029]整流滤波单元10主要用于对船上发电机11输出的380VA。或220V A。(频率为50Hz或60Hz)的信号进行整流滤波，将交流信号转换为直流信号，并滤除谐波，以免影响船上其他设备的用电。
[0030]主控单元50包括:主控芯片51 (可以是CPU)、频率电路52、正弦波生成电路53和三角波生成电路54 ;其中，主控芯片51，连接至GPS单元60和频率电路52，用于根据GPS单元60产生的GPS秒脉冲给定调制波的零相位，以及改变调制波的频率和电压幅值以控制SPWM波的频率和宽度；正弦波生成电路53，连接至频率电路52，用于根据GPS秒脉冲以及频率电路52发送的第一频率信号生成零相位与GPS秒脉冲同步的第一预定频率的正弦波，作为调制波，其中，I能被第一预定频率除尽(即周期是整数或有限小数，例如，第一预定频率为400Hz，I可以被400除尽，得到的周期为2.5ms);三角波生成电路54，连接至频率电路52，用于根据频率电路52发送的第二频率信号生成第二预定频率的等腰三角波，作为载波。改变调制波的频率和幅值，就可以改变通过SPWM技术得到的SPWM波的频率和宽度，进而控制功率逆变单元20输出的正弦信号的频率和幅值，即得到了预定频率和电压的正弦信号。
[0031 ] SPWM波合成单元30，连接至正弦波生成电路53和三角波生成电路54，用于根据调制波和载波合成并输出SPWM波。
[0032]功率逆变单元20用于根据SPWM波控制其功率器件的通断，以输出预设频率和预设电压的正弦信号。此处，预设频率为中频，一般中频电源的频率为300Hz?10kHz，考虑到水下可控源发射机变压器体积以及实际应用情况，本实施例中可以设定为400Hz，预设电压为400V。功率逆变单元20可以包括:至少一个H桥IGBT和至少一个全波整流管，即功率器件为H桥IGBT和全波整流管。
[0033]水循环散热单元70用于为功率逆变单元20散热。
[0034]升压滤波单元40主要用于对逆变得到的信号进行升压以及滤除谐波，例如，通过升压变压器将电压升到10倍，得到4000V的高压，以实现中频高压供电。逆变以后输出的是基频为400HZ的正弦波，必须进行滤波，由于这种波形的谐波能量很强，简单的电感电容很难滤掉，可以采用大功率的偏感变压器和电容进行滤波。
[0035]通过本发明上述实施例，利用GPS秒脉冲进行相位同步以及利用SPWM技术，得到预设频率(O?400Hz)和预设电压(O?400V)的正弦信号，然后经过升压，得到高压中频的电源输出。中频供电使得水下发射机重量、体积均大幅度减小。高压供电使得在供电电缆上的损耗大大减少，因此，到达大功率深水可控源的电压有所升高，进而可以产生大电流(如1000A甚至更大)，顺利实现大功率电磁勘探作业。另外，利用水循环散热为产生热量较多的功率逆变单元进行散热，散热效果好，逆变效率高，进而提高了电源的工作效率；且散热单元体积小，进而整个中频甲板电源的体积也较小。因此，采用该中频甲板电源，使水下可控源发射机小型化成为可能，且电源的电压、频率可在范围内任意设置，该电源可以配接各种逆变发射系统，使用的灵活性很强。
[0036]具体的，中频甲板电源的输出电压较高，例如，可达到4000V，由于水下可控源发射机的作业功率一般为60kW，到达发射机的电压比现有技术中大，则电流就减小，因此在电缆(长约4至5千米)上的损耗相应减小，从而也降低了电缆的要求和成本。中频甲板电源的输出频率设计成中频，例如，可达到400Hz，由于变压器线圈匝数与频率成反比，频率比现有技术中大，因此，水下可控源发射机变压器的铁芯截面积较小，变压器体积较小，进而整个水下可控源发射机的体积重量均较小，利于水下拖动作业。实际测量得到的中频甲板电源的功率达200kW，则中频甲板电源输出电流为50A。基于上述中频甲板电源的参数，4000米水下可控源发射机的电流可达到1000A(到达发射机电压为50V，电阻为50πιΩ。如果是以380V或220V供电，则经电缆大量损耗，到达发射机的电压不会达到50V)，甚至更大电流。由此可见，相对于现有技术，本发明实施例的中频甲板电源可实现一个大功率的变频(将50Hz变成O?400Hz)、变压(将380V或220V变成1000?4000V)。中频甲板电源的输出电压和频率可以在其对应的区间内任意设置。
[0037]380V交流输入经整流逆变后的输出电压范围为O?400V。为了提高系统的可靠性，降低成本，在末级放大。如果在前级交流放大，系统成本会大大提高，可靠性也会降低。
