电磁探测仪由激励场源、接收机等组成,激励场源质量和性能的好坏将会直接影响到地质体感应信号的检测。在理想的情况下激励场源是双极性矩形方波,但做到理想的双极性矩形方波是非常困难的,尤其是在大感性负载中发射双极性矩形方波。目前,发射的双极性方波前沿类似为按指数规律上升,后沿为斜阶跃波,即非瞬间关断,实际的波形近似为梯形波。本文分析了常规瞬变电磁发射机的电路特性,设计了梯形脉冲电流源电路,开展了仿真分析和实验。所做的主要内容有以下几个方面:①阐述了国内外现有电磁发射技术的状况、存在的问题和发展趋势以及影响激励场源质量的因素,采用了恒流源策略和前沿(上升沿)恒压钳位的方法,实现电流前沿快速线性上升;同恒压钳位高速关断技术一样,通过控制前沿钳位电压,改变前沿陡度;实现了上升沿和下降沿斜率可调,调节上升沿、下降沿斜率,可以实现上升沿和下降沿对称。②提出了移相控制和驱动信号合成策略。主电路移相控制和驱动信号合成电路巧妙配合,在主电路不增加电子开关的情况下,调制下桥臂开关驱动信号,有效解决了恒流源电流续流和恒流的问题、输出负载电流不稳定的问题。③开展了前沿线性提升电路、恒压钳位电路、输出电流控制电路和系统软件设计,实现了梯形脉冲电流源单、双极性的发射。④设计了主电路的IGBT驱动电路,增设了驱动信号合成电路。⑤设计了梯形脉冲电流源控制系统,对系统监控程序、LCD显示程序、数据处理、报警程序等进行了分析介绍。⑥为了解决PWM控制在轻载时谐波太大、效率低的问题,研究了轻载时效率高的脉冲跨周期调制PSM电路,设计了一款脉冲跨周期调制的升压型DC/DC变换器,成功应用在了梯形脉冲电流源上升沿恒压钳位电路和下降沿恒压钳位电路的能量补充电路中。在大感性负载中实现了线性上升、线性下降、短上升延时、短下降延时、前后沿对称、正负对称、高稳定度的梯形脉冲电流的发射,对促进电磁探测技术的发展,具有重要意义。