Генератор тока для геоэлектроразведки

(51) 03 3/017 (2006.01) 01 3/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ массой (кг/Вт), способного генерировать полную выходную мощность в каждой точке диапазона нагрузок, начиная с единиц Ом до значений,определяемых максимальным выходным напряжением,при этом вырабатывать высокостабильный 0,1) постоянный, импульсный и переменный ток в широком диапазоне значений по току и частоте, а также имеющего возможность для получения в одном диапазоне выходного напряжения от долей вольта до значений принципиально не ограниченных (1000 В и более). Для решения этой задачи предлагается устройство, в котором в качестве преобразователя напряжения использован однотактный обратноходовой преобразователь напряжения(ООПН), охваченный отрицательной обратной связью по току. Дополнительно в устройство введены делитель напряжения, пороговый ключ и балластный резистор, которые совместно с другими элементами устройства образуют две дополнительные ступени защиты с целью исключения возможности выхода генератора из строя от перенапряжения.(72) Мариненко Владислав Алексеевич Максимов Евгений Миронович Шевченко Владимир Петрович Наточиев Евгений Васильевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт геофизических исследований Агентства Республики Казахстан по атомной энергии(54) ГЕНЕРАТОР ТОКА ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ(57) Изобретение относится к электроразведочной технике и может быть использовано в устройствах,предназначенных для возбуждения электромагнитного поля в земле при проведении геофизических исследований методами сопротивления, вызванной поляризации, частотного зондирования и др. Технической задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является создание мобильного генератора с малой удельной Предполагаемое изобретение относится к электроразведочной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для возбуждения электромагнитного поля в земле при проведении геофизических исследований методами сопротивления, вызванной поляризации, частотного зондирования и др. Известен электроразведочный генератор ГЭР-М Патент на полезную модель 59271 1, МПК 01 3/12, 2006, содержащий блок управления,модулятор,обратноходовой преобразователь напряжения, коммутатор выходного сигнала и стабилизатор тока. Недостатком данного устройства является низкий коэффициент полезного действия, так как стабилизация тока осуществляется в аналоговом режиме. По этой же причине затруднено достижение больших значений тока и выходной мощности из-за выделения большого количества тепла внутри блока и связанного с этим перегрева элементов устройства. Дополнительным недостатком устройства является то, что его полная выходная мощность достигается лишь в одной точке диапазона при сопротивлении нагрузки, равном По существу, как это показано далее, все перечисленные недостатки являются следствием того, что обратноходовой преобразователь работает в режиме с обратной связью по напряжению, а не по току. Известен генератор тока для геоэлектроразведки Патент РК 2185, Н 03 3/017, 1993, содержащий источник питания, подключенный к инвертору,выполненному по мостовой схеме на четырех ключах с двумя диодами, дросселями и конденсатором и цепь обратной связи, состоящую из эталонного резистора,включенного последовательно с нагрузкой, дифференциального усилителя и широтно-импульсного модулятора(ШИМ), управляющего через распределитель импульсов ключами мостового инвертора. Устройство содержит также генератор функций,который вырабатывает сигналы заданной формы и амплитуды, что позволяет устройству генерировать ток произвольной формы на основе сравнения данного сигнала с сигналом с эталонного резистора. Недостатком данного устройства является узкий диапазон нагрузок, в котором достигается реализация полной выходной мощности, что снижает эффективность его использования. Диапазон реальных нагрузок электроразведочного генератора лежит в пределах от единиц Ом до сотен кОм. Желательно, чтобы во всем диапазоне нагрузок реализовывался максимально возможный ток, а ограничения определялись лишь максимальной выходной мощностью или максимальным выходным напряжением. Данный генератор не отвечает этим требованиям по следующим причинам. 