一种分布式电磁发射机系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种分布式电磁发射机系统及控制方法。所述系统包括：多电源模块，多发射模块，和可选的控制模块；所述多电源模块通过将多个AC/DC变换器并联，实现380V交流到直流的多种转换，使得该模块具有电压调节的功能；多发射模块通过多个子发射模块，将转换出来的多个直流电压信号，有选择地传送到多个子发射模块，实现分配式发射功能；所述控制模块由FPGA实现主要的控制逻辑，由MCU实现发射机与计算机软件的数据通信。所述系统和方法可以灵活配置发射机功率容量，有效提高高频发射电流的峰值。
【专利说明】
_种分布式电磁发射机系统及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种分布式电磁发射机系统及控制方法，进一步地涉及利用该系统和 方法进行电磁法勘探的应用。
【背景技术】
[0002] 人工源电磁法的发射源的布设，在待探测区域内将根据工作任务，在一定的位置 布设两个接地电极，这两个接地电极之间的距离一般为lKm-3Km，两个电极通过导结连接到 发射机上，发射机与发电机通过导线相连接。
[0003] CN103308950A公开了一种多功能的电磁发射仪，包括系统控制单元、波形合成及 保护单元、功率驱动电路、H桥电路、发射单元、显示单元、同步模块和存储单元，系统控制单 元含有微控制器，波形合成及保护单元含有现场可编程门阵列(FPGA)，四个功率M0SFET管 组成H桥发射电路，A/D采集单元由霍尔电压传感器和微控制器内部A/D组成，显示单元由电 阻式触摸屏组成。本发明用微控制器和FPGA实现了多种波形的产生，波形数据在SD卡中可 任意修改与添加，电流值数据存储在U盘内及实时在触摸屏上显示。
[0004] CN202798170U公开了一种瞬变电磁发射装置和使用该瞬变电磁发射装置的瞬变 电磁发射系统，该瞬变电磁发射装置包括全桥开关电路和光耦隔离输出电路，所述全桥开 关电路包括有时序信号输入端和负载接入端，所述光耦隔离输出电路包括受控信号输入端 和时序信号输出端，所述时序信号输出端与时序信号输入端连接。
[0005] CN202631750U公开了一种用于地质勘探的瞬变电磁发射装置，包括发射天线和用 于组成桥臂的开关，其特征在于所述发射天线由小电感量发射天线和大电感量发射天线组 成，所述开关有三组，其中一组是公共组，三组开关与小电感量发射天线和大电感量发射天 线分别组成全桥发射电路。
[0006] CN204906195U公开了 一种电磁发射机，所述电磁发射机包括:发电机组，三相整流 桥、滤波电容、一级逆变桥、谐振电感、隔值电容、高频变压器、高频整流桥、LC滤波电路以及 二级逆变桥;其中，所述发电机组与所述三相整流桥连接，用于输出交流电到所述三相整流 桥;所述三相整流桥的输出端与所述滤波电容连接，用于将输入的三相交流电整流后形成 直流电输出到所述滤波电容，所述滤波电容的输出端与所述一级逆变桥连接，用于将接收 的直流电进行滤波后输出到所述一级逆变桥，所述一级逆变桥的输出端与所述高频变压器 的原边连接，用于将接收到的滤波后的直流电逆变产生交流方波并输出到所述高频变压器 的原边;所述高频变压器的副边与所述高频整流桥连接，用于将接收的交流方波升压后输 出到所述高频整流桥，所述高频整流桥的输出端与所述LC滤波电路连接，用于将所述升压 后的交流方波整流形成直流方波，所述LC滤波电路与所述二级逆变桥连接，用于将接收的 直流方波滤波形成直流电，所述二级逆变桥将接收的直流电进行逆变后产生不同的方波并 输出到输出端口；所述谐振电感与所述隔值电容串联在所述一级逆变桥与所述高频变压器 的原边之间的线路上，所述一级逆变桥的每个功率器件上并联有滤波电容，所述滤波电容、 谐振电感与隔值电容形成谐振回路，用于控制所述一级逆变桥;所述电磁发射机还包括与 所述一级逆变桥的滞后桥臂并联的辅助电流源网络，用于调节所述一级逆变桥的滞后桥臂 在开通和关断过程中的电压。
