[发明专利]基于阵列逆变充电的核磁共振探水发射装置及工作方法

权利要求书

1.一种基于阵列逆变充电的核磁共振探水发射装置，其特征在于，包括：

PC机，内置有上位机软件对发射电压、叠加次数、拉莫尔频率、发射持续时间、能量释放时间参数进行设置；

MCU主控单元，与PC机进行通讯，对阵列逆变电源进行控制，并将电流电压检测模块检测到的发射桥路的电流电压信号传递至PC机；

FPGA逻辑控制单元，接受所述MCU主控单元的启动命令，产生的具有拉莫尔频率时序通过驱动模块驱动发射桥路，使得发射桥路工作，将高压直流电信号转变成具有当地拉莫尔频率的高压交变电信号；

能释单元，通过MCU主控单元控制，连接激发线圈的储能电容组，在发射结束后根据储能电容组中的剩余电量，通过能释单元将剩余电量进行释放；

所述阵列逆变电源包括并联的多个逆变电源模块，所述多个逆变电源模块与电压控制模块的输出连接，同时通过连接的均流控制单元对各个逆变电源模块进行电流均分，通过电流值反馈进行电流实时调节，使得每个逆变电源模块输出的电流相同；

所述阵列逆变电源通过同步输出模块对储能电容组进行恒流充电；

逆变电源模块包括：

将低压电信号转化为高频交变低压电信号的全桥逆变模块；

通过原边端接受高频交变低压电信号，经副边端输出高频高压电信号的高压变压器；

对高压变压器的输出电压进行检测的控制模块；

通过控制模块的控制对全桥逆变模块进行驱动，使得高压变压器稳定输出高频高压电信号的驱动模块；

对高压变压器的输出电压进行整流滤波的整流单元；以及，

检测电路，对整流后的恒流输出进行检测并传至均流控制单元进行电流均分调控；

整流单元转换后的高压电信号通过采样电阻进行电流转换，并进行恒流输出；

均流控制单元首先对挂载的逆变电源模块数量N进行检测记录，而后根据设定的发射电压与发射装置发射一次后电压差值为V_D大小，来决定对储能电容组充电的电流I_D大小，以此基准对所有模块进行实时调整，在进行多次叠加发射时形成梯度电流对储能电容充电。

2.一种基于阵列逆变充电的核磁共振探水发射装置的工作方法，其特征在于，

1)、将发射装置中的配谐电容和激发线圈两端相连；

2)、通过PC机软件对发射电压、叠加次数、拉莫尔频率、发射持续时间、能量释放时间参数进行设置，并经由通信接口传送至MCU主控单元；MCU主控单元对电压参数进行D/A转换，得到驱动电压控制模块控制字节，然后阵列逆变电源开始工作，并实时将电压值反馈给上位机，控制阵列逆变电源的恒流输出值；

3)在阵列逆变电源进行工作同时，MCU主控单元通过通信总线启动FPGA逻辑控制单元时序发生部分，FPGA逻辑控制单元产生的具有拉莫尔频率时序来驱动发射桥路驱动模块，使得大功率发射桥路工作，将高压直流电信号转变成具有当地拉莫尔频率的高压交变电信号；

4)在发射工作时，电流电压检测模块对发射电流进行实时采集，并且经过取样电阻转换成电压值，将采集回的电压电流值进行A/D转换，经由MCU主控单元反馈回给PC机软件进行实时显示；

5)在发射结束后根据储能电容中的剩余电量，通过能释单元将剩余电量进行释放，已达到安全的目的；

所述阵列逆变电源包括并联的多个逆变电源模块，所述多个逆变电源模块与电压控制模块的输出连接，同时通过连接的均流控制单元对各个逆变电源模块进行电流均分，通过电流值反馈进行电流实时调节，使得每个逆变电源模块输出的电流相同；还包括：

步骤c:第一组逆变电源模块组将低压电信号通过全桥逆变转化为高频交变低压电信号，送至高压变压器原边端，经过高压变压器后副边端输出高频高压电信号，其中控制模块主要是对变压器的输出电压进行检测，同时调节驱动电路，使得变压器稳定输出高频高压电信号，高频高压电信号经过整流滤波电路后，输出稳定的直流高压电信号，转换后的高压电信号通过高精度采样电阻进行电流转换，并进行恒流输出；

步骤d:在第一组逆变电源模块进行工作的同时，其余的逆变电源模块同时进行工作，均流控制单元对各个逆变电源模块进行电流均分，通过电流值反馈进行电流实时调节，使得逆变电源模块输出的电流相同；然后将所有逆变电源模块输出电流经由同步输出模块对储能电容组进行恒流充电，达到预定设置发射电压后停止对储能电容充电，至此完成一次发射。

3.按照权利要求2的工作方法，其特征在于，还包括：

步骤e：均流控制单元首先对挂载的逆变电源模块数量检测记录，而后根据设定的发射电压与发射装置发射一次后电压差值V_D大小，来决定对储能电容组充电的电流I_D大小，其中每个逆变电源模块的充电电流基准为I＝I_D/N，N为逆变电源模块的数量；均流控制单元以此基准对所有模块进行实时调整，在进行多次叠加发射时，重复步骤c-e，形成梯度电流对储能电容组充电。