2 Регулирование выходного напряжения на основе широтно-импульсной модуляции позволяет данному устройству работать в широком диапазоне нагрузок. При этом выходное напряжение генератора пропорционально отношению(/Т 1) выходное напряжение максимально и равно напряжению питания, а ток, протекающий через силовой ключ, равен выходному току. При реализации постоянной мощности и уменьшении сопротивления нагрузки ток через нагрузку и силовой ключ (без учета потерь) увеличивается во столько раз, во сколько раз уменьшается выходное напряжение. Увеличение тока через силовой ключ приводит к увеличению статических и динамических потерь на нем и к снижению надежности устройства. Особенно резко возрастают динамические потери,которые определяются формулой Чаплыгин Е.Е.,Калугин Н.Г. Влияние снабберов на работу инверторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией. - Электричество, 2003, 1, с.42-50 Рд 1/2(нп),где- ток через ключ Е - напряжение питания н, п - время нарастания и спада тока на ключе,соответственно- частота коммутации. Как видно из формулы, в течение времени(нп) на силовом ключе выделяется мощность,равная половине коммутируемой. К этому следует еще добавить, что значение (нп) также зависит от коммутируемой мощности и всегда возрастает при ее увеличении независимо от типа применяемого транзистора. По этой причине при реализации известного устройства идут на компромисс, который проявляется в ограничении максимального выходного тока, что не позволяет использовать генератор во всем диапазоне нагрузок на полную мощность. Если учесть, что отношением сигнал/шум на входе приемника, которое пропорционально выходному току генератора,во многом определяется точность и производительность измерений при геофизической съемке, то это является большим недостатком устройства. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является генератор тока для геоэлектроразведки Патент РК 19889, Н 03 3/017, 01 3/06, 2008, содержащий источник питания, к которому подключенысиловых блоков,каждый из которых содержит высокочастотный мостовой инвертор,нагруженный на трансформатор,выпрямитель,Г-образный сглаживающий -фильтр и инвертор напряжения. Выходы инверторов напряжения подключены к коммутирующему устройству,которое,в зависимости от сопротивления нагрузки, соединяет выходы силовых блоков параллельно, параллельнопоследовательно и последовательно. Напряжение с выхода коммутирующего устройства через измерительный шунт поступает в нагрузку. Стабилизация выходного тока осуществляется цепью отрицательной обратной связи, в которую входят шунт, усилитель с гальванической развязкой,синхронный детектор,дифференциальный усилитель, на один из входов которого приходит сигнал, пропорциональный току в нагрузке, а на второй напряжение с выхода ЦАПмикроконтроллера. Усиленным сигналом рассогласования управляется ШИМ-контроллер,который через мостовой усилитель мощности и импульсный трансформатор управляет высокочастотным мостовым инвертором. Данное устройство лишено недостатков,присущих вышеприведенным аналогам. Принятые при построении данного устройства решения позволяют реализовать полную выходную мощность, начиная от единиц Ом. Однако, использование этих решений при построении генератора тока мощностью менее 500 Вт хотя и возможно, но не оптимально. Наличие нескольких одинаковых силовых модулей и необходимость их переключения ведет, с одной стороны, к увеличению его массы и стоимости, а с другой - к снижению производительности труда изза потерь времени на выбор нужного диапазона, что следует рассматривать как его недостаток. Техническая задача, которая решалась при создании нового устройства,вытекает из необходимости устранения недостатков, имеющих место в перечисленных аналогах. Исходя из этого,для генератора тока для геоэлектроразведки,являющегося предметом предполагаемого изобретения, выработаны следующие основные требования, которым он должен отвечать 1. Реализовывать полную выходную мощность в диапазоне нагрузок от 2. Иметь принципиальную возможность достижения в одном диапазоне выходного напряжения от долей вольта до 1000 В (и более,если это необходимо). 3. Выходные цепи устройства должны быть гальванически развязаны от первичных источников питания. 4. Принятые технические решения должны способствовать построению устройства с малой удельной (кг / Вт) массой. 