CN107464738B - 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪 - Google Patents

一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪 Download PDF

Info

Publication number
CN107464738B
CN107464738B CN201710846209.3A CN201710846209A CN107464738B CN 107464738 B CN107464738 B CN 107464738B CN 201710846209 A CN201710846209 A CN 201710846209A CN 107464738 B CN107464738 B CN 107464738B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
current limiting
voltage
triode
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710846209.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107464738A (zh
Inventor
乌月恒
张贤春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHUHAI MEIHUA BIO-MEDICAL TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
ZHUHAI MEIHUA BIO-MEDICAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHUHAI MEIHUA BIO-MEDICAL TECHNOLOGY CO LTD filed Critical ZHUHAI MEIHUA BIO-MEDICAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201710846209.3A priority Critical patent/CN107464738B/zh
Publication of CN107464738A publication Critical patent/CN107464738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107464738B publication Critical patent/CN107464738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪，其中，该脉冲发生器包括开关驱动模块、第一输入模块、第二输入模块、高压耦合模块、第一输出模块、第二输出模块、滤波稳压模块和限流滤波模块；开关驱动模块包括驱动输入端、电阻AR1、电阻R1和三极管；第一输入模块包括第一输入端、多个第一限流电阻和充电电容；高压耦合模块包括多个高压电容，高压耦合模块的一端为第一端，另一端为第二端，第一端与三极管集电极相连，第二输入模块和第一输出模块均与第二端相连；限流滤波模块与第二端相连；第二输出模块包括第二输出端和第四限流电阻，滤波稳压模块一端接在相邻第四限流电阻之间，另一端接地。本发明的电路结构复杂、产出波形稳定。

