一種用于質譜儀的高壓射頻電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電源，尤其涉及一種用于質譜儀的高壓射頻電源。
【背景技術】
[0002]電動離子漏斗可以在較高的氣壓下通過碰撞聚焦較好地控制離子的運動軌跡，從而有效地提高質譜儀器靈敏度、分辨率等，因此它常常被人們用于質譜儀中作為離子的傳輸部件。離子漏斗具有結構簡單、體積小、真空度要求不高等特點，是質譜儀器中進行離子傳輸?shù)淖顑?yōu)選擇。據(jù)有關資料介紹，離子漏斗根據(jù)其設計參數(shù)要求，可以做到2000到5000寬質荷比的范圍，靈敏度能提高I到2個數(shù)量級。
[0003]但是隨著離子漏斗應用要求的提高，其設計參數(shù)也不斷提升。根據(jù)離子漏斗在質譜儀器中的作用和特點，驅動離子漏斗的高壓射頻電源是整個系統(tǒng)中的關鍵技術。對于不同的壓強，不同質荷比的離子，其電氣參數(shù)也各不相同。目前，高壓射頻電源通常由射頻信號源經(jīng)過電感電容振蕩電路產(chǎn)生的，振蕩電路由功率放大器驅動，根據(jù)調整初副級線圈匝數(shù)以配合負載振蕩升壓，達到離子漏斗電氣參數(shù)需求。其中，帶寬是影響精度的重要因素。
[0004]因此亟需發(fā)明一種帶寬更寬且可靠、穩(wěn)定且操作簡單的高壓射頻電源。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的一個目的在于提出一種具有更寬帶寬且可靠穩(wěn)定、操作簡單的高壓射頻電源；
[0006]本實用新型的一個目的在于提出一種可以監(jiān)測電壓幅值的高壓射頻電源。
[0007]一種用于質譜儀的高壓射頻電源，包括射頻信號源，所述射頻信號源的輸出端連接有驅動電路，所述驅動電路的輸出端與環(huán)繞在骨架上的初級線圈連接，所述骨架上還環(huán)繞有次級線圈，所述次級線圈的輸出端作為電源的輸出端連接到負載，包括至少兩個骨架，所述初級線圈與所述次級線圈分別串聯(lián)在所述骨架上。
[0008]優(yōu)選地，所述射頻信號源為基于FPGA的DDS技術的信號源。
[0009]優(yōu)選地，所述次級線圈的輸出端還連接到高壓采集電路，所述高壓采集電路用于檢測所述高壓射頻電源的輸出電壓的幅值。
[0010]優(yōu)選地，所述驅動電路的功率放大器由運算放大器和三極管采用并聯(lián)方式搭建而成。
[0011]優(yōu)選地，所述次級線圈的輸出端與檢波負反饋電路連接后再連接到負載。
[0012]優(yōu)選地，所述骨架由鐵粉磁芯材料制成。
[0013]優(yōu)選地，所述初級線圈和所述次級線圈為環(huán)繞在所述骨架上的漆包線。
[0014]本實用新型的有益效果為:
[0015]本實用新型提供的用于質譜儀的高壓射頻電源中的骨架包括至少兩個骨架單元，初級線圈與次級線圈分別串聯(lián)在骨架單元上，可以在獲得高電壓幅值的同時有效地獲得更寬的帶寬；并且將次級線圈的輸出端連接到負載的同時還連接到高壓采集電路，可以直觀高壓射頻電源的電壓幅值，有助于提高高壓射頻電源的精度。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的實施例提供的高壓射頻電源的結構示意圖。
[0017]圖中，1、射頻信號源；2、驅動電路；3、骨架；4、初級線圈；5、次級線圈；6、高壓采集電路；7、檢波負反饋電路；8、PC機。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0019]如圖1所示，是本實用新型提供的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，包括射頻信號源1，射頻信號源I的輸出端連接有驅動電路2，驅動電路2的輸出端與環(huán)繞在骨架3上的初級線圈4連接，骨架3上還環(huán)繞有次級線圈5，次級線圈5的輸出端作為電源的輸出端連接到負載，包括至少兩個骨架3，具體地，本實施例中包括3個骨架，初級線圈4與次級線圈5分別串聯(lián)在骨架3上。
[0020]上述實施例中，也可以根據(jù)具體需要設置其它數(shù)量的骨架3，例如2個、4個。本實施例中，設置至少兩個骨架3，可以在獲得高電壓幅值的同時有效地獲得更寬的帶寬。
[0021]進一步優(yōu)選地，上述實施例中，射頻信號源I為一種基于基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)Il的直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術的信號源。作為更具體地實施方式，PC機7向射頻信號源I發(fā)出控制信號，經(jīng)過信號源I中的相位累加器、相位查詢表、數(shù)模轉換器和低通濾波器處理后產(chǎn)生相應的射頻信號，射頻信號的精度由上述相位累加器的位數(shù)決定，其精度為l/2n(n>>10)，其中η為相位累加器的位數(shù)。另外，也可以通過觸摸屏設置射頻信號源I的輸出頻值。
[0022]射頻信號源I采用基于FPGAll的DDS技術的信號源，步進值為1Hz，連續(xù)可調，信號精度高，輸出穩(wěn)定。
[0023]進一步優(yōu)選地，上述實施例中，次級線圈5的輸出端還連接到高壓采集電路6，用于檢測高壓射頻電源的輸出電壓的幅值。
