一種高壓下拉脈沖發生裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓下拉脈沖發生裝置，包括主電路和驅動電路，在驅動電路中，單極性高壓直流電源通過串聯高壓電阻與快速開關部件的開關模塊一端及脈沖輸出端聯接，開關電路另一端接地，同步脈沖信號源與快速開關部件的觸發模塊聯接以控制快速開關部件的開關模塊的開或閉，在主電路中，主脈沖輸入端與驅動脈沖輸出端聯接，主脈沖輸入端通過主電路第一濾波模塊與第一分流器和第二分流器的第一端聯接，第一分流器的第二端與主電路第二輸出端聯接，第二分流器的第二端與主電路第一輸出端聯接；本實用新型設計的裝置提高了飛行時間質譜的靈敏度和分辨率，且結構簡單，降低了成本。
【專利說明】
一種高壓下拉脈沖發生裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于基質輔助激光解析飛行時間質譜領域，尤其涉及一種脈沖發生裝置。
【背景技術】
[0002]基質輔助激光解析離子源是指在一個微小的區域內，在極短的時間間隔，激光對樣品提供高的能量，對它們進行極快的加熱，這樣可以避免熱敏感的化合物加熱分解，基質分子能有效地吸收激光的能量，并間接地傳給樣品分子，從而得到電離，由于激光轟擊樣品的過程是在一個極短時間內完成的，需要一個高壓電場和一個納秒級突變的電場與激光脈沖配合，使得電離后的離子能夠在激光轟擊后離開樣品板，在高壓電場中延時，在納秒級突變電場中快速獲得加速，進而傳輸到質量分析器中，這樣高壓突變的電場需要相當快速的脈沖電路切換以及高壓電源提供。
[0003]基質輔助激光解析離子源中的電場控制，對于飛行時間質譜的靈敏度和分辨率有著至關重要的作用，而現有技術中主要使用O?±800v的高壓，脈沖幅度只有±800V，脈沖寬度高達10ms左右，無法滿足精度要求，同時相應的電路結構也較復雜，反應也較慢。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，需要克服現有技術中的上述缺陷中的至少一個。本實用新型提供了一種高壓下拉脈沖發生裝置，包括主電路和驅動電路;所述驅動電路包括單極性高壓直流電源，同步脈沖信號源，快速開關部件，驅動脈沖輸出端;所述單極性高壓直流電源通過串聯高壓電阻與所述快速開關部件的開關模塊一端及所述脈沖輸出端聯接，所述開關電路另一端接地，所述同步脈沖信號源與所述快速開關部件的觸發模塊聯接以控制所述快速開關部件的所述開關模塊的開或閉;所述主電路包括主脈沖輸入端，主直流電源，主電路第一輸出端，主電路第二輸出端;所述主脈沖輸入端與所述驅動脈沖輸出端聯接，所述主脈沖輸入端通過主電路第一濾波模塊與第一分流器和第二分流器的第一端聯接，所述第一分流器的第二端與所述主電路第二輸出端聯接，所述第二分流器的第二端與所述主電路第一輸出端聯接。
[0005]根據本專利【背景技術】中對現有技術所述，現有技術中主要使用O?±800v的高壓，脈沖幅度只有±800V，脈沖寬度高達10ms左右，無法滿足精度要求，同時相應的電路結構也較復雜，反應也較慢;而本實用新型公開的高壓下拉脈沖發生裝置，通過對快速開關采用>2V的上升沿進行觸發，使得快速開關迅速吸合，形成有效的下拉脈沖，較傳統高壓開關，不需要加熱功率或復雜的驅動電路，同時還具有非常短的恢復時間和低抖動優點，同時主電路實現了結構簡單、成本更低，性能更加穩定以及濾波性能更好的優點。
[0006]另外，根據本實用新型公開的高壓下拉脈沖發生裝置還具有如下附加技術特征:
[0007]進一步地，所述串聯高壓電阻包括串聯的第一高壓電阻和第二高壓電阻。
[0008]更進一步地，所述第一高壓電阻和所述第二高壓電阻之間具有主電路第一濾波模塊。
[0009]優選地，所述主電路第一濾波模塊包括多個并聯電容。
[0010]更進一步地，所述第二高壓電阻并聯有第二穩壓管(D2)。
[0011]進一步地，所述快速開關部件為HTSl50快速開關。
[0012]進一步地，所述脈沖驅動電路還包括第11穩壓管和第10穩壓管，所述第11穩壓管的I端與所述快速開關部件的2端聯接，所述快速開關部件的2端接地，所述第11穩壓管的2端和所述第10穩壓管的I端與所述快速開關部件的I端聯接，所述第10穩壓管的2端與所述快速開關部件的3端聯接。
[0013]進一步地，所述脈沖驅動電路還包括兩端與所述快速開關部件的2端和3端聯接的電容組。
[0014]進一步地，所述脈沖驅動電路還包括一端接地另一端與所述快速開關部件的2端聯接的電感部件。
[0015]進一步地，所述第11穩壓管還并聯一電阻。
[0016]在本案的一個實施例中，單極性高壓直流電源PIEHV信號經主電路第一濾波模塊，串聯上第一高壓電阻和第二高壓電阻后連接到快速開關部件的開關模塊的一端;此時同步脈沖信號源發出一個>2V的上升沿觸發信號，快速開關模塊閉合使得脈沖輸出端與GND短接，從而使得脈沖輸出端獲得一個PIEHVaO的下拉脈沖，此脈沖的幅值決定于PIEHV的電壓，寬度決定于快速開關的閉合時間。