[0007] CN1445915A公开了一种用于动车组的软开关隔离变换器，用于隔离变压的开关变 压器的次级经整流器件直接连至输出滤波电容上，在常规的高频开关变换器的拓扑结构 中，用可控恒流源作功率开关，通过这样的电路结构的简化，提供一种没有输入、输出扼流 电感的软开关隔离变换器，在启动过程中、稳态工作时和负载短路保护时都不对输入电压 源等产生冲击电流，而且输出整流器件、可控恒流源中的功率管都是软开关，从而降低开关 损耗和电磁干扰。
[0008] "海洋可控源电磁勘探中空气波压制方法研究"，汪轩等，中国地球物理，2013年， 公开了正海洋可控源电磁(MCSEM)勘探中空气波对海底电磁响应的影响，在浅水域勘探时， 它与来自海底地层的有效信号相互作用，会淹没来自地层的有效信号，阻碍了浅水域MCSEM 勘探的应用。该论文基于空气或无限水层模型，利用水与空气层交界面产生的空气波在海 底和海水-空气界面之间形成衰减交混回响信。
[0009] 人工源电磁法工作时，首先利用发射机给导线供以一定频率的电磁信号，这种信 息通过接地电极向地下发送变化的电磁场，电磁场在向地下传播的过程中，会在地下异常 体中激发出感应电流，通过地面布设的接收机，接收不同供电频率形成的电位，通过分析这 种电位信号，达到探测地下不同深度目标体的目的（可例如参见图1)。
[0010] 如图1所示，发射模式为集中式发射，即在人工场源大地电磁法勘探中，电磁发射 机按照一定的发射极距向大地注入交变电流，接收机通过获取大地介质对的响应，来构建 地下介质电导率的分布信息。由于与电磁发射机相连接的两个接地电极距离一般较大，需 要较长的传输导线连接发射机和接地，这样才能形成完整的回路，实现电磁信号有效传送 的功能。
[0011] 参见图2,该图为集中式人工源电磁发射机拓扑图。由发电机组供出380V交流电， 交流电经过软启动、不控整流桥、逆变桥H1、高频变压器、高频整流桥、感容滤波、逆变输出 等八个电路模块，变换为脉动直流电；其中，不控整流桥由四个单向二极管组成;逆变桥H1 由4个大功率的晶体管构成，通过4个驱动波形控制线路，将整理滤波后的直流逆变为高频 (20KHz)交流电；再经过高频变压器将电压抬升为高频高压交流电，通过高频整流桥、感容 滤波器转变为精准恒稳直流电；最后通过逆变输出部分逆变为高频方波信号，经由传输线 注入到发射电极A和发射电极B，并由发射电极A和发射电极B供入大地中。
[0012] 但是，由电工原理可知，传输线上存在寄生电容、寄生电感、寄生电阻等寄生参数， 传输线越长，这种寄生参数的影响越大，寄生电阻会相应的减少输出的电流值。寄生电感增 加发射电流的上升时间，使输出电流相位滞后于输出电压。当两个电极分别位于发射机的 两侧，传输线完全被引向相反方向，所以传输线上的寄生电容可以有一定程序的抵消，但是 如果发射机不在两个接地电极的正中间，发射机两端的传输线长度不一样，寄生电容具有 的影响。最双向交流导致输出电流峰值减小，发射系统输出的有效功率随之越小。
[0013] 特别地，传输线上的寄生电感对整个系统影响相当大，具体表现为：
[0014] 1)会增加电流的上升时间，使发射波形畸变；
[0015] 2)当发射高频电流时，由于寄生电感的存在，使得整体发射机负载阻抗变大，发射 电流峰值减小，对探测深度产生影响。
[0016] 综上可知，由于线上或者负载中的感性部分的影响，会使等效阻抗增大，电流有效 值降低，最终使得发射机发射的功率减小。本领域需要一种能够有效克服所述缺陷的电磁 发射机系统及控制方法。
【发明内容】
