一种基于rc和多c级联的低温超导瞬变电磁发射机的制作方法
【技术领域】
[0001] 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-Tc SQUID(低温超导）系统作为传感器的瞬变电磁发射机。
【背景技术】
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 进一步地，控制电路由ARM构成。
[0007] 进一步地，驱动电路由光耦组成。
[0008] 进一步地，电流采集电路为与发射线圈串联的互感器。
[0009] 进一步地，设置与吸收电阻与发射线圈和互感器并联。
[0010] 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】
[0011] 图1是本实用新型实施例提供的系统总原理框图；
[0012] 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】
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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1^为：
[0019]
[0020] 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。
[0021] 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。
【主权项】
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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】G01V3/08
【公开号】CN204925412
【申请号】CN201520705903
【发明人】嵇艳鞠, 谢立军, 袁贵扬, 杜尚宇
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月14日