一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]針對(duì)國(guó)家對(duì)地下深部隱蔽資源探測(cè)、地下水探測(cè)和地質(zhì)工程探測(cè)的需要，瞬變電磁探測(cè)技術(shù)成為勘探領(lǐng)域的重要部分。發(fā)射機(jī)電源功率的大小直接與接收信號(hào)的強(qiáng)度與準(zhǔn)確性息息相關(guān)。在探測(cè)儀發(fā)射機(jī)的研制中，要求發(fā)射功率大于1000W,發(fā)射電流在0-30A連續(xù)可調(diào)，而傳統(tǒng)的大功率電源系統(tǒng)使用發(fā)電機(jī)設(shè)備，體積大，攜帶不便，同時(shí)，針對(duì)野外探測(cè)工作能量消耗消耗大的問(wèn)題，還需要滿足電能的及時(shí)補(bǔ)給。如果能夠?qū)l(fā)射電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)軟件監(jiān)測(cè)控制的話，設(shè)備可以自動(dòng)調(diào)節(jié)電源充放電電路，讓其實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化，就可以提尚瞬變電磁探測(cè)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)，包括主控制器、電源模塊、充電器、儲(chǔ)能裝置、逆變電路、充放電電路和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路;所述電源模塊、充電器、儲(chǔ)能裝置、逆變電路、充放電電路和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路順次串聯(lián)，所述儲(chǔ)能裝置與所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路連接，所述主控制器分別與所述電源模塊、逆變電路和充放電電路。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電源信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控、顯示和處理，其中通過(guò)所述主控制器對(duì)所述充放電電路進(jìn)行程控均衡式充放電控制，實(shí)現(xiàn)電壓的智能轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)能，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路實(shí)現(xiàn)對(duì)高輸入電壓信號(hào)的可調(diào)穩(wěn)壓降壓，轉(zhuǎn)換迅速，功能強(qiáng)大，系統(tǒng)運(yùn)用檔位切換的方式來(lái)自動(dòng)轉(zhuǎn)換，操作簡(jiǎn)單、方便，實(shí)現(xiàn)了能源利用的優(yōu)化，有助于提高瞬變電磁探測(cè)精度，具有很好的實(shí)用性和應(yīng)用前景。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn):
[0007]進(jìn)一步:所述主控制器采用型號(hào)為STM32F103ZET6的ARM芯片。
[0008]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:STM32F103ZET6是一種32位基于ARM核心的為控制其，內(nèi)置512K高速字節(jié)閃存，有豐富的增強(qiáng)I/O端口，具有較寬的工作溫度范圍，同時(shí)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理能力。
[0009]進(jìn)一步:所述電源模塊包括至少一個(gè)太陽(yáng)能電池組和/或至少一個(gè)發(fā)電機(jī)組。
[0010]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)所述太陽(yáng)能電池組和/或發(fā)電機(jī)組可以為整個(gè)電源系統(tǒng)提供電能，并將其提供的電能轉(zhuǎn)移到所述儲(chǔ)能裝置中進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0011]進(jìn)一步:所述儲(chǔ)能裝置包括至少一個(gè)12V可充電鋰電池。
[0012]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)所述儲(chǔ)能裝置可以對(duì)所述發(fā)電組轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，電能的轉(zhuǎn)化效率較高。
[0013]進(jìn)一步:所述逆變電路采用型號(hào)為SG3525的P麗控制芯片或型號(hào)為IR2110的高壓懸浮驅(qū)動(dòng)器芯片。
[0014]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)所述逆變電路可以對(duì)所述儲(chǔ)能裝置的電壓輸出的電壓進(jìn)行升壓處理，并將直流電壓轉(zhuǎn)換成占空比可調(diào)的交流電壓，且通過(guò)控制交流電壓的占空比來(lái)調(diào)節(jié)交流電壓的大小，簡(jiǎn)單方便。
[0015]進(jìn)一步:所述充放電電路包括多路充放電單元，且相鄰兩路所述充放電單元之間通過(guò)繼電器連接。
[0016]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)多路充放電單元可以實(shí)現(xiàn)均衡式充放電，可以實(shí)現(xiàn)電能的智能化存儲(chǔ)，通過(guò)所述主控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述充放電電路的狀態(tài)，并自動(dòng)切換搭接檔位實(shí)現(xiàn)充放電自動(dòng)切換，智能化程度較高。
[0017]進(jìn)一步:每個(gè)所述充放電單元包括放大電路、開(kāi)關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路、開(kāi)關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路順次串聯(lián)。
[0018]進(jìn)一步:所述充放電單元的具體電路如下:所述放大電路包括電阻RO1、電阻R02、電容COl和三極管QO，所述電阻R02的一端與所述主控制器的一路輸出端口連接，另一端與所述三極管QO的基極連接，所述三極管QO的發(fā)射極接地，且所述電阻ROl和電容COl均并聯(lián)在所述三極管QO的基極和發(fā)射極之間，所述三極管QO的集電極與所述開(kāi)關(guān)電路連接；
[0019]所述開(kāi)關(guān)電路包括二極管DO和繼電器K0，且所述繼電器KO的一個(gè)壓控端與所述三極管QO的集電極連接，所述繼電器KO的另一個(gè)壓控端與外部電源VCC連接，且所述二極管DO的正極與所述三極管QO的集電極連接，負(fù)極與外部電源VCC連接，所述繼電器KO的活動(dòng)觸點(diǎn)與所述電容電路連接，所述繼電器KO的常開(kāi)觸點(diǎn)與相鄰的所述充放電單元中的電容電路連接，所述繼電器KO的常閉觸點(diǎn)接地；