[0017] 本发明针对现有技术的上述缺陷，从如何提高电磁发射机的大功率发射能力、增 加高频电流峰值的角度出发，提出一种新型分布式电磁发射机系统及控制方法。该电磁发 射系统可以灵活配置发射机功率容量，有效提高高频发射电流的峰值。
[0018] 基于上述，本发明提供了以下技术方案。
[0019] 在本发明的一方面，提供了一种分布式电磁发射机系统，该系统包括：多电源模 块，多发射模块，和可选的控制模块；
[0020] 所述多电源模块通过将多个AC/DC变换器并联，实现380V交流到直流的多种(例如 500V1000V)转换，使得该模块具有电压调节的功能；
[0021] 多发射模块通过多个子发射模块，将转换出来的多个直流电压信号，有选择地传 送到多个子发射模块，实现分配式发射功能；
[0022]所述控制模块由FPGA实现主要的控制逻辑，由MCU实现发射机与计算机软件的数 据通信。其中FPGA(Field_Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列。MCU (Microcontroller Unit)即微控制单元。
[0023]优选地，在所述多电源模块中，由普通的电力发电机组发出380V的交流电，并把交 流电传送到电力发电机组的输出端;输出端并联了多组大功率AC/DC电源转换装置，将380V 交流电压转换成个直流电压;任选地，可以将多个直流电压有选择地发送发射模块。
[0024]优选地，在所述多发射模块中，设计多个不同的子发射模块，根据实际工作需要， 与不同的接地电极相连;通过计算机软件控制，选择不同的子发射模块与不同的接地电极 相连;实现不同的发射位置和发射极距情况下的佳发射。
[0025]更优选地，在所述多电源模块中，由普通的电力发电机组发出380V的交流电，并将 交流电传送到电力发电机组的输出端;输出端并联了多组大功率AC/DC电源转换装置，能够 将380V交流电压转换成个直流电压；多组AC/DC电源模块输出并联到直流母线，通过上位机 软件能够配置每个AC/DC电源模块的输出功率等级，多个AC/DC并联能够有效提高发射系统 的输出功率;直流母线连接多个发射模块，每个发射模块安装在靠近接地电极的位置，每个 发射模块对应一个接地发射电极;通过上位机软件选择使能具体的发射模块，能够将多个 直流电压有选择地发送到发射模块。在一个优选实施方式中，电源模块所对主对应的线路 拓扑结构为：电源AC 380V为工频电力发电机组，三相发电机的输出连接到AC/DC模块的不 控整流器输出侧，不控整流桥由二极管D1-D6组成，不控整流器的输出连接大容量电解电容 滤波器C1，并且连接到晶体管S1-S4构成的高频逆变桥，高频逆变桥输出一端连接到隔直电 容器C2的一端，C2的另一端与高频逆变桥的另一输出端连接到高频变压器，高频变压器输 出侧由两组副边绕组构成，分别整流滤波后串联输出;AC/DC功率变换器实现交流到直流的 转换，并且具有电压调节、前后级隔离、输出过压过流保护、软启动等功能。
[0026]在所述二极管D1-D6和晶体管S1-S4中，灌封材料为有机硅材料。进一步地，所述有 机硅材料为通过如下方法制备的有机硅材料，该方法包括：
[0027] (1)将100份乙烯基硅油和0 ? 02~1份Pt催化剂加入双行星动力混合机内，在自转 速度200~1000r/min、公转速度10~20r/min的条件下搅拌0.5~lh制得组份A;
[0028] (2)将80~90份乙烯基硅油、5~25份市售聚硅氧烷扩链剂、0.5~5份市售硅烷交 联剂和0.1~1份马来酸乙烯基酯抑制剂加入双行星动力混合机内，在自转速度200~ 1000r/min、公转速度10~20r/min条件下搅拌0.5~lh制得组份B;
[0029] (3)将A、B按摩尔比1:3~3:1混合均匀后真空脱泡，然后在恒温干燥箱中固化即得 有机硅材料。
[0030] 如本领域技术人员通常所理解，所述份数以重量份计。
