CN103218002B - 光离子化检测器偏置电压产生电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光离子化检测器偏置电压产生电路，其包括能量缓存部分、升压电路以及开关控制部分，整个电路结构简单明了相对现有的光离子化检测器偏置电压产生电路所用的电子器件少，成本低，而且，当所需要的偏置电压不同时，只需更换不同稳压值的稳压管即可实现，可移植性很强。

Description

光离子化检测器偏置电压产生电路
技术领域
本发明涉及一种偏置电压产生电路，特别是涉及一种光离子化检测器偏置电压产生电路。
背景技术
光离子化检测器（PID）可以检测易挥发性有机气体或化合物。通常，光离子化检测器要能正常工作，一定要有偏置电场，而偏置电场中的偏置电极上要有偏置电压才能使此偏置电场形成，在一般应用中，该直流偏置电压范围为10V至200V。由于光离子化检测器工作中所形成的信号电流极其微弱，为uA级，所以对偏置电路中工作元器件的功率要求较低。
光离子化检测器偏置电压产生电路的传统方式是利用变压器的升压原理产生交流高压，再通过整流滤波后得到光离子化检测器所需的直流偏置电压，如图2所示。
但是，传统的光离子化检测器偏置电压产生电路的电路结构复杂，所需元器件多，成本太高；并且不同的光离子化检测器所需的偏置电压不一样，当需要输出不同的偏置电压时，则需要进行设计更改，且涉及其它外围电路的调整，更改起来极为不便，可移植性比较差。
因此，基于以上不足，有必要提供一种简单的可移植性强且低成本的光离子化检测器偏置电压产生电路。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种结构简单的可移植性强且成本低的光离子化检测器偏置电压产生电路。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光离子化检测器偏置电压产生电路，其包括：能量缓存部分，其包括电阻(R1)和电容(C1)，该电阻的一端连接直流电压源(Vin)，另一端连接该电容(C1)的一端，并该电阻(R1)与该电容(C1)的连接处形成一第一分接点a，而该电容(C1)的另一端连接接地端；升压电路，其包括电感(L1)、二极管(D1)、开关(S1)、电容(C2)和稳压管(D2)，该电感(L1)的一端连接该第一分接点a，另一端连接该二极管(D1)的阳极，并与该二极管(D1)的阳极之间形成一第二分接点b，且该第二分接点b与该二极管(D1)的阳极之间形成一第三分接点c，该开关(S1)的两端分别连接该第二分接点b与接地端，该电容(C2)的两端分别连接该二极管(D1)的阴极与接地端，且在该电容(C2)与该二极管(D1)的阴极之间形成一电压输出点(Vout)，该稳压管(D2)的阳极连接接地端，该稳压管(D2)的阴极连接该二极管(D1)的阴极或该第三分接点c；以及开关控制部分，其用于以一特定频率控制该开关(S1)的接通与断开，以使该电感(L1)两端产生高的反电动势，进而配合该二极管(D1)与电容(C2)的整流滤波以及该稳压管(D2)的稳压，而在该电压输出点(Vout)输出所需的直流偏置电压予该光离子化检测器，且选用不同稳压值的稳压管(D2)，即能得到不同的直流偏置电压输出。
其中，该开关(S1)可例如为电子开关，而该电子开关可例如为晶体管、三极管或MOSFET管。该开关控制部分可例如为方波发生器。
如上所述，本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路，具有以下有益效果：当所需要的偏置电压不同时，只需更换不同稳压值的稳压管即可实现，可移植性很强，而相对现有的偏置电压产生电路所用的电子器件少，成本低。
附图说明
图1A显示为本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路的一实施例的电路结构图。
图1B显示为本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路的另一实施例的电路结构图。
图2显示为现有的光离子化检测器偏置电压产生电路的电路结构图。
元件标号说明
11能量缓存部分
13、13’升压电路
15开关控制部分
2光离子化检测器
a第一分接点
b第二分接点
c第三分接点
C1～C5电容
D1、D3、D4二极管
D2、D5稳压管
L1电感
R1～R7电阻
S1开关
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1A，是显示本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路的第一实施例的结构图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1A所示，本发明的偏置电压产生电路包括能量缓存部分11、升压电路12以及开关控制部分13。以下即对本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路进行详细说明。