[0017]本案中的快速開關米用的是HTSl50開關，其可生成精確的振幅尚達15KV的尚壓脈沖，HTS150有5個引腳，當同步脈沖信號源給出一個快速的前沿和低脈沖時，HTS150開關工作，迅速吸合，較傳統高壓開關，其不需要加熱功率或復雜的驅動電路，同時還具有非常短的恢復時間和低抖動優點。
[0018]進一步地，所述主電路第一濾波模塊包括多個串聯電容。
[0019]進一步地，所述主電路還包括主電路第二濾波模塊，所述主電路第二濾波模塊的一端接地，另一端與所述主電路第一輸出端聯接。
[0020]更進一步地，所述主電路第二濾波模塊與所述主電路第一輸出端之間串聯電阻。
[0021]進一步地，所述第一分流器和所述第二分流器的第一端通過電阻和電感部件接地。
[0022]在本案的一個實施例中，主電路中，第一分流器R31和第二分流器(R39和R33串聯)的第一端通過電阻(R36、R37、R38、R40串聯)和電感L6接地;主直流電源HV通過電阻(R29和R30串聯)分別與第一分流器和第二分流器的第一端相連，由此，使電路穩定。
[0023]在主電路第一濾波模塊(050工51工52工53四個串聯電容)作用下，主脈沖輸入端產生的高壓脈沖電源可生成±10KV的脈沖電壓；主電路第二濾波器(C44、C45、C46、C47、C48、C49并聯)過濾電壓的脈沖部分，使主電路第一輸出端HV outl輸出穩定的直流高壓；由此，使結構簡單，價格便宜，性能穩定，濾波性能好。
[0024]其中，PLSinl為從驅動電路輸入的O?10KV、1us級脈沖信號，HV為高壓直流電源輸入的0?301^可調直流高壓，050丄51丄52丄53為耐壓401^，100(^?的電容，？1^丨111通過這4個串聯電容與HV耦合出一個下拉脈沖，再通過一個IK的電阻R31輸出即HV out2( HV out2=HV-PLSinl, PLSinl為脈沖幅值);HV outl輸出仍為HV不變，R39位高壓可調電位器，用于對參數的微調。
[0025]當HV輸出30KV的高壓時，若主脈沖輸入端輸出IOKV^O的脈沖信號，則輸出端HVoutl輸出30KV的直流高壓，輸出端HV out2輸出30KV—20KV的脈沖高壓。
[0026]本實用新型附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】

[0027]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0028]圖1是高壓下拉脈沖發生裝置的驅動電路原理圖；
[0029]圖2是高壓下拉脈沖發生裝置的主電路原理圖。
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0031 ]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“底”、“頂”、“前”、“后”、“內”、“外”、“橫”、“豎”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0032]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“連接”、“連通”、“相連”、“連接”、“配合”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接;可以是兩個元件內部的連通;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連;對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0033]本實用新型的實用新型構思如下，通過采用更加簡便的快速開關進行操作，以及更穩定的電路結構，相較傳統高壓開關，不需要加熱功率或復雜的驅動電路，同時還具有非常短的恢復時間和低抖動優點，同時主電路實現了結構簡單、成本更低，性能更加穩定以及濾波性能更好的優點。
[0034]下面將參照附圖來描述本實用新型，其中圖1是高壓下拉脈沖發生裝置的驅動電路原理圖；圖2是高壓下拉脈沖發生裝置的主電路原理圖。