[0031] 优选地，所述乙烯基硅油为下式（1)或(2)所示的硅油或其组合物：
[0032] ViMe2SiO(Me2SiO)nSiMe2Vi (式1)
[0033] Me3SiO(Me2SiO)n(MeViSiO)mSiMe 3 (式2)
[0034] 其中，n等于15-40，优选20-30 ;Me为甲基，Vi为乙烯基;优选为其二者的组合物，二 者的比例优选为1:10~1:5(重量）。
[0035] 使用该有机硅材料灌封时，经振动、高低温存储、机械冲击、稳态湿热及温度循环 等测试，完全满足封装厂家的各项因数评估试验。
[0036] 进一步地，FPGA的主要功能包括解析命令信息，读取GPS时间，计算发射频点，产生 IGBT同步驱动信号，采集电压、电流信息;MCU主要功能包括配置信息的保存和读取，与计算 机软件通信，与FPGA模块通信。
[0037]优选地，发射频率信息和发射的起止时刻预先写入tf卡中，上电时M⑶通过SD10接 口从tf卡中导入频率和时间信息;M⑶通过SPI接口与FPGA模块通信，将频率信息和发射时 间信息写入到FPGA中对应的寄存器中，并从FPAG中读取母线电压、发射电流和GPS时间等信 息;MCU通过UART接口与计算机软件通信，接收计算机软件发送的控制命令，将发射状态、电 压、电流、GPS时间等信息发送到计算机软件。
[0038] 在本发明的另一方面，还提供了控制上述系统的方法，该方法包括：由普通的电力 发电机组发出380V的交流电，并将交流电传送到电力发电机组的输出端;输出端并联多组 大功率AC/DC电源转换装置，将380V交流电压转换成个直流电压;任选地，将多个直流电压 有选择地发送发射模块;设计多个不同的子发射模块，根据实际工作需要，可以与不同的接 地电极相连;通过计算机软件控制，选择不同的子发射模块与不同的接地电极相连，实现不 同的发射位置和发射极距情况下的佳发射;在发射机总体控制结构中，由FPGA实现主要的 控制逻辑，由MCU实现发射机与计算机软件的数据通信;FPGA的主要功能包括解析命令信 息，读取GPS时间，计算发射频点，产生IGBT同步驱动信号，采集电压、电流信息。
[0039] 在本发明的又一方面，提供了上述系统或方法在人工场源大地电磁法勘探中的应 用，用于构建地下介质电导率的分布信息。
[0040] 优选地，其通过提高电磁发射机的大功率发射能力、增加高频电流峰值，来实现电 磁信号的有效传送，从而构建地下介质电导率的分布信息。
[0041] 具体地，本发明的系统可以包括：
[0042] 1)多电源模块:通过多个AC/DC变换器并联，实现380V交流到直流的多种(500V 1000V)转换，该模块具有电压调节的功能。具体地：
[0043]由普通的电力发电机组发出380V的交流电，并把交流电传送到电力发电机组的输 出端;输出端并联了多组大功率AC/DC电源转换装置，可以把380V交流电压转换成个直流电 压;可以对多个直流电压有选择地发送发射模块。
[0044] 2)多发射模块:通过多个子发射模块，把转换出来的多个直流电压信号，有选择地 传送到多个子发射模块，实现分配式发射功能。具体地:设计了多个不同的子发射模块，根 据实际工作需要，可以与不同的接地电极相连;通过计算机软件控制，选择不同的子发射模 块与不同的接地电极相连;实现不同的发射位置和发射极距情况下的佳发射。
[0045] 更具体地，对于多电源模块:如图3所示，通过多个交直流变换器(AC/DC)并联，实 现380V交流到直流的多种(500V1000V)转换，该模块具有电压调节的功能。具体地：由普 通的电力发电机组发出380V的交流电，并把交流电传送到电力发电机组的输出端;输出端 并联了多组大功率AC/DC电源转换装置，可以把380V交流电压转换成个直流电压；多组AC/ DC电源模块输出并联到直流母线，通过上位机软开能够配置每个AC/DC电源模块的输出功 率等级，多个AC/DC并联可有效提高发射系统的输出功率。直流母线连接多个发射模块，每 个发射模块安装在靠近接地电极的位置，每个发射模块对应一个接地发射电极。通过上位 机软件选择使能具体的发射模块，可以把多个直流电压有选择地发送到发射模块。