5. При всем этом, генератор тока для геоэлектроразведки должен выполнять свою главную функцию генерировать высокостабильный(нестабильность 0,1) постоянный, импульсный и переменный ток в диапазоне до 10 кГц. Сущность предложенных технических решений,на основе которых возможно выполнение поставленной задачи, заключается в следующем 1. В качестве преобразователя напряжения использован однотактный обратноходовой преобразователь напряжения(ООПН). Особенностью данного типа преобразователя напряжения В.И.Мелешин. Транзисторная преобразовательная техника - Москва Техносфера,2006, с.283-286 является то, что во время прямого хода, когда открыт силовой ключ, и через него и первичную обмотку трансформатора протекает ток,напряжение, возникшее на вторичной обмотке трансформатора, на нагрузку не поступает(выпрямительный диод включен в обратном направлении),поэтому энергия только накапливается в трансформаторе. После закрытия силового ключа напряжение на трансформаторе меняет знак, открывается диод и накопленная энергия поступает в нагрузку. Выходное напряжение ООПН не зависит от коэффициента трансформации, а определяется только количеством накопленной энергии и сопротивлением нагрузки. Если ООПН охвачен отрицательной обратной связью по току, то выходное напряжение стремится достичь того значения, при котором обеспечивается заданный ток. Так, при максимальной выходной мощности ООПН Р 50 Вт, заданном токе 3 - 50 мА, выходное напряжение может достичь значения При 35 мА выходное напряжение на нагрузке н 200 кОм потенциально увеличится до 10 кВ. Приведенный пример показывает,что принципиальных ограничений для расширения диапазона выходных напряжений не существует. Ограничения накладывают лишь технические возможности используемых элементов по части допустимых напряжений. К сказанному следует добавить, что, при реализации полной выходной мощности во всем диапазоне сопротивлений нагрузки, энергетический режим силового ключа практически не меняется,что выгодно отличает данный тип преобразователя при построении мобильных генераторов тока мощностью до 500 Вт. С учетом того, что в ООПН, благодаря трансформатору, осуществляется гальваническая развязка входных и выходных цепей,преобразователь может работать на частотах до 100 кГц и более, и это позволяет уменьшить размеры трансформатора и его массу, а также то,что для выпрямления и фильтрации требуется лишь два элемента - диод и конденсатор, можно сделать вывод использование в качестве преобразователя напряжения ООПН позволяет практически полностью выполнить предъявляемые к устройству требования. 2. О свойствах ООПН известно достаточно давно. Основная область применения ООПН источники питания различных радиоэлектронных 3 устройств, в которых используется отрицательная обратная связь по напряжению. В момент отключения нагрузки обратная связь не позволяет значительно возрасти выходному напряжению. Дополнительно данные устройства содержат нагрузочные резисторы для поддержания режима холостого хода и отбора энергии в момент отключения нагрузки. ООПН, охваченный отрицательной обратной связью по току, в момент разрыва цепи нагрузки начинает генерировать максимально возможную мощность и это приводит, если не принимать специальных мер, к выходу устройства из строя. В целях безопасности, в электроразведочных генераторах, имеющих на выходе опасное для жизни напряжение, всегда имеется защита от разрыва цепи нагрузки, которая выключает устройство. Однако, такая мера не гарантирует защиту генератора от выхода из строя, по меньшей мере, по двум причинам 1. При определенных условиях, когда генератор работает на полную мощность и выходное напряжение близко к максимальному,быстродействие системы защиты может быть не достаточно. 2. Еще более высокая вероятность повреждения устройства из-за того,что сопротивление заземления (нагрузка генератора), которое априори не известно, окажется слишком большим для ошибочно заданного оператором тока. В этом случае защита, если ток в нагрузке больше минимально допустимого, не отработает. Эти факторы сдерживали применение ООПН в режиме с отрицательной обратной связью по току. В предлагаемом устройстве, чтобы в принципе исключить возможность выхода генератора из строя от перенапряжения, в него дополнительно введены делитель напряжения,пороговый ключ и балластный резистор, которые совместно с другими элементами устройства образуют две дополнительные ступени защиты. 