[發明專利]一種質譜儀可調射頻電源電路

在審

• 申請號: 201310638775.7
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN104682755A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 呂昱洲;黃偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種質譜儀可調射頻電源電路，通過調節該電路中受控電壓源的輸出電壓和信號源的射頻頻率，使質譜儀能夠獲得不同的離子質荷比。

背景技術

質譜儀是一種化學分析儀器，用于分子質量精確測定與化合物分析。射頻電源是其電路部分的核心部件。射頻電源是質譜儀的四極桿、離子阱或者離子引導部分的驅動電源。其輸出高頻的交流電源，在質譜儀四級桿、離子阱或者離子引導部分的周圍產生交變電場，質譜儀通過電場或磁場控制離子并監視產物運動來獲得離子的質荷比。

目前使用較多的射頻電源都是采用觸發器、電感電容震蕩產生高頻信號，輸出單一頻率且幅值固定的高頻高壓電源。這種射頻電源用于質譜儀中，只能獲得在單一條件下的離子質荷比，如果需要測試其他條件下的質荷比則需要更換射頻電源組件，流程繁瑣并且增加了實驗成本，浪費大量的時間。實際測試中為了提高測量數據的有效性，通常需要知道測試樣品在何種頻率、何種電壓下產生的信號較強，離子質荷比的相對強度較高，從而得到更加精準有效的實驗數據，為后期的理論分析提供便利。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在的不足之處，提供了一種輸出電壓和頻率可以調節的射頻電源，并且所述射頻電源結構簡單、穩定性好。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

本發明一種質譜儀可調射頻電源電路包括可編程信號源電路、驅動電路、射頻變壓電路、阻抗變換電路、受控電壓源電路。其特征在于可編程信號源電路的輸出端與驅動電路的輸入端相連接，驅動電路的輸出端與射頻變壓電路的輸入端相連接，射頻變壓電路的輸出端一路與阻抗變換電路的輸入端相連接，另一路與負載相連接，阻抗變換電路的輸出端與受控電壓源電路的反饋端相連接，受控電壓源電路的電壓輸出端與射頻變壓電路的電源輸入端相連接，每塊電路均由直流電源供電。可編程信號源電路輸出高頻信號，經驅動電路放大后去驅動射頻變壓電路的開關管，開關管的通斷會使與之相連的高頻變壓器初級產生周期性的電流變化，該變化的電流經射頻變壓器耦合至次級輸出，同時送至阻抗變換電路。阻抗變換電路將高壓交流信號轉換成低壓直流信號并送至受控電壓源的反饋端。射頻變壓電路的輸出端與負載相連，為負載提供高壓射頻電壓。射頻電源可通過軟件編程改變信號源的頻率，通過電位器調節受控電壓源的輸出電壓，從而達到控制射頻電源頻率和供電電壓的目的。本發明相對于傳統射頻電源，利用可編程控制器實現了頻率調節，利用以受控電壓源電路和阻抗變換電路為核心的反饋電路實現射頻電源可調穩壓輸出。

與現有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明中可編程信號源電路采用CPLD，通過軟件編程實現輸出頻率可變的高頻方波信號，從而使射頻電源能夠產生精準的、頻率可調的高頻信號。

2、本發明驅動電路采用高速MOS管驅動芯片驅動射頻變壓電路的MOS管，增強了MOS管的驅動能力，輸出信號穩定，簡化了電路。

3、本發明受控電壓源采用的是開關穩壓器，輸出穩定的可調電壓，通過調節電位器阻值的大小來調節開關穩壓器輸出電壓，從而調節射頻電源的供電電壓，以達到調節射頻電源輸出電壓的目的。

4、本發明將射頻變壓電路輸出的高壓射頻電源經過阻抗變換電路反饋到受控電壓源電路，受控電壓源電路通過調節射頻變壓電路供電電壓的占空比，從而調節射頻電源的輸出電壓，使其輸出保持穩定。

附圖說明

圖1為本發明的射頻電源結構示意圖；

圖2為本發明的射頻電源電路原理圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。

在圖1中，可編程信號源電路的輸出端與驅動電路的輸入端相連接，驅動電路的輸出端與射頻變壓電路的輸入端相連接，射頻變壓電路的輸出端一路與阻抗變換電路的輸入端相連接，另一路與負載相連接，阻抗變換電路的輸出端與受控電壓源電路的反饋端相連接，受控電壓源電路的電壓輸出端與射頻變壓電路的電源輸入端相連接，每塊電路均由直流電源供電。