[0046] 对于图3中的电源模块所对主对应的具体线路拓扑图如图4所示：电源AC 380V为 工频电力发电机组，三相发电机的输出连接到AC/DC模块的不控整流器输出侧，如图4所示， 不控整流桥由二极管D1-D6组成，不控整流器的输出连接大容量电解电容滤波器C1，并且连 接到晶体管S1-S4构成的高频逆变桥，高频逆变桥输出一端连接到隔直电容器C2的一端，C2 的另一端与高频逆变桥的另一输出端连接到高频变压器，高频变压器输出侧由两组副边绕 组构成，分别整流滤波后串联输出。AC/DC功率变换器实现交流到直流的转换，并且具有电 压调节、前后级隔离、输出过压过流保护、软启动等功能。
[0047]具体地，对于多发射模块:如图3所示，通过上位机软件选择子发射模块1和子发射 模块2使能，其他模块关闭，此时对应的发射位置为自发射模块1处的接地电极和子发射模 块2处的接地电极，发射极距为上述两个接地电极之间的距离。类似的，可以通过上位机软 件选择使能其他模块进行发射以构成不同的发射位置和发射极距切换发射电极灵活方便。 也可只安装两个发射模块。
[0048]对于图3中的发射模块所对主对应的具体线路拓扑图如图5所示。
[0049]在发射模块中，可通过多个子发射模块，把转换出来的多个直流电压信号，有选择 地传送到多个子发射模块，实现分配式发射功能。具体地:设计了多个不同的子发射模块， 每个发射子模块包含由两个晶体管组成的发射半桥，由一个晶体管组成的续流回路，由二 极管和薄膜电容构成的单相导通滤波电路。根据实际工作需要，可以与不同的接地电极相 连;通过计算机软件控制，选择不同的子发射模块与不同的接地电极相连;实现不同的发射 位置和发射极距情况下的佳发射。
[0050]发射模块安置在接近发射电极的位置。每个模块包含一套逻辑控制与检测电路， 由GPS授时电路、波形控制电路、驱动电路、电压检测电路、电流检测电路、信号调理电路构 成。
[0051 ]在控制结构模块中，发射机总体控制结构框图如图6所示，由FPGA实现主要的控制 逻辑，由MCU实现发射机与计算机软件的数据通信。FPGA的主要功能包括解析命令信息，读 取GPS时间，计算发射频点，产生IGBT同步驱动信号，采集电压、电流信息。
[0052] M⑶主要功能包括配置信息的保存和读取，与计算机软件通信，与FPGA模块通信。 发射频率信息和发射的起止时刻预先写入tf卡中，上电时MCU通过SDI0接口从tf卡中导入 频率和时间信息。M⑶通过SPI接口与FPGA模块通信，将频率信息和发射时间信息写入到 FPGA中对应的寄存器中，并从FPAG中读取母线电压、发射电流和GPS时间等信息。MCU通过 UART接口与计算机软件通信，接收计算机软件发送的控制命令，将发射状态、电压、电流、 GPS时间等信息发送到计算机软件。
[0053]按逻辑控制与检测电路结构图：
[0054]发射电压与发射电流检测电路由信号采集和数模转换两部分构成，电压信号检测 采用隔离放大器AD202作为检测元件。AD202通过内部变压器耦合，对隔离放大器的输入和 输出进行电气隔离。片内的直流电压变换电路能为输入级、外部传感器和信号处理电路提 供±7.5V、2mA的隔离电源。电流信号采集采用隔离放大器HCPL-7840作为电流检测元件。主 要用于电流检测和模拟信号的隔离。数模转换选用具有SPI接口的AD7606多路高速AD转换 器，可以同时对发射电压和电流信号进行转换。转换结果通过SPI接口传输到FPGA中，经由 MCU传输到计算机控制软件显示。