[0038]将船上发电机的380VAC或220VAC(50Hz或60Hz)电源输出经整流滤波之后进行逆变(通过正弦脉宽调制SPWM)。SPWM技术利用功率器件的导通与关断把直流电压变成幅度相等而宽度按正弦规律变化的电压脉冲序列，并通过控制脉冲宽度和周期进行变压变频，实现O?400V电压，400Hz频率，然后通过10倍变压器升压即可实现O?4000V、400Hz的高电压输出。
[0039]如图2所示，在一个实施例中，SPWM波合成单元30可以包括:SPWM波合成电路31、波形驱动输出电路32和反馈控制电路33 ;其中，SPWM波合成电路31，分别连接至正弦波生成电路53和三角波生成电路54，用于比较调制波与载波，根据调制波与载波的交点确定逆变桥输出相电压的脉冲序列，作为SPWM波(具体可以通过比较器实现，正弦波和载波作为比较器的两个输入，则比较器输出SPWM波);波形驱动输出电路32，连接至SPWM波合成电路31，用于输出SPWM波；反馈控制电路33，连接至中频甲板电源的输出端与主控芯片51，用于根据中频甲板电源的输出电压实时调节调制波。反馈控制电路33可以是PID反馈控制，主控单元50可以根据反馈控制电路33的反馈调节产生正弦波，以使波形达到要求。
[0040]本实施例中，采用SPWM波脉宽调制技术，系统上电后，当主控单元50检测到GPS秒脉冲后，产生正弦调制波，以及双极性的等腰三角波(载波)。调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲序列，即为SPWM波，其周期决定于载波频率。SPWM波经驱动后，控制功率逆变单元20 (如逆变桥)的功率器件按SPWM序列交替通断。逆变桥在工作时，同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲序列的规律交替地导通和关断，高压脉冲序列滤波后产生正弦交流电压。采用正弦波作为调制波和等腰三角波作为载波，调制结果稳定可靠。经过比较解调后产生的SPWM波经过驱动后控制逆变，产生高压信号。
[0041]波形示意图如图3所示，A表示调制三角波，B表示正弦波(其频率可以为400Hz)。SPWM波的频率取决于载波，其宽度取决于正弦波的幅值，可从图3中由三角波与正弦波的交点引出的竖直虚线看出。通过改变SPWM波的宽度(维持各脉冲的相对宽度)，就可改变电源输出的电压幅度，同时维持电源输入频率不变。通过改变SPWM波的周期(维持宽度比例不变)，就可改变电源的输出频率，电源的输出电压不变。主控单元50利用GPS秒脉冲信号连续给定正弦波的零相位，保证正弦波与同步秒脉冲信号同相位。
[0042]在一个实施例中，甲板电源还可以包括:保护电路，保护电路的输入端连接至功率逆变单元20的输出端，保护电路的输出端连接至功率逆变单元20的输入端。保护电路用于对功率逆变单元20提供过流保护、过压保护等。
[0043]另外，SPWM波合成单元30内还可以具有电源(5V或12V)，为其供电。
[0044]如图4所示，在一个实施例中，水循环散热单元70包括:水槽71、循环水管72、循环泵73、散热板74和风扇75;其中，水槽71内装有冷却液，水槽71内壁设有传感器711，传感器711用于检测水槽71内冷却液的水位；循环水管72与水槽71相连通；循环泵73，设置在循环水管72上，用于控制冷却液在循环水管72中循环流动；功率逆变单元20设置在散热板74上，安装在散热板74上的循环水管72围绕功率逆变单元20的元器件呈S型布置；位于风扇75位置的循环水管72呈S型布置，构成散热体，风扇75对着散热体吹风。
[0045]本实施例中，由于中频甲板电源的逆变频率(即功率逆变单元20中功率器件的通断频率)非常高(SkHz)，发热大，系统功耗达10kW，如果使用风冷散热(体积很大)，不利于流动性作业。本实施例中采用水循环散热，体积可减少一倍多，进而可以保证整个中频甲板电源的体积不会过大。在实际应用中，整个散热单元的尺寸只有760mm*360mm*600mm，电源满载工作时，温度在50°C以下。在本实施例中，传感器711检测水槽71内冷却液的水位，如果水位过低，可以发出告警，以便添加冷却液。另外，循环水管72在散热板74上和风扇75处呈S型布置，更有利于散热。
[0046]在实际应用中，可以在散热板74上