一種瞬變電磁探測大功率電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實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大功率電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]針對國家對地下深部隱蔽資源探測、地下水探測和地質(zhì)工程探測的需要，瞬變電磁探測技術(shù)成為勘探領(lǐng)域的重要部分。發(fā)射機電源功率的大小直接與接收信號的強度與準(zhǔn)確性息息相關(guān)。在探測儀發(fā)射機的研制中，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)電機設(shè)備，體積大，攜帶不便，同時，針對野外探測工作能量消耗消耗大的問題，還需要滿足電能的及時補給。如果能夠?qū)l(fā)射電源的設(shè)計實現(xiàn)軟件監(jiān)測控制的話，設(shè)備可以自動調(diào)節(jié)電源充放電電路，讓其實現(xiàn)能源利用的最大化，就可以提尚瞬變電磁探測精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種瞬變電磁探測大功率電源系統(tǒng)。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種瞬變電磁探測大功率電源系統(tǒng)，包括主控制器、電源模塊、充電器、儲能裝置、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]本實用新型的有益效果是:本實用新型的一種瞬變電磁探測大功率電源系統(tǒng)，實現(xiàn)了對電源信號的實時采集、監(jiān)控、顯示和處理，其中通過所述主控制器對所述充放電電路進行程控均衡式充放電控制，實現(xiàn)電壓的智能轉(zhuǎn)化和儲能，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路實現(xiàn)對高輸入電壓信號的可調(diào)穩(wěn)壓降壓，轉(zhuǎn)換迅速，功能強大，系統(tǒng)運用檔位切換的方式來自動轉(zhuǎn)換，操作簡單、方便，實現(xiàn)了能源利用的優(yōu)化，有助于提高瞬變電磁探測精度，具有很好的實用性和應(yīng)用前景。
[0006]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進:
[0007]進一步:所述主控制器采用型號為STM32F103ZET6的ARM芯片。
[0008]上述進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I/O端口，具有較寬的工作溫度范圍，同時具有較強的數(shù)據(jù)計算和處理能力。
[0009]進一步:所述電源模塊包括至少一個太陽能電池組和/或至少一個發(fā)電機組。
[0010]上述進一步方案的有益效果是:通過所述太陽能電池組和/或發(fā)電機組可以為整個電源系統(tǒng)提供電能，并將其提供的電能轉(zhuǎn)移到所述儲能裝置中進行存儲。
[0011]進一步:所述儲能裝置包括至少一個12V可充電鋰電池。
[0012]上述進一步方案的有益效果是:通過所述儲能裝置可以對所述發(fā)電組轉(zhuǎn)化的電能進行存儲，電能的轉(zhuǎn)化效率較高。
[0013]進一步:所述逆變電路采用型號為SG3525的P麗控制芯片或型號為IR2110的高壓懸浮驅(qū)動器芯片。
[0014]上述進一步方案的有益效果是:通過所述逆變電路可以對所述儲能裝置的電壓輸出的電壓進行升壓處理，并將直流電壓轉(zhuǎn)換成占空比可調(diào)的交流電壓，且通過控制交流電壓的占空比來調(diào)節(jié)交流電壓的大小，簡單方便。
[0015]進一步: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繼電器連接。
[0016]上述進一步方案的有益效果是:通過多路充放電單元可以實現(xiàn)均衡式充放電，可以實現(xiàn)電能的智能化存儲，通過所述主控制器實時監(jiān)測所述充放電電路的狀態(tài)，并自動切換搭接檔位實現(xiàn)充放電自動切換，智能化程度較高。
[0017]進一步:每個所述充放電單元包括放大電路、開關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路、開關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路順次串聯(lián)。
[0018]進一步: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的集電極與所述開關(guān)電路連接；
[0019]所述開關(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的活動觸點與所述電容電路連接，所述繼電器KO的常開觸點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的活動觸點與地之間，且所述電阻R3、R2、Rl和RO分別對應(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的活動觸點與地之間，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號引腳連接與所述電阻R03和電阻R04的公共端連接，3、4號引腳接地，5、6、7號引腳與所述主控制器的I/O口連接，8號引腳與外部電源VCC連接，8號引腳還通過電容C02接地，I號引腳接外部參考電壓Vref。
[0022]上述進一步方案的有益效果是:通過上述電路結(jié)構(gòu)可以通過所述充電芯片AO可以實時采集檢測電容的充電狀態(tài)，并根據(jù)電容的充電狀態(tài)進行搭接檔位的自動切換，實現(xiàn)多路充放電單元均衡式充電。
[0023]進一步:所述穩(wěn)壓調(diào)節(jié)輸出電路采用型號為LTC3810的芯片。
[0024]上述進一步方案的有益效果是:LTC3810芯片可以實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)，且芯片內(nèi)部設(shè)置有I Ω棧極驅(qū)動器最大限度地減少了由于以高頻和高電壓驅(qū)動N溝道MOSFET(旨在提供高達(dá)25A的輸出電流)所引起的開關(guān)損耗，實現(xiàn)了穩(wěn)定輸出電壓在0-60V穩(wěn)定可調(diào)。
[0025]進一步: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，并能延長所述沖放電電路的使用壽命。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的一種瞬變電磁探測大功率電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實用新型的一種瞬變電磁探測大功率電源系統(tǒng)中充放電單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0030]如圖1所示，一種瞬變電磁探測大功率電源系統(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]本實施例中，所述主控制器采用型號為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I/O端口，具有較寬的工作溫度范圍，同時具有較強的數(shù)據(jù)計算和處理能力。
[0032]優(yōu)選地，所述電源模塊包括至少一個太陽能電池組和/或至少一個發(fā)電機組。通過所述太陽能電池組和/或發(fā)電機組可以為整個電源系統(tǒng)提供電能，并將其提供的電能轉(zhuǎn)移到所述儲能裝置中進行存儲。
[0033]優(yōu)選地，所述儲能裝置包括至少一個12V可充電鋰電池。通過所述儲能裝置可以對所述發(fā)電組轉(zhuǎn)化的電能進行存儲，電能的轉(zhuǎn)化效率較高。
[0034]本實施例中，所述逆變電路采用型號為SG3525的Pmi控制芯片或型號為IR2110的高壓懸浮驅(qū)動器芯片。通過所述逆變電路可以對所述儲能裝置的電壓輸出的電壓進行升壓處理，并將直流電壓轉(zhuǎn)換成占空比可調(diào)的交流電壓，且通過控制交流電壓的占空比來調(diào)節(jié)交流電壓的大小，簡單方便。
[0035]本實施例中，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繼電器連接。通過多路充放電單元可以實現(xiàn)均衡式充放電，可以實現(xiàn)電能的智能化存儲，通過所述主控制器實時監(jiān)測所述充放電電路的狀態(tài)并實時顯示，且根據(jù)所述充放電電路的狀態(tài)自動切換搭接檔位實現(xiàn)充放電自動切換，智能化程度較高。
[0036]每個所述充放電單元包括放大電路、開關(guān)電路、電容電路和AD轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路、開關(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