[實(shí)用新型]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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720380097.2
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN206698118U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹健;吳先偉;官培龍;吳峰
• 申請（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: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/337
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31266
• 代理人: 劉真真,翁霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及質(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)

常規(guī)的質(zhì)譜儀所使用的檢測器主要有電子倍增器(EM)，光電倍增管(PMT)等。檢測器工作時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。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型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。

本實(shí)用新型用于為質(zhì)譜儀檢測器如電子倍增器(EM)，光電倍增管(PMT)等提供可靠高壓偏置源。該電路可以通過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。該項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)相較于常規(guī)工頻高壓電源電路，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。

在本實(shí)用新型中，本實(shí)用新型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)外部控制信號產(chǎn)生直流電壓信號；

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并且對直流電壓信號進(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。

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，用于對直流電壓信號進(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?jīng)過初次升壓后的直流電壓信號進(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，用于對經(jīng)過再次升壓后的直流電壓信號進(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：

多個MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8，Q1、Q2、Q5和Q6的柵極相連，Q3、Q4、Q7和Q8的柵極相連；其中，

Q1的第一極與Q3的第一極相連，Q1的第二極與Q2的第一極相連，Q3的第二極與Q4的第一極相連，負(fù)載連接于Q2的第二極和Q4的第二極之間；Q2的第二極與Q7的第一極相連，Q4的第二極與Q5的第一極相連，Q7的第二極與Q8的第一極相連，Q5的第二極與Q6的第一極相連，Q6的第二極與Q8的第二極相連。

進(jìn)一步地，MOS管Q1、Q2、Q3和Q4是P型MOS管，MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的第一極是漏極，MOS管Q1、Q2、Q3、Q4的第二極是源極；

MOS管Q5、Q6、Q7和Q8是N型MOS管，MOS管Q5、Q6、Q7、Q8的第一極是源極，MOS管Q5、Q6、Q7、Q8是漏極。

優(yōu)選地，該電路還包括功率MOS驅(qū)動電路，連接于MCU控制器與正負(fù)極性切換電路之間，用于調(diào)節(jié)MCU控制器和正負(fù)極性切換電路的基準(zhǔn)電平一致。

優(yōu)選地，外部控制信號端是232/485通訊電路，外部控制信號是二進(jìn)制形式的電壓控制指令；或者，外部控制信號端是TLL電平電路，外部控制信號是TLL電平。

優(yōu)選地，直流電源還連接于推挽式拓?fù)潆娐芬韵蛲仆焓酵負(fù)潆娐诽峁┢秒妷骸?/p>