Description

一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪
技术领域
本发明涉及高压脉冲发生器领域，尤其是一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪。
背景技术
飞行时间质谱仪是一种非常重要的质谱仪，在质量分析器中利用不同质荷比的离子在飞行管中飞行的时间不同来检测离子，具有检测范围宽、分析速度快、结构简单等特点。在飞行时间质谱仪离子源中(如MALDI)，多采用高压脉冲发生器对电离的离子进行推斥或引出，然后进入飞行时间质量分析器进行检测，因此高压脉冲发生器在飞行时间质谱仪中具有重要作用。
高压脉冲发生器的重要指标有所承受高压的幅度、脉冲沿的上升或下降时间、脉冲的延时、输出的抖动和脉冲波形。现有技术中，相关的电路结构较为复杂，脉冲的波形带有较大的震荡拖尾，不能很好的满足飞行时间质谱仪离子源的高压脉冲需求。
发明内容
本发明提供一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪，解决现有高压脉冲发生器结构复杂、产出波形不稳定的问题。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种高压耦合脉冲发生器，包括开关驱动模块、第一输入模块、第二输入模块、高压耦合模块、第一输出模块、第二输出模块、滤波稳压模块和限流滤波模块；所述开关驱动模块包括驱动输入端、电阻AR1、电阻R1和三极管，驱动输入端用于输入脉冲信号，驱动输入端、电阻AR1和三极管栅极顺次相连，电阻R1的两端分别接三极管的发射极和栅极，三极管的发射极接地；第一输入模块包括第一输入端、多个第一限流电阻和充电电容，第一输入端、第一限流电阻和三极管集电极顺次相连，充电电容一端接在相邻两个第一限流电阻之间，另一端接地；高压耦合模块包括多个串连的高压电容，且高压耦合模块的一端为第一端，另一端为第二端，高压耦合模块的第一端与三极管集电极相连，第二输入模块和第一输出模块均与第二端相连；限流滤波模块一端与所述第二端相连，另一端接地；第二输出模块包括第二输出端和多个第四限流电阻，第二输出端、第四限流电阻和第二端顺次相连；滤波稳压模块一端接在相邻两个第四限流电阻之间，另一端接地。
优选的，所述第一输入模块还包括第一二极管和第二二极管，第一二极管的正极接在两个第一限流电阻之间，负极接在三极管的集电极，第二二极管的正极接三极管的集电极，负极接地。
优选的，所述限流滤波模块包括顺次串接的多个第五限流电阻和电感。
优选的，所述滤波稳压模块包括多个并联的滤波电容。
优选的，所述第二输入模块包括第二输入端以及与第二输入端相连的多个第二限流电阻。
优选的，所述第一输出模块包括第一输出端以及与第一输出端相连的多个第三限流电阻。
优选的，所述电阻AR1为可变电阻。
优选的，所述三极管为IGBT。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种飞行时间质谱仪，包括上述的高压耦合脉冲发生器。
本发明中，三极管在常态下保持截止，第一输入端输入的直流高压，对充电电容充电，同时对高压耦合模块的电容充电。第二输入端输入直流高压，通过第二限流电阻对高压耦合模块的电容充电。当有触发脉冲到来时，三极管导通，其集电极电压拉低到地，高压耦合模块的电容放电，此快速变化通过耦合作用改变第三限流电阻高电位端电压值，进而影响到第一输出端，第一输出端的电压快速下拉。同时，滤波稳压模块和第四限流电阻组成的并联滤波电路屏蔽了耦合叠加的脉冲，使第二输出端一直稳定输出高压，使输出的波形更加稳定。而限流滤波模块进一步使电路更加安全、稳定。
附图说明
图1为本发明一种实施例的高压耦合脉冲发生器的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的高压耦合脉冲发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种高压耦合脉冲发生器，如图1所示，其包括开关驱动模块1、第一输入模块2、第二输入模块3、高压耦合模块6、第一输出模块4、第二输出模块5、滤波稳压模块8和限流滤波模块7。其中，所述开关驱动模块1包括驱动输入端11、电阻AR1、电阻R1和三极管，驱动输入端11、电阻AR1和三极管栅极顺次相连，电阻R1的两端分别接三极管的发射极和栅极，三极管的发射极接地，驱动输入端11用于输入脉冲信号，以控制三极管的导通与截止。其中，电阻AR1为可变电阻，可以调节脉冲信号的强度。
第一输入模块2包括第一输入端、多个第一限流电阻和充电电容，第一输入端、第一限流电阻和三极管集电极顺次相连，充电电容一端接在相邻两个第一限流电阻之间，另一端接地。高压耦合模块6包括多个串连的高压电容，如图中所示，包括三个串接的高压电容C1、C2和C3，且高压耦合模块6的一端形成为第一端，另一端形成为第二端，高压耦合模块6的第一端与三极管集电极相连，第二输入模块3和第一输出模块4则均与高压耦合模块6的第二端相连。
限流滤波模块7的一端与高压耦合模块6的第二端相连，另一端接地；第二输出模块5包括第二输出端51和多个第四限流电阻，图中的R11、R12、R13和R14均为第四限流电阻。第二输出端51、第四限流电阻和第二端顺次相连；滤波稳压模块8的一端接在相邻两个第四限流电阻之间，另一端接地。
常态下，三极管Q1截止，第一输入端输入+2KV的直流高压，对充电电容进行充电，通过第一限流电阻连接到三极管Q1的集电极，同时对电容C1充电。第二输入端输入+20KV的直流高压，对电容C3充电。当有触发脉冲到来时，通过电阻AR1和R1，使三极管Q1导通，三极管的集电极电压拉低到地，电容C1放电，此快速变化通过电容C2、C3耦合作用改变第一输出模块4的高电位端电压值，进而影响到第一输出端，第一输出端的电压由常态的+20KV负叠加+2KV，实现快速下拉。由第四限位电阻与滤波稳压模块组成的并联滤波电路，屏蔽了此耦合叠加的脉冲，使第二输出端51一直稳定输出+20KV高压。同时限流滤波电路使模块7对电路进行进一步滤波，使电路更加安全、稳定。本实施例耐压20KV，第一输入端输入2KV，第二输入端输入20KV条件下，下降沿宽度50至200ns可调，固有延时小于5ns，多次触发抖动小于100ps。
在一种实施例中，如图2所示，第一输入端21、两个第一限流电阻R2和R3顺次串接。所述第一输入模块2还包括第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1的正极接在两个第一限流电阻R2和R3之间，负极接在三极管的集电极，第二二极管D2的正极接三极管的集电极，负极接地。两个二极管形成钳位二极管，保护电容C4、C5和电阻R3形成的充电电路。
