[发明专利]一种适用于航空电磁发射系统的UPS电源装置

说明书

本发明提出了一种适用于航空电磁发射系统的UPS电源装置，用于解决当前直升机航空瞬变电磁系统中线圈处供电方式不稳定的问题。包括：感应电路、保护电路、整流电路、稳压储能电路、滤波电路、电压转换电路、锂电池供电电路、电源切换电路。在航空电磁发射系统处在大功率发射阶段时，线圈处用电设施供电由感应电路提供；在系统处在软起动或泄放阶段时，感应电路功率不足，通过电源切换电路自动切换至锂电池供电电路进行不间断供电。基于本发明，可以有效解决航空电磁发射系统在正常工作时，发射线圈处各用电设施的供电问题，实现航空电磁发射系统的长时间安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种适用于高功率电磁发射装置的电流感应取电与锂电池混合供电的UPS电源。

背景技术

地球物理电磁方法是开展地下矿产资源探测的重要技术手段，其通过观测由天然或人工场源激励下大地产生的电磁响应以获取大地系统的电磁传输函数，并以此为基础提取大地的电性参数分布信息。航空电磁法作为地球物理勘探的一个重要分支，是以飞机为运载工具的航空物探测量方法，具有勘查效率高、探测成本低、通行性好、一次勘探覆盖面积广等显著优点，适合于在地质地形条件复杂地区进行作业，实现地面探勘手段难以完成的任务。地航空瞬变电磁(ATEM)勘查系统根据搭载平台的不同，可分为固定翼飞机航空瞬变电磁(FTEM)系统和直升机航空瞬变电磁(HTEM)系统。其中，FTEM系统由于飞机改造成本较高，且需要在勘查地区附近有可供起降的机场等因素，应用范围较窄。

直升机航空瞬变电磁系统主要包括空中勘查系统和地面解析系统，其中，勘查系统包括发射系统和接收系统。发射系统采用直升机机载电源作为输入电源，经过一系列的电力变换，调制成为特定波形的脉冲发射电流。在直升机底部通过30m到60m左右的绳缆吊装发射线圈，发射线圈一般距地面30m到50m左右，直升机吊装该线圈在一定的勘探区域内飞行，脉冲发射电流通过吊装的发射线圈转换成脉冲电磁信号，向地下进行发射，脉冲电磁信号会激发地下介质产生感应电磁信号，接收系统的接收线圈接收地下介质产生的感应电磁信号，并将其转化为电信号，用于数据采集和处理，通过分析不同的地下介质产生的不同感应磁场信息，反演出地下的矿藏分布情况。

直升机航空瞬变电磁(HTEM)系统采用直升机作为设备搭载平台，飞机改装成本低，且机动灵活，已成为目前航空电磁勘探系统发展的主要趋势。基于直升机航空瞬变电磁系统的前级发射装置、搭载机械机构、数据收集及处理方法等关键性问题也逐渐成为目前主流的研究方向。

发明内容

针对当前直升机航空瞬变电磁(HTEM)系统中线圈处供电方式不稳定的问题，本发明旨在提出一种适用于航空电磁发射系统的UPS电源装置。

具体包括：感应电路、锂电池供电电路、电源切换电路、整流电路、保护电路、稳压储能电路、滤波电路、电压转换电路。

感应电路，用于在直升机航空瞬变电磁发射装置正常工作时，将输电线上交变电流通过电磁感应原理转换为电能；

锂电池供电电路，用于发射装置软起动和泄放阶段，通过感应电路获取的电能不足以维持机舱下用电设施的功率要求时的后备供能，维持电源装置不间断供电；

电源切换电路，用于切换感应取电与锂电池供电这两种供电方式；

整流电路，用于将感应电路取电后的交流电整流为直流电；

保护电路，包括两部分，第一部分位于感应电路之后，用于对感应电路后产生的电流尖峰进行泄放，保护后端整流电路，第二部分位于整流电路之后，用于对超过电容耐压值的电能进行过压泄放，保护后端稳压储能电路；

稳压储能电路，位于第二部分保护电路之后，用于稳定整流电路后的电压并存储感应取电后的电能；

滤波电路，用于对感应电路中的电流进行滤波以抑制电路中电流的上升速率；