【附图说明】
[0055] 图1是人工源电磁法发射装置示意图；
[0056] 图2是集中式人工源电磁法发射工作原理；
[0057] 图3是根据本发明的系统的拓扑结构示意图；
[0058]图4是根据本发明的多电源模块示意图；
[0059 ]图5是根据本发明的多发射接口模块示意图；
[0060] 图6是根据本发明的发射机控制结构框图；
[0061] 图7-1接地电极发射驱动波形图（电极A);
[0062] 图7-2接地电极发射驱动波形图（电极B);
[0063] 图8(a)是常规情况下发射波形(40V供电）；
[0064] 图8(b)是常规情况下发射波形(80V供电）；
[0065] 图9(a)是根据本发明的发射波形(40V供电）；
[0066] 图9 (b)是根据本发明的发射波形(80V供电）。 具体实施方案
[0067] 下面结合以下实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于 此。
[0068] 实施例1
[0069] 采用本发明的上述系统，在计算机控制软件上，选择两个发射子模块，选择方法由 具体的发射探测任务确定，计算机控制软件发送控制命令，打开并配置选择的两个子模块， 将其中一个模块配置为电极A，另一个模块配置为电极B，发射子模块根据接收到的控制命 令和配置信息选择对应的驱动波形（如图7-1和7-2所示）。其中S1驱动波形对应图5中IGBT 模块SI，S2驱动波形对应图5中IGBT模块S2，S3驱动波形对应图5中IGBT模块S3。
[0070] 发射波形对比：
[0071]图8(a)、（b)和图9(a)、（b)分别是集中式发射机与根据实施例1的分布式结构发射 机在实验室条件下的发射波形对比图，分别采用40V和80V供电时采集到的输出电压和电流 波形图，其中图8(a)、（b)是集中式发射机发射波形图，图9(a)、（b)是分布式结构发射波形 图。表1为两种发射结构在上述测试条件下输出的峰值电流数据。
[0072]表1两种结构发射电流峰值对比
[0074]由表1清楚地可以看出，采用本发明的分布式电磁发射机系统，具有明显更高的发 射电流峰值。
[0075]本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够 制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技 术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元 素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素， 则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考 将本文中参考的所有引用之处并入本文中。
【主权项】
1. 一种分布式电磁发射机系统，该系统包括:多电源模块，多发射模块，和可选的控制 丰旲块； 所述多电源模块通过将多个AC/DC变换器并联，实现380V交流到直流的多种（例如 500V1000 V)转换，使得该模块具有电压调节的功能； 多发射模块通过多个子发射模块，将转换出来的多个直流电压信号，有选择地传送到 多个子发射模块，实现分配式发射功能； 所述控制模块由FPGA实现主要的控制逻辑，由MCU实现发射机与计算机软件的数据通 {目。2. 根据权利要求1所述的系统，其中在所述多电源模块中，由普通的电力发电机组发出 380V的交流电，并把交流电传送到电力发电机组的输出端;输出端并联了多组大功率AC/DC 电源转换装置，将380V交流电压转换成个直流电压;任选地，可以将多个直流电压有选择地 发送发射模块。3. 