3. Третий существенный признак,способствующий достижению требуемого технического результата, связан с особенностью соединения структурных элементов устройства,которая заключается в том, что измерительный шунт, соединенный последовательно с мостовым инвертором напряжения, включен в выходную цепь постоянного тока ООПН, а один из его токовых выводов подключен к общей измерительной шине. Такое соединение стало возможным благодаря полной гальванической развязке общей измерительной шины от первичных цепей источника питания. Принятое решение позволило исключить такие сложные операции, как перенос аналогового сигнала с шунта на измерительную шину, основанный на их гальваническом разделении, и детектирование сигнала, а вместе с этим исключить и реализующие эти функции элементы, что, с одной стороны,существенно упростило устройство, а с другой,способствовало повышению точности и стабильности генерируемого тока и расширению частотного диапазона. Следует отметить,что усилитель с гальванической развязкой аналогового сигнала, к которому предъявляются высокие требования по точности,линейности,быстродействию и напряжению изоляции,является достаточно дорогим устройством, применительно к мобильным генераторам малой мощности. Для достижения поставленных целей в генератор тока для геоэлектроразведки, содержащий источник питания, мостовой инвертор напряжения, между выходами которого включена нагрузка, драйвер инвертора,выходом подключенный к управляющему входу мостового инвертора напряжения, а входом - к первому выводу микроконтроллера, второй и третий выводы которого через двунаправленные шины соединены с дисплеем и клавиатурой, четвертый вывод - с вторым выводом делителя напряжения, пятый - с выходом дифференциального усилителя, а шестой с входом цифро-аналогового преобразователя(ЦАП), дополнительно введены однотактный обратноходовой преобразователь напряжения(ООПН),состоящий из силового ключа,трансформатора,выпрямительного диода и емкостного фильтра, первый вывод которого,являющийся первым выходом ООПН, подключен к точке соединения верхних плеч мостового инвертора напряжения, к первому выводу делителя напряжения и первому выводу балластного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом порогового ключа, второй вывод которого соединен с вторым выводом делителя напряжения и с управляющим входом широтноимпульсного модулятора (ШИМ)-котроллера, а третий вывод - с общей измерительной шиной, к которой подключены точка соединения нижних плеч мостового инвертора напряжения, третий вывод делителя напряжения и первый токовый вывод измерительного шунта, второй токовый вывод которого через второй выход ООПН соединен с вторым выходом трансформатора и вторым выводом емкостного фильтра, а сигнальные, третий и четвертый выводы,с входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к первому входу усилителя сигнала ошибки, второй вход которого соединен с выходом ЦАП, а выход - с входом ШИМ-контроллера, выход которого через драйвер силового ключа, через импульсный трансформатор подключен к управляющему выводу силового ключа, второй силовой вывод которого, являющийся вторым входом ООПН, соединен с вторым выходом источника питания, первый выход которого через первый вход ООПН подключен к первому входу трансформатора, второй вход которого соединен с первым силовым выводом силового ключа, а первый выход через выпрямительный диод - с первым выводом емкостного фильтра. На чертеже показана структурная схема устройства, на основе которой может быть реализован генератор тока для геоэлектроразведки,отвечающий предъявляемым требованиям. Генератор содержит источник питания (ИП) 1,первый выход которого подключен к первому входу трансформатора (Т) 2, а второй выход соединен со вторым силовым выводом силового ключа (СК) 3. Второй вход трансформатора 2 соединен с первым силовым выводом силового ключа 3, управляющий вывод которого подключен к выходу импульсного трансформатора(ИТ) 4. Первый выход трансформатора 2 через выпрямительный диод (ВД) 7 соединен с первым выводом емкостного фильтра(ЕФ) 