论文部分内容阅读
电磁法是寻找金属矿产资源最为有效的地球物理勘探方法。随着能源的日益紧张，需要探测深度更深、性能更高的电磁勘探发射机。作为电磁法勘探必备的仪器设备，电磁勘探发射机将恒稳电性源以所需要的频率进行逆变，通过接地电极发射出去，用以获得有效的的电磁场来进行地球物理勘探。在电磁勘探发射机中运用全控型高频器件IGBT可以有效减小发射机的体积，方便野外作业。由于电磁勘探发射机经常工作在野外，工况比较复杂，因此研究高频IGBT的驱动、保护及吸收技术对提高我国物探装备的可靠性和技术水平具有相当重要的意义。 本文阐述了IGBT的结构、工作原理、栅极特性、开关特性及安全工作区;借鉴了目前IGBT驱动和保护技术的经验，分析了现有的驱动电路形式、保护电路形式及专用驱动模块;总结了IGBT对驱动电路和保护电路的各种要求。 针对电磁勘探发射机功率电路对驱动电路和保护电路的要求，基于发射机中使用的CM200DU-24NFH，以专用驱动模块TX-KA962和2SD315AI为核心，设计了相应的驱动电路、过压保护电路、过流保护电路。 分析了IGBT过热的原因和IGBT的损耗，对IGBT的开关损耗和导通损耗进行了理论分析和仿真;利用CAD和Solidworks设计了散热器，并根据IGBT的损耗进行了热仿真，设计了基于KSD温控开关的温度监测和温度保护电路及强迫风冷却系统。 分析了IGBT过电压产生的原因，对几种常见功率母线的连接方法和适用性进行了分析和总结;结合三相整流桥和IGBT的结构参数，设计了叠层母排，有效地减小了功率母线的杂散电感。 总结了实际应用中的几种吸收电路，在saber软件中进行了仿真验证和分析，结合实际调试过程中的C、RC、RCD吸收电路的吸收效果和损耗，确定了吸收电路的形式及CDE突波吸收电容和EPCOS突波吸收电容。