為阻斷二極管D6、阻斷二極管D7、阻斷二極管D8、阻斷二極管D9，利用阻斷二極管消除電流在電路的寄生電容與發(fā)射線圈之間發(fā)生諧振；發(fā)射線圈兩端并聯(lián)接入控制電流下降沿的饋能恒壓鉗位電路，提高電流下降沿的鉗位電壓，縮短下降沿時(shí)間。ZCS-PffM變化器與H橋電路之間并聯(lián)濾波電路，對電壓進(jìn)行濾波。
[0022]主電源U1提供一個(gè)高壓，通過Buck ZCS-PffM變化器對高壓進(jìn)行軟開關(guān)降壓變換，分別提供發(fā)射電流雙極性梯形波上升沿與平頂段階段所需要的電壓，降壓變換后，通過濾波電路對電壓進(jìn)行濾波，減小電壓的紋波與噪聲，之后通過H橋電路對所提供電壓的方向進(jìn)行切換以達(dá)到在發(fā)射線圈中產(chǎn)生雙極性電流波形，在電流下降沿階段Buck ZCS-PffM變化器停止工作，所以發(fā)射線圈兩端正向電壓為零，但由于負(fù)載線圈為電感，電感內(nèi)的電流要繼續(xù)流動(dòng)，又由于阻斷二極管的存在使得電流不能通過開關(guān)管的反向二極管進(jìn)行續(xù)流，只有通過與發(fā)射線圈并聯(lián)