[發明專利]一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器及方法

有效

• 申請號: 202110283933.6
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113063979B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 嚴凱明;馬曉明;冒立軍;高大慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G01R15/04
• 分類號: G01R15/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王胥慧

1.一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，包括導熱材料、第一分壓電阻、第二分壓電阻、運放驅動輸出回路、均壓電阻電路、溫度傳感器、陶瓷控溫器和溫度控制器；

所述導熱材料內嵌設有所述第一分壓電阻和運放驅動輸出回路，所述第一分壓電阻通過所述第二分壓電阻連接電子冷卻直流高壓端，所述第一分壓電阻還通過所述運放驅動輸出回路連接外部ADC采集電路，所述第一分壓電阻、第二分壓電阻和運放驅動輸出回路均用于對電子冷卻直流高壓端的直流調制脈沖高壓進行分壓；

所述均壓電阻電路用于對電子冷卻直流高壓端的直流調制脈沖高壓進行保護均壓；

所述溫度傳感器用于采集所述導熱材料的溫度；

所述溫度控制器用于根據所述溫度傳感器采集的溫度，通過所述陶瓷控溫器控制所述導熱材料的溫度，使得所述第一分壓電阻和運放驅動輸出回路的周圍空間溫度保持恒定。

2.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述運放驅動輸出回路采用反向比例運算放大電路，包括第一運算放大器、第三分壓電阻、第一電容和第一電阻；

所述第一運算放大器的同向輸入端直接接地，所述第一運算放大器的反向輸入端并聯連接所述第一分壓電阻、第三分壓電阻和第一電容的一端，所述第一運算放大器的輸出端并聯連接所述第三分壓電阻和第一電容的另一端以及所述第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端連接外部ADC采集電路。

3.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述運放驅動輸出回路采用同向比例運算放大電路，包括第二運算放大器、第四分壓電阻、第二電容和第二電阻；

所述第二運算放大器的同向輸入端并聯連接所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的一端，所述第一分壓電阻的另一端接地，所述第二運算放大器的反向輸入端并聯連接所述第四分壓電阻和第二電容的一端，所述第二運算放大器的輸出端并聯連接所述第四分壓電阻和第二電容的另一端以及所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端連接外部ADC采集電路。

4.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述溫度傳感器和陶瓷控溫器均固定設置在所述導熱材料上。

5.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述陶瓷控溫器的熱端連接電子冷卻高壓設備的導熱底板，所述陶瓷控溫器的冷端連接所述導熱材料。

6.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述溫度控制器采用PWM溫度控制芯片，具體實現過程為：

所述溫度傳感器受溫度變化發送TC信號值至第三運算放大器的同向輸入端；通過調節電位器，設定所述溫度傳感器的工作溫度點并發送至所述第三運算放大器的反向輸入端，所述第三運算放大器的輸出端連接所述PWM溫度控制芯片的IN+端，傳遞誤差信號至所述PWM溫度控制芯片；所述PWM溫度控制芯片的TTL1端給定第一PNP三極管和第一NPN三極管驅動信號，所述PWM溫度控制芯片的TTL2端給定第二NPN三極管和第二PNP三極管驅動信號，所述第一PNP三極管和第一NPN三極管均通過第一電感連接所述陶瓷控溫器的控制端，所述第二NPN三極管和第二PNP三極管均通過第二電感連接所述陶瓷控溫器的控制端，所述PWM溫度控制芯片內部形成的PWM波通過所述第一電感和第二電感將PWM信號作用于所述陶瓷控溫器的控制端。

7.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述均壓電阻電路的一端并聯連接電子冷卻直流高壓端和所述第二分壓電阻的高壓臂，所述均壓電阻電路的另一端接地。

8.如權利要求1所述的一種電子冷卻直流調制脈沖高壓分壓器，其特征在于，所述電子冷卻直流高壓端為電子冷卻直流高壓0～-20kV上調制0～±3kV脈沖高壓。