一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路，尤其是适用于磁性源的多匝线圈发射装置的发射电流控制电路。
【背景技术】
[0002]磁性源电磁法仪器通常采用H桥电路作为发射装置的功率变换主回路，负载为感性，为减小负载电阻的功率损耗通常采用大电感、小电阻的线圈负载，尤其在航空电磁法、井下电磁法等特殊场合对线圈的尺寸有所限制，实际上大多采用多匝小线圈。因此，对于磁性源电磁法发射机的功率变换电路提出了特殊的要求。
[0003]由于负载线圈电阻比较小，因此，在输出电流脉冲平顶阶段保持电流稳定在某一固定值时，需要的供电电压较小。但电流脉冲上升沿与下降沿的时间受供电电压影响特别大，供电电压过小会使上升沿与下降沿时间大到无法忍受，现在国内外普遍采用提高供电电压，在电流脉冲上升沿阶段和平顶阶段均利用H桥电路上桥臂开关管进行PWM(脉宽调制)硬开关控制技术和负载线圈的电流记忆效应，实现输出电流的可控。但是这种控制技术增加了功率变换电路产生电磁干扰的强度，并且增大了桥路开关器件的开关损耗，由于设备多用于直升飞机上，飞机提供的功率有限，所以减小开关损耗很有必要；而且，由于现有的电路都是采用H桥电路开关器件并联反向二极管作为续流通路，其下降沿控制电源与供电电源为同一个电源，电压太小，并且由于电路中存在电容，电流会在电容与电感中形成震荡，所以使得下降沿过冲电流大且关断电流拖尾严重，关断时间长。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路，解决H桥电路上桥臂的开关管进行PffM硬开管技术控制两端电压开关损耗大；H桥电路关断后下降沿电流反向过冲大，震荡拖尾时间长，影响接收机数据采集的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种瞬变电磁法脉冲电流发射电路，包括:主电源、Buck ZCS-PffM变化器、H桥电路、四个阻断二极管、发射线圈以及馈能恒压钳位电路；
[0006]主电源与Buck ZCS-PffM变化器(降压式零电流开关脉宽调制)相连接，通过所述Buck ZCS-PffM变化器控制发射线圈两端电压以实现控制上升沿与平顶段电流；BuckZCS-PffM变化器与H桥电路相连接以实现控制电流流向进而实现发射电流波形为双极性梯形波桥电路与发射线圈相连接，H桥电路的上下桥臂与发射线圈相连接处各接入一个阻断二极管，利用阻断二极管阻止发射线圈的电流流向H桥电路的上下桥臂，阻断消除电流在电路的寄生电容与发射线圈之间发生谐振；发射线圈两端并联接入控制电流下降沿的馈能恒压钳位电路，提高电流下降沿的钳位电压，缩短下降沿时间。
[0007]本实用新型进一步地，ZCS-PffM变化器与H桥电路之间并联滤波电路，对电压进行滤波。
[0008]本实用新型进一步地，主电源连接主开关管V1后输出，谐振电感L r和谐振电容C r以及辅助开关管Va串联后在辅助开关管V3上反并联二极管D Va，构成Buck ZCS-PffM变化器，H桥电路并联在谐振电容(；以及辅助开关管Va串联结构上。
[0009]本实用新型进一步地，一开关器件V2、开关器件V3、开关器件V4、以及开关器件V5上分别反并联二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5构成H桥电路，发射线圈通过一端依次串联连接二极管D1。、电容(:3与二极管D13后形成放电回路，发射线圈通过另一端依次串联连接二极管Dn、电容(:3与二极管D 12后形成放电回路，电容C3串联馈能恒压钳位电路后与一电容C1并联，电容C:并联在主电源上。
[0010]本实用新型进一步地，馈能恒压钳位电路为串联在一起的开关J1和电阻R i，开关1上反并联二极管D113
[0011]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:
[0012]本实用新型将原有利用H桥电路上桥臂的开关管进行PffM硬开管技术控制发射线圈两端电压的功能分离出来，在H桥电路前端接入Buck ZCS-PffM控制电路来控制发射线圈两端电压，而只用H桥电路来控制电流流向，实现开关管的软开关，减小开关管的开关损耗，提尚发射电路的功率。在发射线圈两端并联接入馈能丨旦压钥'位电路，提尚电流下降沿钥'位电压，缩短下降沿时间。在负载线圈与H桥电路上下桥臂之间接入阻断二极管，消除电流在电路中的寄生电容与负载电感的谐振，进而减小下降沿电流的过冲与震荡。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施提供的新型瞬变电磁法脉冲电流发射电路框图；
[0014]图2为本实用新型实施提供的新型瞬变电磁法脉冲电流发射电路原理图；
[0015]图3为本实用新型实施提供的输出电流上升沿与平顶段控制电路原理图；
[0016]图4为本实用新型实施提供的发射电路驱动信号及输出电流波形；
[0017]图5为本实用新型实施提供的输出电流下降沿控制电路原理图；
[0018]图6为本实用新型实施提供的去过冲电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]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。
[0020]磁性源电磁法发射电流包括正向输出和负向输出两个极性，参见图1，瞬变电磁法脉冲电流发射电路框图，包括:主电源、Buck ZCS-PffM变化器、H桥电路、四个阻断二极管、发射线圈以及馈能恒压钳位电路；
[0021]参见图1结合图2，主电源仏与Buck ZCS-PffM变化器相连接，通过所述BuckZCS-PffM变化器控制发射线圈两端电压以实现控制上升沿与平顶段电流；Buck ZCS-PffM变化器与H桥电路相连接以实现控制电流流向进而实现发射电流波形为双极性梯形波；H桥电路与发射线圈相连接，H桥电路的上下桥臂与发射线圈相连接处各接入一个阻断二极管，分别为阻断二极管D6、阻断二极管D7、阻断二极管D8、阻断二极管D9，利用阻断二极管消除电流在电路的寄生电容与发射线圈之间发生谐振；发射线圈两端并联接入控制电流下降沿的馈能恒压钳位电路，提高电流下降沿的钳位电压，缩短下降沿时间。ZCS-PffM变化器与H桥电路之间并联滤波电路，对电压进行滤波。
[0022]主电源U1提供一个高压，通过Buck ZCS-PffM变化器对高压进行软开关降压变换，分别提供发射电流双极性梯形波上升沿与平顶段阶段所需要的电压，降压变换后，通过滤波电路对电压进行滤波，减小电压的纹波与噪声，之后通过H桥电路对所提供电压的方向进行切换以达到在发射线圈中产生双极性电流波形，在电流下降沿阶段Buck ZCS-PffM变化器停止工作，所以发射线圈两端正向电压为零，但由于负载线圈为电感，电感内的电流要继续流动，又由于阻断二极管的存在使得电流不能通过开关管的反向二极