[發(fā)明專利]適用于質(zhì)譜儀的直流高壓電源的正負(fù)極切換電源電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710237376.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN108696121A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹健;吳先偉;官培龍;吳峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇可力色質(zhì)醫(yī)療器械有限公司;上海可力梅塔生物醫(yī)藥科技有限公司;上海愛可賽默醫(yī)療器械有限公司;廣州可力質(zhì)譜醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158;H02M3/337
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 劉真真;翁霞

本發(fā)明公開了一種適用于質(zhì)譜儀的直流高壓電源的正負(fù)極性切換電路，該電路包括直流電源、MCU控制器、升壓電路、正負(fù)極性切換電路、取樣電路以及負(fù)載，直流電源連接于MCU控制器以向MCU控制器提供工作電壓；MCU控制器的輸入端連接于外部控制信號(hào)端，MCU控制器的輸出端連接于升壓電路的輸入端，正負(fù)極性切換電路連接于升壓電路的輸出端和負(fù)載之間，升壓電路用于接收直流電壓信號(hào)并且對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓以產(chǎn)生直流高壓，正負(fù)極性切換電路用于根據(jù)直流高壓的正負(fù)性改變負(fù)載的正負(fù)極性；取樣電路連接于升壓電路的輸出端和MCU控制器的輸入端之間。本發(fā)明適應(yīng)于集成化安裝且能夠快速實(shí)現(xiàn)正負(fù)極電源切換，同時(shí)滿足上位機(jī)操作的要求，更加安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及質(zhì)譜儀的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于質(zhì)譜儀的直流高壓電源的正負(fù)極切換電源電路。

背景技術(shù)

質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)，是一種用于分離和檢測(cè)不同同位素的儀器。質(zhì)譜儀需要控制電場和磁場的強(qiáng)度從而對(duì)離子根據(jù)空間位置、時(shí)間順序進(jìn)行質(zhì)荷比分離，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)到的離子流強(qiáng)度做定性分析和電量分析。常規(guī)的質(zhì)譜儀所使用的檢測(cè)器主要有電子倍增器(EM)，光電倍增管(PMT)等。檢測(cè)器工作時(shí)需要高電壓低電流的穩(wěn)壓電源以提供偏置電壓，且由于需要檢測(cè)不同極性的離子，穩(wěn)壓電源需要能夠?qū)崿F(xiàn)快速的正負(fù)極性切換和電壓可調(diào)功能。然而，現(xiàn)有的正負(fù)極切換裝置多采用機(jī)械切換的模式，在長時(shí)間使用后需要額外的硬件設(shè)備的維護(hù)，并且切換效率較低；另外，常規(guī)的切換指令主要通過撥碼式開關(guān)切換裝置實(shí)現(xiàn)，不能兼容上位機(jī)的操作；進(jìn)一步地，現(xiàn)有的穩(wěn)壓電源通常體積較大，不利于集成化安裝和調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種適用于質(zhì)譜儀的直流高壓電源的正負(fù)極切換方法，也是一種基于PWM控制技術(shù)的可調(diào)高壓正負(fù)極切換直流開關(guān)電源。

本發(fā)明用于為質(zhì)譜儀檢測(cè)器如電子倍增器(EM)，光電倍增管(PMT)等提供可靠高壓偏置源。該裝置可以通過TTL電平改變電場極性，也可以通過485通訊指令切換電場極性，為上位機(jī)操作提供兼容平臺(tái)。該項(xiàng)發(fā)明技術(shù)相較于常規(guī)工頻高壓電源裝置，正負(fù)極性可切換，電壓可調(diào)，體積小，穩(wěn)定性好，響應(yīng)速度快。

在本發(fā)明中，本發(fā)明提供了一種適用于質(zhì)譜儀的直流高壓電源的正負(fù)極性切換電路，該電路包括直流電源、MCU控制器、升壓電路、正負(fù)極性切換電路、取樣電路以及負(fù)載，其中，

直流電源連接于MCU控制器以向MCU控制器提供工作電壓；

MCU控制器的輸入端連接于外部控制信號(hào)端，MCU控制器的輸出端連接于升壓電路的輸入端，MCU控制器用于根據(jù)外部控制信號(hào)產(chǎn)生直流電壓信號(hào)；

正負(fù)極性切換電路連接于升壓電路的輸出端和負(fù)載之間，升壓電路用于接收直流電壓信號(hào)并且對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行升壓以產(chǎn)生直流高壓，正負(fù)極性切換電路用于根據(jù)直流高壓的正負(fù)性改變負(fù)載的正負(fù)極性；

取樣電路連接于升壓電路的輸出端和MCU控制器的輸入端之間，用于從升壓電路采集電壓樣本并將其反饋至MCU控制器，以供MCU控制器根據(jù)電壓樣本調(diào)節(jié)直流電壓信號(hào)。

優(yōu)選地，該電路還包括降壓模塊，連接于直流電源與MCU控制電路之間，用于進(jìn)行直流-直流降壓。

優(yōu)選地，升壓電路包括推挽式拓?fù)潆娐罚秹赫麟娐泛蜑V波電路；其中，

推挽式拓?fù)潆娐返妮斎攵诉B接于MCU控制器的輸出端，用于對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行初次升壓；

倍壓整流電路的輸入端連接于推挽式拓?fù)潆娐返妮敵龆耍糜趯?duì)經(jīng)過初次升壓后的直流電壓信號(hào)進(jìn)行再次升壓；

濾波電路的輸入端連接于倍壓整流電路的輸出端，濾波電路的輸出端連接于正負(fù)極性切換電路的輸入端，用于對(duì)經(jīng)過再次升壓后的直流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波以產(chǎn)生直流高壓。

優(yōu)選地，正負(fù)極性切換電路包括：