该能量缓存部分11包括电阻R1和电容C1，该电阻R1的一端连接直流电压源Vin，另一端连接该电容C1的一端，并该电阻R1与该电容C1的连接处形成一第一分接点a，而该电容C1的另一端连接接地端。该能量缓存部分11是为了提供必要的能量给电感L1（容后详述），以保证在开关S1（容后详述）快速不停地接通与断开时电感L1所需的瞬态能量，确保该电感L1的电源输入端的电压是稳定的。而该电阻R1的阻值与该电容C1的容值的设定具有一定的设定范围，并非限定为一个固定的值，由于此为本领域技术人员所熟知的技术，故，于此不再予以详述。
该升压电路13包括电感L1、二极管D1、开关S1、电容C2和稳压管D2，该电感L1的一端连接该第一分接点a，另一端连接该二极管D1的阳极，并与该二极管D1的阳极之间形成一第二分接点b，且该第二分接点b与该二极管D1的阳极之间形成一第三分接点c，该开关S1的两端分别连接该第二分接点b与接地端，该电容C2的两端分别连接该二极管D1的阴极与接地端，且在该电容(C2与该二极管D1的阴极之间形成一电压输出点Vout，该稳压管D2的阳极连接接地端，该稳压管D2的阴极连接该二极管(D1)的阴极。于本实施例中，该开关S1可为例如晶体管、三极管或MOSFET管的电子开关；依据所需的直流偏置电压的不同，该开关S1的相关电参数也要满足一定的条件才能得到相应的直流偏置电压，由于电子开关相关电参数的设定为电气领域的技术人员所熟知的技术，故，于此亦不再予以详述。
该开关控制部分15是用于以一特定频率控制该开关S1的接通与断开，以使该电感L1两端产生高的反电动势，进而配合该二极管D1与电容C2的整流以及该稳压管D2的稳压，而在该电压输出点Vout输出所需的直流偏置电压予该光离子化检测器2，且选用不同稳压值的稳压管D2，即能得到不同的直流偏置电压输出，如此，即可因应所需直流偏置电压不相同的各种光离子化检测器的需要，可移植性很强。其中，该开关控制部分15可例如为方波发生器，但不以此为限，该开关控制部分15亦可为可产生该特定频率的方波控制讯号的其他电子产品，例如单片机。
请参阅图1B，是用以显示本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路的第二实施例的结构图，其中，与前述实施例的光离子化检测器偏置电压产生电路（如图1A所示）相同或近似之组件是以相同或近似的组件符号表示，并省略详细的叙述，以使本案的说明更清楚易懂。
第二实施例的光离子化检测器偏置电压产生电路与第一实施例的光离子化检测器偏置电压产生电路最大不同之处在于，在第一实施例的光离子化检测器偏置电压产生电路中，该升压电路13的稳压管D2的阴极是连接该二极管D1的阴极；而第二实施例的光离子化检测器偏置电压产生电路（如图1B所示），该升压电路13’的稳压管D2的阴极是连接该第三分接点c。
综上所述，本发明的光离子化检测器偏置电压产生电路具有能量缓存部分、升压电路、开关控制部分。整个电路结构简单明了相对现有的光离子化检测器偏置电压产生电路所用的电子器件少，成本低，而且，当所需要的偏置电压不同时，只需更换不同稳压值的稳压管即可实现，可移植性很强。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种光离子化检测器偏置电压产生电路，其特征在于，所述光离子化检测器偏置电压产生电路至少包括：
能量缓存部分，其包括电阻(R1)和第一电容(C1)，该电阻的一端连接直流电压源(Vin)，另一端连接该第一电容(C1)的一端，并该电阻(R1)与该第一电容(C1)的连接处形成一第一分接点a，而该第一电容(C1)的另一端连接接地端；
升压电路，其包括电感(L1)、开关(S1)、二极管(D1)、第二电容(C2)和稳压管(D2)，该电感(L1)的一端连接该第一分接点a，另一端连接该二极管(D1)的阳极，并与该二极管(D1)的阳极之间形成一第二分接点b，且该第二分接点b与该二极管(D1)的阳极之间形成一第三分接点c，该开关(S1)的两端分别连接该第二分接点b与接地端，该第二电容(C2)的两端分别连接该二极管(D1)的阴极与接地端，且在该第二电容(C2)与该二极管(D1)的阴极之间形成一电压输出点(Vout)，该稳压管(D2)的阳极连接接地端，该稳压管(D2)的阴极连接该第三分接点c；以及
开关控制部分，其用于以一特定频率控制该开关(S1)的接通与断开，以使该电感(L1)两端产生高的反电动势，进而配合该二极管(D1)与第二电容(C2)的整流滤波以及该稳压管(D2)的稳压，而在该电压输出点(Vout)输出所需的直流偏置电压予该光离子化检测器，且选用不同稳压值的稳压管(D2)，即能得到不同的直流偏置电压输出。
2.根据权利要求1所述的光离子化检测器偏置电压产生电路，其特征在于：所述开关(S1)为电子开关。
3.根据权利要求2所述的光离子化检测器偏置电压产生电路，其特征在于：所述电子开关为三极管或MOSFET管。
4.根据权利要求1所述的光离子化检测器偏置电压产生电路，其特征在于：所述开关控制部分为方波发生器。
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