[0024]具體地，射頻電源的交流信號通過高壓采集電路的衰減電路、整形電路轉換成5V以內(nèi)的直流電壓信號，直流電壓信號再經(jīng)過模數(shù)轉換器(ADC)進行模數(shù)轉換，再傳遞給與高壓信號采集電路連接的微處理器，這里可以令射頻信號源的FPGA為微處器理，然后通過液晶或通過上傳到控制射頻信號源I的PC機顯示高壓射頻電源的電壓幅值。
[0025]將次級線圈5的輸出端連接到負載的同時還連接到高壓采集電路6，可以直觀高壓射頻電源的電壓幅值，有助于提高高壓射頻電源的精度。
[0026]進一步優(yōu)選地，上述實施例中，驅動電路2的功率放大器由高輸出能力的運算放大器和高功率三極管采用并聯(lián)方式搭建而成，增大輸出電流。具體地，運算放大器與兩個三極管的基極分別與射頻信號源I的輸出端連接，運算放大器的輸出端與兩個三極管的集電極連接在一起，之后連接到初級線圈的輸入端。
[0027]基于FPGAll的DDS12技術產(chǎn)生的射頻信號，雖然經(jīng)過數(shù)模轉換器和濾波器，但是幅值還是很小，而采用由高輸出能力的運算放大器和高功率三極管采用并聯(lián)方式搭建而成的功率放大器結構簡單，驅動能力強，其極限輸出電流可達到3.3A。
[0028]上述實施例中，為了進一步促進輸出電壓的穩(wěn)定性，次級線圈5的輸出端與檢波負反饋電路6連接后再連接到負載。
[0029]進一步地，上述實施例中，骨架3優(yōu)選為由鐵粉磁芯材料制成，鐵粉磁芯的相對磁導率為10 μ O，磁導率低，比其它沒有附加空隙損耗的材料更能降低操作時的AC通量密度，穩(wěn)定性非常高，并且在高頻與較大電流下有較好的耐溫升和較低的損耗。
[0030]初級線圈4和所述次級線圈5優(yōu)選為環(huán)繞在所述骨架3上的漆包線，漆包線耐高溫高壓，不會因高壓射頻電源運行時間久而發(fā)燙，進而提升高壓射頻電源的工作穩(wěn)定性。
[0031]上述實施例中，每個骨架3上的初級線圈與次級線圈的匝數(shù)及匝數(shù)比可以根據(jù)具體需要來設定。
[0032]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種用于質譜儀的高壓射頻電源，包括射頻信號源(I)，所述射頻信號源(I)的輸出端連接有驅動電路(2)，所述驅動電路(2)的輸出端與環(huán)繞在骨架(3)上的初級線圈⑷連接，所述骨架(3)上還環(huán)繞有次級線圈(5)，所述次級線圈(5)的輸出端作為電源的輸出端連接到負載，其特征在于:包括至少兩個骨架(3)，所述初級線圈(4)與所述次級線圈(5)分別串聯(lián)在所述骨架上。2.如權利要求1所述的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，其特征在于:所述射頻信號源⑴為基于FPGA的DDS技術的信號源。3.如權利要求1所述的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，其特征在于:所述次級線圈(5)的輸出端還連接到高壓采集電路(6)，所述高壓采集電路(6)用于檢測所述高壓射頻電源的輸出電壓的幅值。4.如權利要求1至3中任一項所述的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，其特征在于:所述驅動電路(2)的功率放大器由運算放大器和三極管采用并聯(lián)方式搭建而成。5.如權利要求1至3中任一項所述的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，其特征在于:所述次級線圈(5)的輸出端與檢波負反饋電路(7)連接后再連接到負載。6.如權利要求1至3中任一項所述的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，其特征在于:所述骨架(3)由鐵粉磁芯材料制成。7.如權利要求1至3中任一項所述的一種用于質譜儀的高壓射頻電源，其特征在于:所述初級線圈(4)和所述次級線圈(5)為環(huán)繞在所述骨架(3)上的漆包線。
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于質譜儀的高壓射頻電源，包括射頻信號源，所述射頻信號源的輸出端連接有驅動電路，所述驅動電路的輸出端與環(huán)繞在骨架上的初級線圈連接，所述骨架上還環(huán)繞有次級線圈，所述次級線圈的輸出端作為電源的輸出端連接到負載，包括至少兩個所述骨架，所述初級線圈與所述次級線圈分別串聯(lián)在所述骨架上。本實用新型提供的用于質譜儀的高壓射頻電源中的骨架包括至少兩個骨架單元，初級線圈與次級線圈分別串聯(lián)在骨架單元上，可以在獲得高電壓幅值的同時有效地獲得更寬的帶寬；并且將次級線圈的輸出端連接到負載的同時還連接到高壓采集電路，可以直觀高壓射頻電源的電壓幅值，有助于提高高壓射頻電源的精度。
【IPC分類】H02M5/297, H01J49/26
【公開號】CN204669232
【申請?zhí)枴緾N201520403346
【發(fā)明人】豐彪, 彭真, 孫九鳳, 程平, 黃正旭, 高偉, 董俊國, 周振, 傅忠
【申請人】昆山禾信質譜技術有限公司, 上海大學, 廣州禾信分析儀器有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月12日