11, второй вывод которого подключен ко второму выходу трансформатора 2. Вход ИТ 4 соединен с выходом драйвера силового ключа(ДСК) 5, вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора (ШИМ) контроллера (ШИМ-К) 6. Первый токовый вывод измерительного шунта (ИШ) 8 подключен к общей измерительной шине (ОИШ) 15, второй токовый вывод - ко второму выходу трансформатора 2, а сигнальные, третий и четвертый выводы, - к входам дифференциального усилителя (ДУ) 9, выход которого соединен с первым входом усилителя сигнала ошибки (УСО) 10. Выход УСО 10 соединен с входом ШИМ-К 6. Первый вывод балластного резистора (БР) 12 подключен к точке соединения первого вывода ЕФ 11, верхних плеч мостового инвертора напряжения (МИН) 16 и первого вывода делителя напряжения (ДН) 14. Второй вывод БР 12 соединен с первым выводом порогового ключа (ПК) 13, второй вывод которого подключен ко второму выводу ДН 14 и к управляющему входу ШИМ-К 6. Третий вывод ПК 13 соединен с ОИШ 15, к которой подключены точка соединения нижних плеч МИН 16 и третий вывод ДН 14. Выходы МИН 16 подключены к нагрузке 22, а управляющий вход соединен с выходом драйвера инвертора (ДИ) 17,вход которого подключен к первому выводу микроконтроллера (МК) 18. Второй и третий выводы МК 18 соединены с дисплеем (Д) 20 и клавиатурой (Кл) 21, четвертый вывод соединен со вторым выводом ДН 14, пятый вывод - с выходом ДУ 9, а шестой - с входом цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 19, выход которого подключен ко второму входу УСО 10. Трансформатор 2,силовой ключ 3,выпрямительный диод 7 и емкостной фильтр 11 являются составляющими однотактного обратноходового преобразователя напряжения(ООПН) 23. Управление процессами, имеющими место при работе генератора, основано на использовании микроконтроллера 18. Микроконтроллер 18 позволяет существенно упростить структуру предлагаемого генератора тока, расширить его функциональные возможности. Он может быть выбран из широкого ряда известных микроконтроллеров, обладающих способностью оперативно выполнять необходимые операции,связанные с измерением различных сигналов, их обработкой и хранением данных и имеющих широкие возможности по управлению различными функциональными устройствами. На начальном этапе работы с устройством в память микроконтроллера 18 с помощью клавиатуры 21 и дисплея 20 вводятся необходимые исходные данные (значения тока, частоты, режим работы и т.д.). Далее, после произведенного пуска, управление устройством ведется микроконтроллером 18 на основе записанной программы. Первым в работу включается мостовой инвертор напряжения (МИН) 16 с тем, чтобы нагрузка была подключена и отсутствовал момент разрыва цепи тока. Управление МИН 16, силовые ключи которого могут быть выполнены на основе различного типа транзисторов, наиболее приемлемыми из которых являются полевые транзисторы,осуществляется микроконтроллером 18 через драйвер инвертора (ДИ)17. На вход ДИ 17 поступают импульсы заданной частоты или длительности, вырабатываемые микроконтроллером 18 с высокой точностью и стабильностью,определяемой кварцевым резонатором. В качестве драйверов инвертора могут быть использованы микросхемы, имеющие оптронную гальваническую развязку (например, ТЛР 250, ТЛР 251). Также, сразу же после пуска начинает работать ШИМ-К 6, который предназначен для управления силовым ключом 3 однотактного обратноходового преобразователя напряжения (ООПН) 23. Для управления ООПН 23 используется двухтактный вариант ШИМ-К 6, что связано с необходимостью гальванической развязки цепи управления от силового ключа 3. В данном устройстве для этой цели используется импульсный трансформатор (ИТ) 4, который хорошо передает форму входного сигнала,если отсутствует подмагничивание магнитного материала сердечника. Для исключения подмагничивания, управление силовым ключом 3 ведется через драйвер силового ключа (ДСК) 5,выполненного по мостовой схеме, в диагоналях которого включена первичная обмотка импульсного трансформатора 4. В результате, на выходе ДСК 5 на основе двух однополярных управляющих импульсов с выхода ШИМ-контроллера 6 формируется один умощненный двухполярный сигнал,который хорошо передается трансформатором. Дополнительная функция,которую выполняет ДСК 5, заключается в том, что во временной паузе между импульсами первичная обмотка импульсного трансформатора 4 закорочена через ключи ДСК 5, что исключает возможность несанкционированного открывания силового ключа 3. ШИМ-контроллер 6, который может быть реализован на основе серийно выпускаемых микросхем (например, 2524, 2825 и т.