專利名稱：輝光放電離子源裝置用電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源，尤指一種為輝光放電離子源裝置提供穩(wěn)定高壓直流電 的電源裝置。
背景技術(shù)：
中國實用新型專利“一種輝光放電離子源裝置”(授權(quán)公告號為CN201590398U， 申請?zhí)枮?00920246956.4，申請日為2009年11月10日)中公開的輝光放電離子源裝置 屬于低氣壓氣體放電，放電區(qū)處于非熱平衡狀態(tài)，靠高能電子碰撞、亞穩(wěn)態(tài)Ar粒子的潘寧 (Penning)碰撞電離，其激發(fā)能量高、電離度高，周期表上的絕大多數(shù)元素均能被其電離，其 是質(zhì)譜系統(tǒng)的一種很好的離子源。而且，該輝光放電離子源裝置涉及的輝光放電離子源質(zhì) 譜(GDMQ分析技術(shù)具有分析靈敏度高、檢測限制低、分析準確度好、測定的動態(tài)范圍寬、可 多元素快速分析、對各種元素的響應(yīng)較均一、可采用相對靈敏度因子(RSF)校正、可實現(xiàn)少 標樣或無標樣分析等優(yōu)點，是目前對固體導(dǎo)電材料進行痕量及超痕量元素分析中最有效的 分析技術(shù)之一。該輝光放電離子源裝置正常、穩(wěn)定工作的基本條件之一是輝光放電離子源裝置 的采樣盤體與樣品盤體間必須輸入一個高壓直流電，該高壓直流電的電壓調(diào)節(jié)范圍應(yīng)較 寬，通常為500伏-2000伏，此時，相應(yīng)的電流會在幾毫安-約幾百毫安間變動，以適應(yīng)多種 分析樣品的需求，并且，該高壓直流電的電壓在整個輝光放電過程中應(yīng)能保持穩(wěn)定。由此可見，設(shè)計出一種能夠為輝光放電離子源裝置穩(wěn)定提供高壓直流電的電源裝 置是目前應(yīng)解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種輝光放電離子源裝置用電源，該電源可為輝光放 電離子源提供穩(wěn)定的高壓直流電。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案—種輝光放電離子源裝置用電源，其特征在于它包括高壓變壓器、橋式整流電 路、LC濾波電路、穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括調(diào)整電路、取樣電路、比較放大電路、基準電壓 電路，其中該高壓變壓器的輸出端依次經(jīng)由該橋式整流電路、LC濾波電路與該調(diào)整電路的輸 入端連接，該調(diào)整電路的正、負輸出端分別與輝光放電離子源裝置中的采樣盤體、樣品盤體 連接，該調(diào)整電路的正、負輸出端與該取樣電路的輸入端連接，該取樣電路的輸出端、該基 準電壓電路的輸出端分別與該比較放大電路的兩個輸入端連接，該比較放大電路的輸出端 與該調(diào)整電路的調(diào)整端連接，220伏交流電壓源向該高壓變壓器和比較放大電路提供220 伏交流電壓。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型電源輸出的直流電流的范圍為0毫安至350毫安，最大可為350毫安，輸出電流很大。本實用新型電源提供給離子源裝置的高壓直流電壓的范圍為400伏至1500 伏，電壓范圍寬。由于采用350伏的高基準電壓，因此，本實用新型電源的穩(wěn)定性高，其輸出 的高壓直流電的穩(wěn)定度大于1 %。并且，本實用新型電源可通過取樣電路來對輸出的電壓進 行分檔調(diào)節(jié)。本實用新型電源向輝光放電離子源裝置提供的高壓直流電的穩(wěn)壓效果好、輸出電 壓可調(diào)節(jié)、輸出電流大，可滿足輝光放電離子源裝置對電源的技術(shù)要求，為輝光放電離子源 裝置與四極質(zhì)譜儀的聯(lián)用、擴展現(xiàn)有進口儀器的應(yīng)用范圍創(chuàng)造了條件。

圖1是本實用新型電源的組成框圖。
具體實施方式
