[發明專利]一種適用于流式細胞分析儀的低噪聲電源系統

在審

• 申請號: 201710857664.3
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107465349A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 李榮;顧秋濤;冉懋學
• 申請（專利權）人: 上海廈泰生物科技有限公司
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02;H02M7/00;H02M1/44;H05K9/00;H05K7/20;G01N15/14
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙)31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及醫療儀器技術領域，尤其涉及一種適用于流式細胞分析儀的低噪聲電源系統。

背景技術

在生物和醫療領域，往往采用流式細胞分析儀來定量統計和分析生物細胞種類和數量，在該過程中：首先采用熒光試劑對樣本染色；之后將被染色的樣本粒子在經過檢測區，利用激光光束對其進行照射，由于不同種類的被染色的樣本粒子在激光光束的激發下會發出不同波長與不同能量的熒光信號，因此之后采用多個光電接收器接收不同的熒光信號，這些熒光信號照射在光電傳感器上之后，產生能夠反映樣本粒子表征的電脈沖信號。電脈沖信號經過信號調理，基線恢復，模擬信號到數字信號的轉換，最后通過參數提取獲得熒光信號的表征，完成對樣本的分析。

在常規的流式細胞分析儀中，光電傳感器一般都會采用光電倍增管這樣成熟的技術，于此同時，由雪崩二極管組成的光電傳感器卻具有更好的光學靈敏度，因此該類光電傳感器逐步應用起來，但是該類光電傳感器在應用過程中對噪音的敏感程度也會更高，此外，對溫度、尤其是工作電源，參考電壓的穩定性要求極高。

具體，雪崩二級管的PN結反向電壓一般在50V(伏)到300V之間，這一電壓和雪崩二級管的增益成非線性正比，在合理電壓工作范圍，100mV(毫伏)的電壓變化或者抖動可以引起雪崩二級管兩倍左右甚至兩倍以上的光電轉換增益。此外，當電源溫度升高，若該溫度傳導到光電轉換系統和模擬電路放大系統之后，會大大提高這兩個系統中的熱噪聲，影響正常工作。也就是說，采用雪崩二級管的光電轉換系統對于施加在上面的反向參考電壓，及其直流電源的穩定性等有很高的要求。

再有，一般來說，流式細胞分析儀中由雪崩二級管所產生的微弱電流信號需要被放大十萬倍以上才能被系統中模擬數字轉換器完整的采集到，而電源的噪音等性能對于模擬數字轉換器件的準確度和精度有著決定性的作用。目前，對于滿足流式細胞分析儀信號精度、帶寬的模擬數字轉換器來說，采用的電源系統時的采樣信號的分辨率一般為100-200mV，大大限制了流式細胞分析儀的性能，無法在采集量化之后的信號中發現被測粒子微小的細節。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種適用于流式細胞分析儀的低噪聲電源系，有效解決了現有流式細胞分析儀中，由電源系統噪音過大影響雪崩二極管以最佳性能工作的技術問題。

本發明提供的技術方案如下：

這種低噪聲電源系統，應用于流式細胞分析儀，所述流式細胞分析儀中采用雪崩二級管作為光電轉換器，所述低噪聲電源系統中包括：

電源模塊一，用于為流式細胞分析儀中的光電轉換器/模擬電路提供直流電；

電源模塊二，用于為流式細胞分析儀中的數字電路提供直流電；

電源模塊三，用于為流式細胞分析儀中的強電部件提供直流電；

所述電源模塊一、電源模塊二以及電源模塊三，相互獨立，分別輸入交流電。

在本技術方案中，將電源模塊化，分成三部分分別為流式細胞分析儀中的各部件進行供電，尤其采用波紋系數為10微伏的電源模塊一單獨為由雪崩二極管組成的光電轉換器和模擬電路進行供電，以此降低光電轉換器在進行光電轉換時產生的電流噪音，同時將模擬電路的電噪音降到很低的級別；此外，在流式細胞分析儀中，將各被供電部件進行模塊化，即光電轉換器/模擬電路、數字電路以及強電部件分別模塊化，進一步降低對電源系統噪音性能的影響。

進一步優選地，所述低噪聲電源系統中還包括兩個用于實現電信號之間電氣隔離的隔離模塊，其中，

第一隔離模塊設置于光電轉換器/模擬電路與數字電路之間；

第二隔離模塊設置于數字電路和強電部件之間。

在本技術方案中，在各被供電部件進行模塊化且分別進行供電的基礎上，進一步對各被供電部件進行電氣隔離，不僅避免了擁有較大開關噪音的強電部件和數字電路的數字開關噪音對電源和電源地的破壞，同時避免了當強電部件出現故障時，從電源和電源地對敏感的數字電路、尤其是模擬電路和光電傳感器的損壞。

進一步優選地，所述低噪聲電源系統中還包括三個電力線濾波器，與電源模塊一、電源模塊二及電源模塊三一一對應，設置于各電源模塊與交流電之間。

在本技術方案中，各電源模塊接入交流電之前采用電力線濾波器對其進行濾波，以此抑制由電力線傳輸引入的擾動。對在電力線中以多次諧波方式引入的交流電噪音進行抑制；同時對于以高頻脈沖形式或者尖峰形式引入的電網干擾進行抑制。