根据权利要求1或2所述的系统，其中在所述多发射模块中，设计了多个不同的子发 射模块，根据实际工作需要，与不同的接地电极相连;通过计算机软件控制，选择不同的子 发射模块与不同的接地电极相连;实现不同的发射位置和发射极距情况下的佳发射。4. 根据前述权利要求2所述的系统，其中在所述多电源模块中，由普通的电力发电机组 发出380V的交流电，并将交流电传送到电力发电机组的输出端;输出端并联了多组大功率 AC/DC电源转换装置，能够将380V交流电压转换成个直流电压；多组AC/DC电源模块输出并 联到直流母线，通过上位机软开能够配置每个AC/DC电源模块的输出功率等级，多个AC/DC 并联能够有效提高发射系统的输出功率;直流母线连接多个发射模块，每个发射模块安装 在靠近接地电极的位置，每个发射模块对应一个接地发射电极;通过上位机软件选择使能 具体的发射模块，能够将多个直流电压有选择地发送到发射模块。5. 根据权利要求4所述的系统，其中电源模块所对主对应的线路拓扑结构为：电源AC 380V为工频电力发电机组，三相发电机的输出连接到AC/DC模块的不控整流器输出侧，不控 整流桥由二极管D1-D6组成，不控整流器的输出连接大容量电解电容滤波器Cl，并且连接到 晶体管S1-S4构成的高频逆变桥，高频逆变桥输出一端连接到隔直电容器C2的一端，C2的另 一端与高频逆变桥的另一输出端连接到高频变压器，高频变压器输出侧由两组副边绕组构 成，分别整流滤波后串联输出；AC/DC功率变换器实现交流到直流的转换，并且具有电压调 节、前后级隔离、输出过压过流保护、软启动等功能。6. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中FPGA的主要功能包括解析命令信息， 读取GPS时间，计算发射频点，产生IGBT同步驱动信号，采集电压、电流信息;MCU主要功能包 括配置信息的保存和读取，与计算机软件通信，与FPGA模块通信。7. 根据权利要求6所述的系统，发射频率信息和发射的起止时刻预先写入tf卡中，上电 时MCU通过SDIO接口从tf卡中导入频率和时间信息;M⑶通过SPI接口与FPGA模块通信，将频 率信息和发射时间信息写入到FPGA中对应的寄存器中，并从FPAG中读取母线电压、发射电 流和GPS时间等信息;MCU通过UART接口与计算机软件通信，接收计算机软件发送的控制命 令，将发射状态、电压、电流、GPS时间等信息发送到计算机软件。8. -种控制权利要求1-7中任一项所述的系统的方法，该方法包括： 由普通的电力发电机组发出380V的交流电，并将交流电传送到电力发电机组的输出 端;输出端并联多组大功率AC/DC电源转换装置，将380V交流电压转换成个直流电压;任选 地，将多个直流电压有选择地发送发射模块； 设计多个不同的子发射模块，根据实际工作需要，可以与不同的接地电极相连;通过计 算机软件控制，选择不同的子发射模块与不同的接地电极相连，实现不同的发射位置和发 射极距情况下的佳发射； 在发射机总体控制结构中，由FPGA实现主要的控制逻辑，由MCU实现发射机与计算机软 件的数据通信;FPGA的主要功能包括解析命令信息，读取GPS时间，计算发射频点，产生IGBT 同步驱动信号，采集电压、电流信息。9. 权利要求1-7任一项所述的系统或权利要求8的方法在人工场源大地电磁法勘探中 的应用，用于构建地下介质电导率的分布信息。10. 根据权利要求9所述的应用，其通过提高电磁发射机的大功率发射能力、增加高频 电流峰值，来实现电磁信号的有效传送，从而构建地下介质电导率的分布信息。
【文档编号】H02M3/335GK105911597SQ201610218445
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】底青云, 张鸣, 张一鸣, 郭兵, 薛国强
【申请人】中国科学院地质与地球物理研究所