д.),содержит различные функциональные элементы,необходимые для надежного управления силовым ключом 3. В частности, имеется схема плавного пуска, при использовании которой частота выходных импульсов остается постоянной, а длительность импульсов плавно нарастает, начиная с минимальной. Это предохраняет от перегрузки 5 силовой ключ 3 и уменьшает вероятность перерегулирования. Энергия, отбираемая от источника питания 1 во время периодического, с частотой преобразования(50-100 кГц), открывания силового ключа 3,накапливается в трансформаторе, а затем, после закрытия силового ключа 3, через открывшийся выпрямительный диод 7, поступает и заряжает емкостной фильтр 11. Под действием напряжения на емкостном фильтре 11 через одну из диагоналей мостового инвертора напряжений (МИН) 16, через нагрузку 22 и через измерительный шунт 8 начинает протекать ток. Через измерительный шунт 8 всегда протекает ток одного направления, в то время как на нагрузке 22 он меняет свой знак в зависимости от того, какая из диагоналей МИН 16 открыта. Процесс плавного нарастания тока заканчивается, когда ток достигает заданного значения. С этого момента начинает действовать отрицательная обратная связь, в цепь которой входят измерительный шунт 8, дифференциальный усилитель 9, усилитель сигнала ошибки 10, ШИМконтроллер 6, драйвер силового ключа 5,импульсный трансформатор 4. Измерительный шунт 8 преобразует ток в напряжение. Так как один из токовых выводов измерительного шунта 8 привязан к общей измерительной шине (ОИШ) 15, то гальванической развязки между измерительным шунтом 8 и дифференциальным усилителем (ДУ) 9 не требуется,а подавление синфазной составляющей сигнала, которая имеет небольшой уровень, осуществляется ДУ 9. Дополнительно ДУ 9, для снижения амплитудных погрешностей во всем диапазоне генерируемых токов, усиливает сигнал с коэффициентом, который определяется уровнем максимального входного сигнала и динамическим выходным диапазоном ДУ 9. С выхода ДУ 9 сигнал, пропорциональный току в нагрузке, поступает на один из входов усилителя сигнала ошибки (УСО) 10, на второй вход которого с выхода цифро-аналогового преобразователя 19 приходит напряжение,пропорциональное числовому значению заданного тока. Разностным сигналом, усиленным УСО 10, управляется ШИМконтроллер 6. ШИМ-контроллер 6 под действием этого сигнала вырабатывает периодическую последовательность широтно-модулированных импульсов, длительность которых изменяется таким образом,чтобы сигнал рассогласования уменьшался. Точность поддержания заданного выходного тока тем выше, чем больше коэффициент усиления в петле отрицательной обратной связи,чем меньше постоянные времени силовой цепи и цепи обратной связи. Рассмотрим работу устройства при возникновении нештатных ситуаций. 1. Допустим, что произошел разрыв цепи нагрузки генератора. В этом случае, так как ООПН 23 охвачен отрицательной обратной связью по току,управляющие импульсы на входе силового ключа 3 расширяются до максимально возможного значения и ООПН 23 начинает отбирать от источника питания 1 максимально возможную мощность,6 поэтому на его выходе начинает стремительно нарастать напряжение, чему способствует и то, что нагрузка отсутствует, а энергия расходуется только на заряд конденсатора емкостного фильтра 11. Одновременно с началом этого процесса начинает работать первая ступень защиты,основанная на том, что микроконтроллер 18,который непрерывно измеряет выходной ток генератора, информация о котором поступает с выхода ДУ 9, сравнивает его с минимально возможным пороговым значением и, в момент,когда рабочий ток становится меньше порогового,блокирует работу ШИМ-контроллера 6 и всего устройства. Если,вследствие задержки срабатывания этой защиты, напряжение на емкостном фильтре 11 достигнет заданного верхнего предела диапазона напряжений, начинает работать вторая ступень защиты по напряжению. В этом случае ООПН 23 функционирует в режиме с отрицательной обратной связью по напряжению, при котором