脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源的製作方法

2023-12-11 17:28:12

專利名稱：脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種整流合成式電壓源，尤其涉及一種脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源。
背景技術：
在脈衝中子測井儀器中，中子發生器是其不可缺少的組成部份，而中子管又是中子發生器的核心部件。中子管的陽極需要加有幅度在1800V～2400V的不同模式的正電壓。例如在多功能水流測井儀中，當工作於中子壽命測量(NLL)方式時，陽極電壓Va是寬度從100μs到600μs可選的脈衝電壓，且要求脈衝電壓後沿甚短，當工作於水流測井(WFL)方式時，要求Va是間歇式直流電壓，是兩種完全不同的電壓源，所以現有的中子管陽極電壓源需要兩個不同的電壓源電路，其存在變壓器尺寸大，電路硬體多的缺點。

發明內容
本實用新型目的是提供一種採用整流合成方式提供雙電源的脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，其解決了現有技術變壓器尺寸大、硬體多的缺點。
本實用新型的技術解決方案是一種脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，包括雙脈衝觸發電路U1，其可提供兩列相位互補的觸發脈衝；升壓及整流電路U2，其可將兩列觸發脈衝進行升壓和整流來合成陽極脈衝電壓；放電電路U5，其可在放電脈衝控制下對陽極脈衝電壓進行後沿放電；放電脈衝發生電路U4，其可產生與陽極脈衝電壓同頻的放電脈衝；放電脈衝功率放大電路U3，其可對放電脈衝進行功率驅動；放電脈衝升壓電路U6，其可對功率驅動後的放電脈衝進行升壓並控制放電電路的導通；
上述雙脈衝觸發電路U1的兩個輸出端分別與升壓及整流電路U2的兩個輸入端相連，所述升壓及整流電路U2的輸出高端與中子發生器中子管G相連，其另一端接地；所述放電脈衝發生電路U4的輸出端與放電脈衝功率放大電路U3的輸入端相連，放電脈衝功率放大電路U3的輸出端與放電脈衝升壓電路U6的輸入端相連，放電脈衝升壓電路U6的輸出端與放電電路U5的控制端相連，所述放電電路U5的輸入端與升壓及整流電路U2的輸出高端相連。
上述放電電路U5包括限流電阻R，至少一個放電開關管；所述限流電阻R的一端與升壓及整流電路U2的輸出高端相連，其另一端與放電開關管的輸入端相連，所述放電開關管的低端接地。
上述放電電路U5以包括三個放電開關管VT3、VT4、VT5為佳，所述三個放電開關管VT3、VT4、VT5依次連接。
上述放電電路U5還包括放電脈衝升壓電路，其包括至少一個限幅二極體，所述限幅二極體的正極接地，其負極與放電開關管輸入端相連。
上述放電電路U5以包括四個限幅二極體VD1、VD2、VD3、VD4為佳，所述四個限幅二極體VD1、VD2、VD3、VD4依次連接。
本實用新型的優點是1、採用了整流合成技術，升壓變壓器T1的觸發脈衝甚窄，因此升壓變壓器T1的尺寸大大縮小；2、在放電開關管的配合下，最後合成出可窄可寬的脈衝電壓，且脈衝前後沿甚短。
3、放電脈衝升壓電路使合成的脈衝電壓幅度一致。
附圖圖面說明

