基于SiC MOSFET的浅层高分辨瞬变电磁发射机研制

作     者：淳少恒 王飞飞 陈儒军 申瑞杰 彭鑫 许超 殷昊 CHUN ShaoHeng;WANG FeiFei;CHEN RuJun;SHEN RuiJie;PENG Xin;XU Chao;YIN Hao

作者机构：无锡职业技术学院无锡214121 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 中南大学AIoT(人工智能物联网)与地质地球物理创新创业教育中心长沙410083 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFF0706201) 校级博士科研课题基金项目(10492722007) 校级自然科学类科研创新团队(ZKTD202403) “太湖之光”科技攻关(基础研究)(K20241058) 江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究面上项目(22KJB510044) 江苏省“双创博士”计划(JSSCBS20221066) 江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究重大项目(23KJA510010) 江苏省高校科技创新团队项目联合资助 

出 版 物：《地球物理学进展》 (Progress in Geophysics)

年 卷 期：2025年第40卷第1期

页      码：358-371页

摘      要：瞬变电磁发射机作为瞬变电磁法勘探的重要组成部分,它的性能几乎就决定了该方法勘探的有效性.为对浅层甚至是甚浅层采用多匝小线圈进行精确勘探,本文基于SiC MOSFET器件设计一种改进型的瞬变电磁发射机.SiC MOSFET是第三代半导体,相比目前被广泛应用的Si IGBT,该器件在耐压、耐流、散热和响应速度方面均有显著提升.关断时间作为发射机的一项重要参数,基本决定了一次场与二次场信号的耦合程度.为不丢失甚浅层和较浅层信息,本文设计的发射机支持大小两种电流切换发射.当对甚浅层或较浅层区域进行勘探时,可选择1.1 A小电流发射,关断时间只有4μs.当对浅层区域进行勘探时,可选择16.2 A大电流发射,关断时间为35μs.为给后期处理提供发射电流数据支撑,本文设计了支持变采样率的电流采集系统来对发射波形进行全时域采集.当处于发射波形上升沿或下降沿附近区域时,采集系统自动选择1.8 MSPS高采样率进行采样,当处于发射波形稳态区域时,采集系统自动选择50 KSPS最低采样率进行采样.测试表明,通过变采样率采样,能有效平衡采集精度和数据量,从而保证了存储系统的稳定性.此外,本发射机电路板尺寸较小,只有255 mm×192 mm,并且支持12 V蓄电瓶供电,所以便携性较好,能一定程度上提高野外勘探效率.

主 题 词：关断时间 SiC MOSFET 无源恒压钳位 大小电流切换发射 变采样率 

学科分类：081801[081801] 081802[081802] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 

核心收录：

D　O　I：10.6038/pg2025II0069

馆 藏 号：203157427...