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      一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路的制作方法

      文檔序號:10016363閱讀:907來源:國知局
      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]本實用新型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,負載為感性,為減小負載電阻的功率損耗通常采用大電感、小電阻的線圈負載,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)射機的功率變換電路提出了特殊的要求。
      [0003]由于負載線圈電阻比較小,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,需要的供電電壓較小。但電流脈沖上升沿與下降沿的時間受供電電壓影響特別大,供電電壓過小會使上升沿與下降沿時間大到無法忍受,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)管進行PWM(脈寬調(diào)制)硬開關(guān)控制技術(shù)和負載線圈的電流記憶效應(yīng),實現(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)備多用于直升飛機上,飛機提供的功率有限,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電源,電壓太小,并且由于電路中存在電容,電流會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)斷電流拖尾嚴重,關(guān)斷時間長。
      【實用新型內(nèi)容】
      [0004]本實用新型所要解決的技術(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)管進行PffM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,震蕩拖尾時間長,影響接收機數(shù)據(jù)采集的問題。
      [0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的,一種瞬變電磁法脈沖電流發(fā)射電路,包括:主電源、Buck ZCS-PffM變化器、H橋電路、四個阻斷二極管、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橋電路相連接以實現(xiàn)控制電流流向進而實現(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,縮短下降沿時間。
      [0007]本實用新型進一步地,ZCS-PffM變化器與H橋電路之間并聯(lián)濾波電路,對電壓進行濾波。
      [0008]本實用新型進一步地,主電源連接主開關(guān)管V1后輸出,諧振電感L r和諧振電容C r以及輔助開關(guān)管Va串聯(lián)后在輔助開關(guān)管V3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Va串聯(lián)結(jié)構(gòu)上。
      [0009]本實用新型進一步地,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D1。、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]本實用新型進一步地,饋能恒壓鉗位電路為串聯(lián)在一起的開關(guān)J1和電阻R i,開關(guān)1上反并聯(lián)二極管D113
      [0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,有益效果在于:
      [0012]本實用新型將原有利用H橋電路上橋臂的開關(guān)管進行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,實現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān),減小開關(guān)管的開關(guān)損耗,提尚發(fā)射電路的功率。在發(fā)射線圈兩端并聯(lián)接入饋能丨旦壓鑰'位電路,提尚電流下降沿鑰'位電壓,縮短下降沿時間。在負載線圈與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載電感的諧振,進而減小下降沿電流的過沖與震蕩。
      【附圖說明】
      [0013]圖1為本實用新型實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為本實用新型實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為本實用新型實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為本實用新型實施提供的發(fā)射電路驅(qū)動信號及輸出電流波形;
      [0017]圖5為本實用新型實施提供的輸出電流下降沿控制電路原理圖;
      [0018]圖6為本實用新型實施提供的去過沖電路原理圖。
      【具體實施方式】
      [0019]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合實施例,對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型,并不用于限定本實用新型。
      [0020]磁性源電磁法發(fā)射電流包括正向輸出和負向輸出兩個極性,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橋電路相連接以實現(xiàn)控制電流流向進而實現(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,縮短下降沿時間。ZCS-PffM變化器與H橋電路之間并聯(lián)濾波電路,對電壓進行濾波。
      [0022]主電源U1提供一個高壓,通過Buck ZCS-PffM變化器對高壓進行軟開關(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行切換以達到在發(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,但由于負載線圈為電感,電感內(nèi)的電流要繼續(xù)流動,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
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