【文章內(nèi)容簡介】 的時(shí)候，電路中的儲能元件會(huì)承受很大的沖擊，因此就有必要設(shè)計(jì)附加的能量吸收電路，提高電路的可靠性。近年來隨著軟關(guān)斷技術(shù)的發(fā)展，緩沖吸收電路有很多種，考慮到電路的實(shí)用性及設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)采用如圖 所示的充放電型 RCD 吸收電路。 圖 吸收電路主要原理圖 圖中 D1 和 D11 采用超快恢復(fù)的二極管， DL1 采用大電流快恢復(fù)二極管，與 R31 和 C1 共同組成 RCD 緩沖吸收電路。 本章總結(jié) 本章主要對瞬變電磁發(fā)射機(jī)的發(fā)射橋路進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括驅(qū)動(dòng)電路、光電隔離電路、 H 橋路的設(shè)計(jì)，其中 H 橋的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，特別是緩沖吸收電路的設(shè)計(jì)，因?yàn)榫彌_吸收電路設(shè)計(jì)的好壞直接影響發(fā)射波形的下降沿關(guān)斷時(shí)間長短，而下降沿的延遲時(shí)間長短又會(huì)直接影響到瞬變電磁探測的精度。 16 第 4 章 本設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 本章介紹了國外瞬變電磁發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo)，并且對本設(shè)計(jì)的發(fā)射機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，通過結(jié)果驗(yàn)證系統(tǒng)的工作性能。 加拿大 Geonics 公司 PROTEM 瞬變電磁儀 TEM47HP 井下探水系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下： 電流波形：偶極性方波 基本頻率： 2 、 285Hz 發(fā)射線圈尺寸：面積 平方米的正方形線 圈 輸出電壓： 0— 12V 最大輸出電流： 10A 重量： 6 公斤 本設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)主要指標(biāo) 本設(shè)計(jì)主要指標(biāo)如下： 發(fā)射線圈尺寸：面積 平方米的正方形線圈 線圈 1 的電阻約為 ，線圈 2 的電阻約為 輸出電壓范圍： 0— 2V 輸出電流范圍： 0— 30A 重量： 2 公斤以下 儀器的整體調(diào)試 如下圖 所示，將 FPGA 控制電路和發(fā)射橋路中的電源模塊 17 分別與外接電源連接，用大功率電源給 MOSFET 供電，在發(fā)射線圈即可得到想要的脈沖發(fā)射電壓波形。 圖 本設(shè)計(jì)各部分電路板相連實(shí)物圖 單個(gè)發(fā)射橋路實(shí)驗(yàn)結(jié)果 當(dāng)發(fā)射系統(tǒng)只使用單個(gè)發(fā)射橋路時(shí)，發(fā)射波形如下圖所示，指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。 圖 橋路 1發(fā)射電壓波形圖 18 圖 橋路 2發(fā)射電壓波形圖 橋路 1 與橋路 2 并聯(lián) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 當(dāng)發(fā)射系統(tǒng)使用兩個(gè)并聯(lián)橋路時(shí)，發(fā)射電壓波形如下圖 所示，根據(jù)示波器波形可以看出，兩個(gè)橋路很好地實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射電流的同步。 圖 兩個(gè)橋路并聯(lián)發(fā)射電壓波形圖 19 發(fā)射橋路關(guān)斷沿波形 發(fā)射橋路 1 關(guān)斷波形如圖 所示，根據(jù)示波器波形可看出，關(guān)斷延遲時(shí)間小于 50us，滿足設(shè)計(jì)要求。 圖 發(fā)射橋路 1關(guān)斷延遲時(shí)間波形圖 發(fā)射橋路 2 關(guān)斷波形如圖 所示，根據(jù)示波器波形可看出，關(guān)斷延遲時(shí)間小于 50us，滿足設(shè)計(jì)要求。 圖 發(fā)射橋路 2關(guān)斷延遲時(shí) 間波形圖 20 本章小結(jié) 本章主要對該設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，并與國外已有瞬變電磁發(fā)射機(jī)性能進(jìn)行比較，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知該設(shè)計(jì)滿足了設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出了發(fā)射線圈面積 平方米、最大發(fā)射電流 30A、關(guān)斷延遲時(shí)間小于 50um、可以多個(gè)發(fā)射橋路并聯(lián)疊加的瞬變電磁發(fā)射機(jī)。 21 總結(jié) 本文主要介紹了利用 FPGA 進(jìn)行控制的瞬變電磁發(fā)射機(jī)，并完成了相應(yīng)部分的電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于發(fā)射橋路的設(shè)計(jì)以及發(fā)射橋路的并聯(lián)，因此發(fā)射橋路的功率器件選擇、光電隔離及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、緩沖吸收電路設(shè) 計(jì)、控制信號的同步成為本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)以及難點(diǎn)。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于使用了兩個(gè)發(fā)射橋路并聯(lián)，國內(nèi)外研制出的瞬變電磁發(fā)射機(jī)都是使用單個(gè)發(fā)射橋路，發(fā)射功率及發(fā)射電流等參數(shù)有所局限，本設(shè)計(jì)考慮使用兩個(gè)發(fā)射橋路并聯(lián)，因此發(fā)射功率和發(fā)射電流都得到明顯提高。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)出了發(fā)射線圈面積 平方米、最大發(fā)射電流 30A、關(guān)斷延遲時(shí)間小于 50um、可以多個(gè)發(fā)射橋路并聯(lián)疊加的瞬變電磁發(fā)射機(jī)。 22 參考文獻(xiàn) [1] 林君 .電磁探測技術(shù)在工程與環(huán)境中的應(yīng)用現(xiàn)狀 [J].物探與化 探（ 2020） .6:111 [2] 王淑玲．基于浮點(diǎn)放大的瞬變電磁法接收機(jī)的研制 [D]．長春：吉林大學(xué) .2020． [3] 劉麗萍．基于 DSP 的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制 [D]．長春：吉林大學(xué) .2020． [4] 嵇艷鞠，林君，程德福，于生寶 .ATEMⅡ 瞬變電磁儀數(shù)據(jù)處理軟件的研制與應(yīng)用 [J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào) (地球科學(xué)版 ).2020，33(2):242245 [5] 嵇艷鞠，林君，于生寶 。 朱凱光 。 王忠 。 王靜 .強(qiáng)場源 TEM測量儀器和在大礦山接替資源勘探中的應(yīng)用研究 .地震地質(zhì) .2020年， 115122 [6] 王忠，嵇艷鞠 ,林君 ,于生寶 ,周國華 .全程瞬變電磁探測系統(tǒng)的淺層探測實(shí)驗(yàn)研究 .吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版） .35（增）： 9598 [7] 李俊唐，付志紅，蘇向豐，劉翔宇 .梯形脈沖瞬變電磁發(fā)射機(jī) .電測與儀表 .2020 年第 2 期 . 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