圖1是本實用新型電路原理示意圖；其中Vh-電源，U1-雙脈衝觸發電路，U2-升壓及整流電路，U3-放電脈衝功率放大電路，U4-放電脈衝發生電路，U5-放電電路，U6-放電脈衝升壓電路，U7-脈衝發生電路，U8-橋式整流電路，T1-升壓變壓器，T2-驅動變壓器，R-限流電阻，VT1、VT2-開關管，VT3、VT4、VT5-放電開關管，VD1、VD2、VD3、VD4-限幅二極體，G-中子發生器中子管。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型陽極電壓源包括可提供兩列相位互補的觸發脈衝的雙脈衝觸發電路U1，可向雙脈衝觸發電路U1供低壓直流電的直流供電電源Vh，可將兩列觸發脈衝進行升壓和整流來合成陽極脈衝電壓的升壓及整流電路U2，可在放電脈衝控制下對陽極脈衝電壓進行後沿放電的放電電路U5，可產生與陽極脈衝電壓同頻的放電脈衝的放電脈衝發生電路U4，可對放電脈衝進行功率驅動的放電脈衝功率放大電路U3，可對功率驅動後的放電脈衝進行升壓並控制放電電路的導通的放電脈衝升壓電路U6；放電電路U5包括限流電阻R、三個放電開關管VT3、VT4、VT5以及由四個限幅二極體VD1、VD2、VD3、VD4構成的放電脈衝升壓電路，限流電阻R的一端與升壓及整流電路U2的輸出高端相連，其另一端與放電開關管的輸入端相連，放電開關管的低端接地，每個限幅二極體的正極接地，其負極與放電開關管輸入端相連；雙脈衝觸發電路U1的兩個輸出端分別與升壓及整流電路U2的兩個輸入端相連，升壓及整流電路U2的輸出高端與中子發生器中子管G相連，其另一端接地；放電脈衝發生電路U4的輸出端與放電脈衝功率放大電路U3的輸入端相連，放電脈衝功率放大電路U3的輸出端與放電脈衝升壓電路U6的輸入端相連，放電脈衝升壓電路U6的輸出端與放電電路U5的控制端相連，放電電路U5的輸入端與升壓及整流電路U2的輸出高端相連；驅動變壓器T2原邊的高端和低端相連，升壓變壓器T1原邊的中間端與電源Vh相連，升壓變壓器T1的副邊的高端和低端分別與升壓及整流電路U2的兩個輸入端相連，升壓及整流電路U2的輸出高端與中子發生器中子管G輸入端相連，其輸出低端接地；放電脈衝發生電路U4的輸出端與放電脈衝功率放大電路U3的輸入端相連，放電脈衝功率放大電路U3的輸出端與變壓器T3的輸入端相連，驅動變壓器T2的輸出端與放電電路U5的控制端相連，放電電路U5的輸入端與升壓及整流電路U2的輸出高端相連。
本實用新型工作原理針對中子管的陽極需要加有不同模式電壓的應用場合，我們設計了新穎的整流合成式陽極電壓電路，實現了變壓的尺寸小，硬體少而Va波形又好的效果。
先假定工作於NLL方式。脈衝發生電路U7提供兩列相位互補的有限長窄脈衝串，脈衝發生電路U7可以是數字電路，也可以是由單片機直接產生；兩列窄脈衝串分別觸發開關管VT1、VT2，經升壓變壓器T1升壓，得到幅度近2000V雙極性脈衝電壓串，再經橋式整流電路U8整流，便合成出較寬的陽極脈衝電壓Va。
由於Va線對地有分布電容，於是合成出的Va脈衝電壓後沿很長，為此增設了放電開關串，這就是驅動變壓器T2、放電脈衝功率放大電路U3、放電開關管VT3、VT4、VT5等電路。在兩列窄脈衝串完成觸發後，放電脈衝發生電路U4(NBD)的下拉脈衝出現，經放電脈衝功率放大電路U3驅動驅動變壓器T2，使三個放電開關管VT3、VT4、VT5同時導通，從而使Va脈衝電壓得到甚短的後沿，達到了中子壽命測井的要求。
限流電阻R、限幅二極體VD1、VD2、VD3、VD4是一個放電脈衝升壓電路，使Va幅度近於一致。
當轉入WFL方式時，放電脈衝發生電路U4(NBD)始終處於高電平，放電開關管永遠截止，即不作放電，Va便是一種脈衝直流電壓，滿足了水流測井需求。
權利要求1.一種脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，其特徵在於所述陽極電壓源包括雙脈衝觸發電路(U1)，其可提供兩列相位互補的觸發脈衝；升壓及整流電路(U2)，其可將兩列觸發脈衝進行升壓和整流來合成陽極脈衝電壓；放電電路(U5)，其可在放電脈衝控制下對陽極脈衝電壓進行後沿放電；放電脈衝發生電路(U4)，其可產生與陽極脈衝電壓同頻的放電脈衝；放電脈衝功率放大電路(U3)，其可對放電脈衝進行功率驅動；放電脈衝升壓電路(U6)，其可對功率驅動後的放電脈衝進行升壓並控制放電電路的導通；所述雙脈衝觸發電路(U1)的兩個輸出端分別與升壓及整流電路(U2)的兩個輸入端相連，所述升壓及整流電路(U2)的輸出高端與中子發生器中子管(G)相連，其另一端接地；所述放電脈衝發生電路(U4)的輸出端與放電脈衝功率放大電路(U3)的輸入端相連，放電脈衝功率放大電路(U3)的輸出端與放電脈衝升壓電路(U6)的輸入端相連，放電脈衝升壓電路(U6)的輸出端與放電電路(U5)的控制端相連，所述放電電路(U5)的輸入端與升壓及整流電路(U2)的輸出高端相連。
2.根據權利要求1所述的脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，其特徵在於所述放電電路(U5)包括限流電阻(R)，至少一個放電開關管；所述限流電阻(R)的一端與升壓及整流電路(U2)的輸出高端相連，其另一端與放電開關管的輸入端相連，所述放電開關管的低端接地。
3.根據權利要求2所述的脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，其特徵在於所述放電電路(U5)包括三個放電開關管(VT3、VT4、VT5)，所述三個放電開關管(VT3、VT4、VT5)依次連接。
4.根據權利要求1或2或3所述的脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，其特徵在於所述放電電路(U5)還包括放電脈衝升壓電路，其包括至少一個限幅二極體，所述限幅二極體的正極接地，其負極與放電開關管輸入端相連。
5.根據權利要求4所述的脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，其特徵在於所述放電電路(U5)包括四個限幅二極體(VD1、VD2、VD3、VD4)，所述四個限幅二極體(VD1、VD2、VD3、VD4)依次連接。
專利摘要本實用新型涉及一種採用整流合成方式提供雙電源的脈衝中子測井儀中子管陽極電壓源，包括雙脈衝觸發電路U1，升壓及整流電路U2，放電電路U5，放電脈衝發生電路U4，放電脈衝功率放大電路U3和放電脈衝升壓電路U6。兩列窄脈衝串分別觸發開關管，經升壓變壓器升壓，得到幅度近2000V雙極性脈衝電壓串，再經橋式整流電路整流，便合成出較寬的陽極脈衝電壓。由於採用了整流合成技術，使升壓變壓器T1的尺寸大大縮小；在放電開關管的配合下，合成出可窄可寬的脈衝電壓，且脈衝前後沿甚短；放電脈衝升壓電路使合成的脈衝電壓幅度一致。本實用新型解決了現有技術變壓器尺寸大、硬體多的缺點。
文檔編號H02M9/00GK2837864SQ20052007964
公開日2006年11月15日 申請日期2005年11月4日 優先權日2005年11月4日
發明者汪永安, 張德民, 董謙, 楊連會, 肖江濤, 石麗雲 申請人:西安奧華電子儀器有限責任公司