本實用新型輝光放電離子源裝置用電源是專為輝光放電離子源裝置設(shè)計的電源， 有關(guān)輝光放電離子源裝置的詳細情況可參閱授權(quán)公告號為CN201590398U的中國實用新型 專利“一種輝光放電離子源裝置”中的描述，在這里不再加以贅述。如圖1，本實用新型電源包括高壓變壓器101、橋式整流電路102、LC濾波電路103、 穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括調(diào)整電路104、取樣電路105、比較放大電路106、基準電壓電路 107。該高壓變壓器101的輸出端依次經(jīng)由該橋式整流電路102、LC濾波電路103與該調(diào)整 電路104的輸入端連接，該調(diào)整電路104的正、負輸出端分別與輝光放電離子源裝置300中 的采樣盤體、樣品盤體連接，該調(diào)整電路104的正、負輸出端與該取樣電路105的輸入端連 接，該取樣電路105的輸出端、該基準電壓電路107的輸出端分別與該比較放大電路106的 兩個輸入端連接，該比較放大電路106的輸出端與該調(diào)整電路104的調(diào)整端連接，220伏交 流電壓源200向該高壓變壓器101和比較放大電路106提供220伏交流電壓。在實際設(shè)計中，為確保向輝光放電離子源裝置300提供的電源電流可保持在幾毫 安到約300毫安之間的范圍內(nèi)，調(diào)整電路104可由兩個功率放大管并聯(lián)構(gòu)成，這樣，本實用 新型電源向輝光放電離子源裝置300提供的直流電的電流最大可為350毫安。而且，為了 使每個功率放大管可平均分擔輸出的電流，該兩個功率放大管的參數(shù)應(yīng)盡可能一致，同時， 每個功率放大管的陰極可串接一個精密小阻值電阻，以起平衡作用。在實際設(shè)計中，基準電壓電路107可由三個高精度穩(wěn)壓管串聯(lián)構(gòu)成。基準電壓高 一些可以提高穩(wěn)壓電路的穩(wěn)定度，但基準電壓過高，又會影響本實用新型電源輸出的電壓 的調(diào)節(jié)范圍，因此，經(jīng)實際應(yīng)用考察，本實用新型采用350伏作為基準電壓。在實際設(shè)計中，取樣電路105可由三個精密電位器和十個變阻器構(gòu)成，這樣，便可 使本實用新型電源輸出的直流電壓分成10檔，每檔在不同的范圍內(nèi)變化，從而完成輸出電 壓的粗調(diào)和細調(diào)，最大輸出電壓可達到1500伏。由于本實用新型電源中的調(diào)整電路104與負載(即輝光放電離子源裝置300)是 直接串聯(lián)的，全部負載電流都流過調(diào)整電路104，因此，當因使用不慎而使調(diào)整電路104輸 出的電流超過規(guī)定值(即負載過載)或負載短路時，調(diào)整電路104將承受全部輸入高壓，流 過其自身的電流超過最大允許值，從而導(dǎo)致調(diào)整電路104中的功率放大管損壞。為此，本實 用新型電源可增設(shè)一個過載短路保護電路108，如圖1。兩個功率放大管的輸出端連接一個斷流電路(圖中未示出)，該斷流電路的正、負輸出端分別與采樣盤體、樣品盤體連接；輝光 放電離子源裝置300中設(shè)置的檢測端與該過載短路保護電路108的輸入端連接，該過載短 路保護電路108的輸出端與該斷流電路的控制端連接。該斷流電路由閘流管構(gòu)成，通過控 制閘流管負偏壓的方法來控制閘流管的導(dǎo)通與截止，當負載過載或短路時，便可通過閘流 管來瞬間截斷本實用新型電源向負載的供電，從而保護了本實用新型電源和負載。本實用新型電源可手動控制，也可自動控制。如圖1，高壓變壓器101、取樣電路 105、過載短路保護電路108的控制端可分別與自動控制電路109上相應(yīng)的控制端連接，該 自動控制電路109由直流穩(wěn)壓電源110( 伏直流穩(wěn)壓電源)供電，該直流穩(wěn)壓電源110與 220伏交流電壓源200連接。本實用新型的工作原理為220伏交流電壓源200輸出的220伏交流電壓經(jīng)高壓變壓器101變壓后提升為 1600伏左右的高壓交流電壓，然后，該高壓交流電壓經(jīng)橋式整流電路102整流、LC濾波電路 103濾波后輸入調(diào)整電路104，經(jīng)調(diào)整電路104調(diào)整后向輝光放電離子源裝置300中的采樣 盤體、樣品盤體供電。在供電的過程中，取樣電路105實時檢測離子源裝置300的變化所引 起的調(diào)整電路104輸出電壓的變動以及電網(wǎng)電壓的波動所引起的調(diào)整電路104輸出電壓的 變動，將檢測到的輸出電壓變動量通過比較放大電路106放大后與基準電壓電路107提供 的基準電壓進行比較，將比較結(jié)果反饋給調(diào)整電路104，使調(diào)整電路104根據(jù)該比較結(jié)果對 輸出給離子源裝置300的電壓作調(diào)整，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。在供電的過程中，過載短路保護電路108實時監(jiān)測離子源裝置300，當發(fā)生負載過 載或短路情況時，過載短路保護電路108通過斷流電路(閘流管)來瞬間停止供電，從而很 好地保護了本實用新型電源和負載。對于成熟實驗，可通過自動控制電路109對本實用新型電源中的相關(guān)器件進行控 制，從而實現(xiàn)本實用新型電源向離子源裝置300的自動供電。