[实用新型]一种级联式大功率发射机

说明书

技术领域

本实用新型涉及地球物理勘查领域，尤其涉及一种级联式大功率发射机。

背景技术

在当前较流行的地球物理电磁探测技术中，大地电磁探测法(MT)以及可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部地质信息探测领域具有较明显的优势。MT方法是由苏联学者吉洪诺夫和法国学者卡尼亚共同提出的，它通过检测大地中广泛分布的(10^-4～10⁴Hz)天然电磁场来对地球深部地质信息进行探测，具有很大的探测深度，可达上百公里。该方法不需要人工场源激励，具有装备轻便、成本低等优点，但是由于被检测信号幅值微弱，频率范围广，对接收系统的最小分辨率与温度稳定性有很高的要求，且出于数据叠加消噪的需要，一个测点需要进行长时间观测，工作效率低下。

CSAMT方法是在MT及其衍生方法AMT(音频大地电磁法)的基础上发展起来的人工场源电磁探测方法。它通过检测音频范围(10^-1～10³Hz)范围内的电磁信号可以对地下3Km以内的目标进行探测。由于采用人工场源，可以根据不同的探测条件与探测目标，改变发射机的功率输出大小与频率范围，增强被观测信号的信噪比，提高了探测的精度和深度，相对MT方法具有更高的工作效率。

如图1所示是最简单的标量CSAMT法标量测量的平面布置图。

在实际应用中，图1中供电极距AB通常在1000m～2000m左右，根据地质情况与接地处理程度的不同，接地电阻的值变动范围非常大。在接地电阻较大的情况下，要想提高供电电流，则必须要求发射机有很高的输出电压，以满足不同条件下大电流输出的能力。由此可见，CSAMT方法中要求发射机具有高电压、大电流输出的特点，为发射机研制带来了很大困难。目前常用的发射机采用的是功率H桥路进行输出端电压的逆变输出功能，常见的功率H桥路结构如图2所示，图2中的功率开关管是成对工作，Q1、Q3为一组，Q2、Q4为一组，工作时Q1、Q3打开时电流从左向右流动，Q2、Q4打开时发射电流从右向左流动。工作时忽略功率开关管Q1～Q4的导通压降，则加载在负载上的电压即系统的供电电压Vcc。在实际应用中由于IGBT的耐压限制，通常供电电压不能高于700～800V，电压越高IGBT允许通过的额定电流也就越小，且此时IGBT在工作时容易被损坏，限制了向外发射功率最大范围。

目前常用的发射装置采用的是一个发射桥路的方式，常用的发射机结构如图3所示，控制系统控制发射机产生特定方式的发射波形，并将此控制波形输出至驱动电路，驱动电路与控制系统采用隔离连接在一起，并将控制系统的控制波形放大后控制IGBT桥路进行工作，直流电源与IGBT桥路共同构成了发射系统的功率输出部分，根据控制系统的控制要求输出指定的大功率发射电流。保护电路主要对系统的过流、过压、过热及功率H桥路开关异常等情况下系统的安全性进行控制，能保证系统工作安全。

由于现在的发射系统通常采用的是单个功率H桥路的设计方式，受到IGBT耐压性的限制输出的发射电压不能升的太高，这也进一步导致输出的发射电流不能进一步升高，系统总体输出功率较低，系统的整体探测深度与信号质量受到影响。

另外，即使使用高压的IGBT进行设计，要求供电电源的功率很大，电源输出功率与电源的体积具有正相关关系，即功率越大电源体积也越大，这就给电源的制作及使用提出了很大的挑战，在设计中需要选择更加优质的器件，提高了制作成本同时稳定性也受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种级联式大功率发射机，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型通过采用多个功率H桥路串联工作的方式解决现有发射机输出电压较低，输出功率不足的特点，降低系统的设计制作难度，提高系统稳定性，通过提高发射功率进而提高探测深度与探测效果，为矿产资源勘查服务。