[0035]如圖1-2所示，根據本實用新型的實施例，所述高壓下拉脈沖發生裝置包括:包括主電路(如圖2所示)和驅動電路(如圖1所示)；所述驅動電路包括單極性高壓直流電源PEIHV，同步脈沖信號源TTL Trig，快速開關部件K4，驅動脈沖輸出端PLSOut;所述單極性高壓直流電源PEIHV通過串聯高壓電阻(Rl和R2)與所述快速開關部件K4的開關模塊一端4及所述脈沖輸出端PLSOut聯接，所述開關電路5另一端接地，所述同步脈沖信號源TTL Trig與所述快速開關部件K4的觸發模塊(1、2、3)聯接以控制所述快速開關部件K4的所述開關模塊(4、5)的開或閉；所述主電路包括主脈沖輸入端PLSInl，主直流電源HV，主電路第一輸出端HVOutl，主電路第二輸出端HV0ut2;所述主脈沖輸入端PLSInl與所述驅動脈沖輸出端PLSOut聯接，所述主脈沖輸入端PLSInl通過主電路第一濾波模塊與第一分流器R31和第二分流器(R33和R39的串聯)的第一端聯接，所述第一分流器R31的第二端與所述主電路第二輸出端HV0ut2聯接，所述第二分流器(R33和R39的串聯)的第二端與所述主電路第一輸出端HVOut I 聯接。
[0036]另外，根據本實用新型公開的高壓下拉脈沖發生裝置還具有如下附加技術特征:
[0037]根據本實用新型的一些實施例，所述串聯高壓電阻包括串聯的第一高壓電阻Rl和第二高壓電阻R2，如圖1所示。
[0038]優選地，所述第一高壓電阻Rl和第二高壓電阻R2之間具有主電路第一濾波模塊，如圖1所示。
[0039]優選地，所述主電路第一濾波模塊包括多個并聯電容，如圖1所示，包括C1-C7。
[0040]優選地，所述第二高壓電阻R2并聯有第二穩壓管(D2)。
[0041 ]根據本實用新型的一些實施例，所述快速開關部件K4為HTS150快速開關。
[0042]根據本實用新型的一個實施例，所述脈沖驅動電路還包括第11穩壓管Dll和第10穩壓管D10，所述第11穩壓管Dll的I端與所述快速開關部件K4的2端聯接，所述快速開關部件K4的2端接地，所述第11穩壓管Dll的2端和所述第10穩壓管DlO的I端與所述快速開關部件K4的I端聯接，所述第10穩壓管DlO的2端與所述快速開關部件K4的3端聯接，如圖1所示。
[0043]根據本實用新型的一個實施例，所述脈沖驅動電路還包括兩端與所述快速開關部件K4的2端和3端聯接的電容組(C101、C102、C22)，如圖1所示。
[0044]根據本實用新型的一個實施例，所述脈沖驅動電路還包括一端接地，另一端與所述快速開關部件K4的2端聯接的電感部件L3。
[0045]根據本實用新型的一個實施例，所述第11穩壓管還并聯一電阻R13。
[0046]在本案的一個實施例中，單極性高壓直流電源PIEHV信號經主電路第一濾波模塊(C1-C7)，串聯上第一高壓電阻Rl和第二高壓電阻R2后連接到快速開關部件K4的開關模塊(4、5)的一端;此時同步脈沖信號源TTL Trig發出一個>2V的上升沿觸發信號，快速開關模塊閉合(4、5短接)使得脈沖輸出端PLSOut與GND短接，從而使得脈沖輸出端PLSOut獲得一個PIEHVaO的下拉脈沖，此脈沖的幅值決定于PIEHV的電壓，寬度決定于快速開關部件K4的閉合時間。
[0047]本案中的快速開關部件K4采用的是HTS150開關，其可生成精確的振幅高達15KV的高壓脈沖，HTS150有5個引腳，當同步脈沖信號源TTL Trig給出一個快速的前沿和低脈沖時，HTS150開關工作，迅速吸合，較傳統高壓開關，其不需要加熱功率或復雜的驅動電路，同時還具有非常短的恢復時間和低抖動優點。
[0048]根據本實用新型的一些實施例，所述主電路第一濾波模塊包括多個串聯電容C50，如圖2所示。
[0049]根據本實用新型的一些實施例，所述主電路還包括主電路第二濾波模塊，所述主電路第二濾波模塊的一端接地，另一端與所述主電路第一輸出端HVOut I聯接，如圖2所示。
[0050]進一步地，所述主電路第二濾波模塊與所述主電路第一輸出端HVOutl之間串聯電阻(R34、R35)，如圖2所示。
[0051 ] 根據本實用新型的一些實施例，所述第一分流器R31和所述第二分流器(R39和R33串聯)的第一端通過電阻(R36、R37、R38、R40串聯)和電感部件L6接地。
[0052]在本案的一個實施例中，主電路中(如圖2所示)，第一分流器R31和第二分流器(R39和R33串聯)的第一端通過電阻(R36、R37、R38、R40串聯)和電感L6接地;主直流電源HV通過電阻(R29和R30串聯)分別與第一分流器R31和第二分流器(R39和R33串聯)的第一端相連，由此，使電路穩定。
[0053]在主電路第一濾波模塊(050工51工52工53四個串聯電容)作用下，主脈沖輸入端PLSinl產生的高壓脈沖電源可生成± 1KV的脈沖電壓；主電路第二濾波器(C44、C45、C46、C47、C48、C49并聯)過濾電壓的脈沖部分，使主電路第一輸出端HV out I輸出穩定的直流高壓；由此，使結構簡單，價格便宜，性能穩定，濾波性能好。
[0054]其中，PLSinl為從驅動電路輸入的O?10KV、1us級脈沖信號，HV為高壓直流電源輸入的0?301^可調直流高壓，050丄51丄52丄53為耐壓401^，100(^?的電容，？1^丨111通過這4個串聯電容與HV耦合出一個下拉脈沖，再通過一個IK的電阻R31輸出即HV out2( HV out2=HV-PLSinl, PLSinl為脈沖幅值);HV outl輸出仍為HV不變，R39位高壓可調電位器，用于對參數的微調。