在本實用新型中，高壓變壓器101、橋式整流電路102、LC濾波電路103、比較放大 電路106、自動控制電路109、過載短路保護電路108等為電子領(lǐng)域熟知技術(shù)，故在這里不再 加以贅述。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型電源輸出的直流電流的范圍為0毫安至350毫安，最大可為350毫安， 輸出電流很大。本實用新型電源提供給離子源裝置的高壓直流電壓的范圍為400伏至1500 伏，電壓范圍寬。由于采用350伏的高基準電壓，因此，本實用新型電源的穩(wěn)定性高，其輸出 的高壓直流電的穩(wěn)定度大于1 %。并且，本實用新型電源可通過取樣電路來對輸出的電壓進 行分檔調(diào)節(jié)。本實用新型電源向輝光放電離子源裝置提供的高壓直流電的穩(wěn)壓效果好、輸出電 壓可調(diào)節(jié)、輸出電流大，可滿足輝光放電離子源裝置對電源的技術(shù)要求，為輝光放電離子源 裝置與四極質(zhì)譜儀的聯(lián)用、擴展現(xiàn)有進口儀器的應(yīng)用范圍創(chuàng)造了條件。以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術(shù)方案基 礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種輝光放電離子源裝置用電源，其特征在于它包括高壓變壓器、橋式整流電路、 LC濾波電路、穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路包括調(diào)整電路、取樣電路、比較放大電路、基準電壓電 路，其中該高壓變壓器的輸出端依次經(jīng)由該橋式整流電路、LC濾波電路與該調(diào)整電路的輸入 端連接，該調(diào)整電路的正、負輸出端分別與輝光放電離子源裝置中的采樣盤體、樣品盤體連 接，該調(diào)整電路的正、負輸出端與該取樣電路的輸入端連接，該取樣電路的輸出端、該基準 電壓電路的輸出端分別與該比較放大電路的兩個輸入端連接，該比較放大電路的輸出端與 該調(diào)整電路的調(diào)整端連接，220伏交流電壓源向該高壓變壓器和比較放大電路提供220伏 交流電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于所述調(diào)整電路由兩個功率放大管并聯(lián)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于所述基準電壓電路由三個穩(wěn)壓管串聯(lián)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于所述取樣電路由三個精密電位器和十個變阻器構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求2所述的電源，其特征在于所述兩個功率放大管的輸出端連接一個斷流電路，該斷流電路的正、負輸出端分別與 所述采樣盤體、樣品盤體連接；所述輝光放電離子源裝置中設(shè)置的檢測端與過載短路保護 電路的輸入端連接，該過載短路保護電路的輸出端與該斷流電路的控制端連接。
6.如權(quán)利要求5所述的電源，其特征在于所述斷流電路由閘流管構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求5所述的電源，其特征在于所述高壓變壓器、取樣電路、過載短路保護電路的控制端分別與自動控制電路上相應(yīng) 的控制端連接，該自動控制電路由直流穩(wěn)壓電源供電，該直流穩(wěn)壓電源與220伏交流電壓 源連接。
專利摘要本實用新型公開了一種輝光放電離子源裝置用電源，它包括高壓變壓器，該高壓變壓器的輸出端依次經(jīng)由橋式整流電路、LC濾波電路與調(diào)整電路的輸入端連接，調(diào)整電路的正、負輸出端分別與輝光放電離子源裝置中的采樣盤體、樣品盤體連接，調(diào)整電路的正、負輸出端與取樣電路的輸入端連接，取樣電路的輸出端、基準電壓電路的輸出端分別與比較放大電路的兩個輸入端連接，比較放大電路的輸出端與調(diào)整電路的調(diào)整端連接，220伏交流電壓源向高壓變壓器和比較放大電路提供220伏交流電壓。本實用新型電源向輝光放電離子源裝置提供的高壓直流電的穩(wěn)壓效果好、輸出電壓可調(diào)節(jié)、輸出電流大，可滿足輝光放電離子源裝置對電源的技術(shù)要求。
文檔編號H01J49/02GK201936841SQ201020697898
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉湘生, 劉 英, 李繼東, 潘元海, 王長華 申請人:北京有色金屬研究總院