управление ШИМконтроллером 6 осуществляется напряжением с выхода делителя напряжения 14, а на выходе ООПН 23 поддерживается напряжение, равное заданному значению, до момента срабатывания защиты от микроконтроллера 18. Тем не менее, существует вероятность того, что напряжение на выходе ООПН в момент разрыва превысит верхний предел рабочего диапазона,особенно при работе устройства на полную мощность, при выходном рабочем напряжении,близком к верхнему пределу. Это объясняется тем,что до момента, когда ШИМ-контроллер 6 и силовой ключ 3 закроются, вследствие наличия обратной связи по напряжению, проходит какое-то время, в течение которого ООПН продолжает работать и энергия накапливается в емкостном фильтре 11. К этой энергии еще добавляется энергия, накопленная в трансформаторе 2 после закрытия силового ключа 3. Если при этом защита от микроконтроллера 18 еще не сработала, а напряжение на выходе ООПН достигает заданного максимально допустимого уровня, включается третья ступень защиты устройства, при работе которой напряжением с выхода делителя напряжения 14 кратковременно открывается пороговый ключ 13 и излишек энергии от емкостного фильтра 11 рассеивается на балластном резисторе 12, тем самым, защищая элементы схемы от выхода из строя, так как быстродействие этого вида защиты очень велико. 2. Включение генератора произошло на нагрузку,сопротивление которой таково, что выходное напряжение, при заданном оператором токе,достигает верхнего предела диапазона, а ток не достигает заданного значения. Если этот ток меньше нижнего будет продолжать работать в безопасном для себя режиме при условии, что выходная мощность не превышает максимально допустимую. 3. Вероятность задания режима с превышением выходной мощности существует и в данном устройстве, поэтому оно имеет защиту по мощности, которая реализуется на программном уровне микроконтроллером 18, на основе информации о токе и напряжении, поступающей с выхода дифференциального усилителя 9 и делителя напряжения 14, соответственно. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Генератор тока для геоэлектроразведки,содержащий источник питания, мостовой инвертор напряжения, между выходами которого включена нагрузка,драйвер инвертора,выходом подключенный к управляющему входу мостового инвертора напряжения, а входом - к первому выводу микроконтроллера, второй и третий выводы которого через двунаправленные шины соединены с дисплеем и клавиатурой, четвертый вывод - с вторым выводом делителя напряжения, пятый - с выходом дифференциального усилителя, а шестой с входом цифро-аналогового преобразователя(ЦАП), отличающийся тем, что в него дополнительно введены однотактный обратноходовой преобразователь напряжения(ООПН),состоящий из силового ключа,трансформатора,выпрямительного диода и емкостного фильтра, первый вывод которого,являющийся первым выходом ООПН, подключен к точке соединения верхних плеч мостового инвертора напряжения, к первому выводу делителя напряжения и первому выводу балластного резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом порогового ключа, второй вывод которого соединен с вторым выводом делителя напряжения и с управляющим входом широтноимпульсного модулятора (ШИМ) - контроллера, а третий вывод - с общей измерительной шиной, к которой подключены точка соединения нижних плеч мостового инвертора напряжения, третий вывод делителя напряжения и первый токовый вывод измерительного шунта, второй токовый вывод которого через второй выход ООПН соединен с вторым выходом трансформатора и вторым выводом емкостного фильтра, а сигнальные, третий и четвертый выводы,с входами дифференциального усилителя, выход которого подключен к первому входу усилителя сигнала ошибки, второй вход которого соединен с выходом ЦАП, а выход - с входом ШИМ-контроллера, выход которого через драйвер силового ключа и через импульсный трансформатор подключен к управляющему выводу силового ключа, второй силовой вывод которого, являющийся вторым входом ООПН, соединен с вторым выходом источника питания, первый выход которого через первый вход ООПН подключен к первому входу трансформатора, второй вход которого соединен с первым силовым выводом силового ключа, а первый выход через выпрямительный диод - с первым выводом емкостного фильтра.