[0055]當HV輸出30KV的高壓時，若主脈沖輸入端PLSinl輸出10KV—0的脈沖信號，則輸出端HV outl輸出30KV的直流高壓，輸出端HV out2輸出30KV—20KV的脈沖高壓。
[0056]任何提及“一個實施例”、“實施例”、“示意性實施例”等意指結合該實施例描述的具體構件、結構或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例中。在本說明書各處的該示意性表述不一定指的是相同的實施例。而且，當結合任何實施例描述具體構件、結構或者特點時，所主張的是，結合其他的實施例實現這樣的構件、結構或者特點均落在本領域技術人員的范圍之內。
[0057]盡管參照本實用新型的多個示意性實施例對本實用新型的【具體實施方式】進行了詳細的描述，但是必須理解，本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些改進和實施例將落在本實用新型原理的精神和范圍之內。具體而言，在前述公開、附圖以及權利要求的范圍之內，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進，而不會脫離本實用新型的精神。除了零部件和/或布局方面的變型和改進，其范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，包括: 主電路和驅動電路； 所述驅動電路包括單極性高壓直流電源，同步脈沖信號源，快速開關部件，驅動脈沖輸出立而; 所述單極性高壓直流電源通過串聯高壓電阻與所述快速開關部件的開關模塊一端及所述脈沖輸出端聯接，所述開關電路另一端接地，所述同步脈沖信號源與所述快速開關部件的觸發模塊聯接以控制所述快速開關部件的所述開關模塊的開或閉； 所述主電路包括主脈沖輸入端，主直流電源，主電路第一輸出端，主電路第二輸出端； 所述主脈沖輸入端與所述驅動脈沖輸出端聯接，所述主脈沖輸入端通過主電路第一濾波模塊與第一分流器和第二分流器的第一端聯接，所述第一分流器的第二端與所述主電路第二輸出端聯接，所述第二分流器的第二端與所述主電路第一輸出端聯接。2.根據權利要求1所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述串聯高壓電阻包括串聯的第一高壓電阻和第二高壓電阻。3.根據權利要求2所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述第一高壓電阻和所述第二高壓電阻之間具有主電路第一濾波模塊。4.根據權利要求3所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述主電路第一濾波模塊包括多個并聯電容。5.根據權利要求2所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述第二高壓電阻并聯有第二穩壓管(D2)。6.根據權利要求1所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述快速開關部件為HTSl 50快速開關。7.根據權利要求1所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述主電路第一濾波模塊包括多個串聯電容。8.根據權利要求1所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述主電路還包括主電路第二濾波模塊，所述主電路第二濾波模塊的一端接地，另一端與所述主電路第一輸出端聯接。9.根據權利要求8所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述主電路第二濾波模塊與所述主電路第一輸出端之間串聯電阻。10.根據權利要求1所述的高壓下拉脈沖發生裝置，其特征在于，所述第一分流器和所述第二分流器的第一端通過電阻和電感部件接地。
【文檔編號】H02M9/06GK205693579SQ201620590926
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620590926.5, CN 201620590926, CN 205693579 U, CN 205693579U, CN-U-205693579, CN201620590926, CN201620590926.5, CN205693579 U, CN205693579U
【發明人】應剛, 戴小林, 張坤, 周立
【申請人】江蘇天瑞儀器股份有限公司