[0020]所述電容電路包括電阻R0-R3、電容C0-C3、電阻R03和電阻R04，所述電容C3、電容C2、電容Cl和電容CO順次串聯(lián)在所述繼電器KO的活動(dòng)觸點(diǎn)與地之間，且所述電阻R3、R2、Rl和RO分別對(duì)應(yīng)并聯(lián)在所述電容C3、C2、C1和CO兩端，所述電阻R03和電阻R04也串聯(lián)在所述繼電器KO的活動(dòng)觸點(diǎn)與地之間，且所述電阻R03和電阻R04的公共端與所述AD轉(zhuǎn)換電路連接；
[0021]所述AD轉(zhuǎn)換電路包括AD轉(zhuǎn)換芯片AO和電容C02，所述AD轉(zhuǎn)換芯片AO的2號(hào)引腳連接與所述電阻R03和電阻R04的公共端連接，3、4號(hào)引腳接地，5、6、7號(hào)引腳與所述主控制器的I/O口連接，8號(hào)引腳與外部電源VCC連接，8號(hào)引腳還通過(guò)電容C02接地，I號(hào)引腳接外部參考電壓Vref。
[0022]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)上述電路結(jié)構(gòu)可以通過(guò)所述充電芯片AO可以實(shí)時(shí)采集檢測(cè)電容的充電狀態(tài)，并根據(jù)電容的充電狀態(tài)進(jìn)行搭接檔位的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)多路充放電單元均衡式充電。
[0023]進(jìn)一步:所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路采用型號(hào)為L(zhǎng)TC3810的芯片。
[0024]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:LTC3810芯片可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，且芯片內(nèi)部設(shè)置有I Ω棧極驅(qū)動(dòng)器最大限度地減少了由于以高頻和高電壓驅(qū)動(dòng)N溝道MOSFET(旨在提供高達(dá)25A的輸出電流)所引起的開(kāi)關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定輸出電壓在0-60V穩(wěn)定可調(diào)。
[0025]進(jìn)一步:還包括穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路串聯(lián)在所述逆變電路和所述充放電電路之間。
[0026]上述進(jìn)一步方案的有益效果是:提供所述穩(wěn)壓電路可以為所述所述充放電電路提供穩(wěn)定的充電電壓，提高充電效率，并能延長(zhǎng)所述沖放電電路的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型的一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實(shí)用新型的一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)中充放電單元的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0030]如圖1所示，一種瞬變電磁探測(cè)大功率電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括主控制器、電源模塊、充電器、儲(chǔ)能裝置、逆變電路、充放電電路和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路;所述電源模塊、充電器、儲(chǔ)能裝置、逆變電路、充放電電路和穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路順次串聯(lián)，所述儲(chǔ)能裝置與所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路連接，所述主控制器分別與所述電源模塊、逆變電路和充放電電路。
[0031]本實(shí)施例中，所述主控制器采用型號(hào)為STM32F103ZET6的ARM芯片。STM32F103ZET6是一種32位基于ARM核心的為控制其，內(nèi)置512K高速字節(jié)閃存，有豐富的增強(qiáng)I/O端口，具有較寬的工作溫度范圍，同時(shí)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理能力。
[0032]優(yōu)選地，所述電源模塊包括至少一個(gè)太陽(yáng)能電池組和/或至少一個(gè)發(fā)電機(jī)組。通過(guò)所述太陽(yáng)能電池組和/或發(fā)電機(jī)組可以為整個(gè)電源系統(tǒng)提供電能，并將其提供的電能轉(zhuǎn)移到所述儲(chǔ)能裝置中進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0033]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能裝置包括至少一個(gè)12V可充電鋰電池。通過(guò)所述儲(chǔ)能裝置可以對(duì)所述發(fā)電組轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)行存儲(chǔ)，電能的轉(zhuǎn)化效率較高。
[0034]本實(shí)施例中，所述逆變電路采用型號(hào)為SG3525的Pmi控制芯片或型號(hào)為IR2110的高壓懸浮驅(qū)動(dòng)器芯片。通過(guò)所述逆變電路可以對(duì)所述儲(chǔ)能裝置的電壓輸出的電壓進(jìn)行升壓處理，并將直流電壓轉(zhuǎn)換成占空比可調(diào)的交流電壓，且通過(guò)控制交流電壓的占空比來(lái)調(diào)節(jié)交流電壓的大小，簡(jiǎn)單方便。
[0035]本實(shí)施例中，所述充放電電路包括多路充放電單元，且相鄰兩路所述充放電單元之間通過(guò)繼電器連接。通過(guò)多路充放電單元可以實(shí)現(xiàn)均衡式充放電，可以實(shí)現(xiàn)電能的智能化存儲(chǔ)，通過(guò)所述主控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述充放電電路的狀態(tài)并實(shí)時(shí)顯示，且根據(jù)所述充放電電路的狀態(tài)自動(dòng)切換搭接檔位實(shí)現(xiàn)充放電自動(dòng)切換，智能化程度較高。
[0036]每個(gè)所述充放電單元包括放大電路、開(kāi)關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路、開(kāi)關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路順次串聯(lián)。
[0037]具體地，所述充放電單元的具體電路如下:所述放大電路包括電阻RO1、電阻R02、電容C