在一种实施例中，所述限流滤波模块7包括顺次串接的多个第五限流电阻和电感L1。如图中，第五限流电阻包括串接的电阻R7和R8，其中电阻R7的高电压端与第二输入模块3的低电压端连接。
在一种实施例中，所述滤波稳压模块8包括多个并联的滤波电容，且滤波稳压模块8可以有多个，如图中所示，电容C6、C7和C8的一端接在电阻R11和电阻R12之间，另一端则接地。电容C9和C10的一端接在电阻R12和R13之间，另一端则均接地。上述的并联滤波电路可以屏蔽高压耦合模块6耦合过程中叠加的脉冲，使波形稳定。
在一种实施例中，所述第二输入模块3包括第二输入端31以及与第二输入端31相连的多个第二限流电阻，如图中串接的R4、R5和R6均为第二限流电阻。
在一种实施例中，所述第一输出模块4包括第一输出端41以及与第一输出端41相连的多个第三限流电阻R9和R10。
本发明实施例还提供一种飞行时间质谱仪，包括上述的高压耦合脉冲发生器。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种高压耦合脉冲发生器，其特征在于：
包括开关驱动模块、第一输入模块、第二输入模块、高压耦合模块、第一输出模块、第二输出模块、滤波稳压模块和限流滤波模块；所述开关驱动模块包括驱动输入端、电阻AR1、电阻R1和三极管，驱动输入端用于输入脉冲信号，驱动输入端、电阻AR1和三极管栅极顺次相连，电阻R1的两端分别接三极管的发射极和栅极，三极管的发射极接地；第一输入模块包括第一输入端、多个第一限流电阻和充电电容，第一输入端、第一限流电阻和三极管集电极顺次相连，充电电容一端接在相邻两个第一限流电阻之间，另一端接地；高压耦合模块包括多个串连的高压电容，且高压耦合模块的一端为第一端，另一端为第二端，高压耦合模块的第一端与三极管集电极相连，所述第二输入模块包括第二输入端以及与第二输入端相连的多个依次串联的第二限流电阻，所述第二输入端、多个所述第二限流电阻和所述第二端顺次相连，所述第一输出模块包括第一输出端以及与第一输出端相连的多个依次串联的第三限流电阻，所述第一输出端、多个所述第三限流电阻和所述第二端顺次相连；限流滤波模块一端与所述第二端相连，另一端接地；第二输出模块包括第二输出端和多个依次串联的第四限流电阻，第二输出端、多个第四限流电阻和第二端顺次相连；滤波稳压模块一端接在相邻两个第四限流电阻之间，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的高压耦合脉冲发生器，其特征在于：
所述第一输入模块还包括第一二极管和第二二极管，第一二极管的正极接在两个第一限流电阻之间，负极接在三极管的集电极，第二二极管的正极接三极管的集电极，负极接地。
3.根据权利要求1所述的高压耦合脉冲发生器，其特征在于：
所述限流滤波模块包括顺次串接的多个第五限流电阻和电感。
4.根据权利要求1所述的高压耦合脉冲发生器，其特征在于：
所述滤波稳压模块包括多个并联的滤波电容。
5.根据权利要求1所述的高压耦合脉冲发生器，其特征在于：
所述电阻AR1为可变电阻。
6.根据权利要求1所述的高压耦合脉冲发生器，其特征在于：
所述三极管为IGBT。
7.一种飞行时间质谱仪，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的高压耦合脉冲发生器。
CN201710846209.3A 2017-09-19 2017-09-19 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪 Active CN107464738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710846209.3A CN107464738B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710846209.3A CN107464738B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107464738A CN107464738A (zh) 2017-12-12
CN107464738B true CN107464738B (zh) 2023-07-07

Family

ID=60551511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710846209.3A Active CN107464738B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107464738B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015153630A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 Leco Corporation Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer with an axial pulsed converter
CN105789019A (zh) * 2016-05-23 2016-07-20 安图实验仪器(郑州)有限公司 适于飞行时间质谱仪的离子延时引出模块
WO2017152456A1 (zh) * 2016-03-08 2017-09-14 深圳市华星光电技术有限公司 交流转直流电源输出系统
CN207233700U (zh) * 2017-09-19 2018-04-13 珠海美华医疗科技有限公司 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2376562B (en) * 2001-06-14 2003-06-04 Dynatronics Ltd Mass spectrometers and methods of ion separation and detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015153630A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-08 Leco Corporation Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer with an axial pulsed converter
WO2017152456A1 (zh) * 2016-03-08 2017-09-14 深圳市华星光电技术有限公司 交流转直流电源输出系统
CN105789019A (zh) * 2016-05-23 2016-07-20 安图实验仪器(郑州)有限公司 适于飞行时间质谱仪的离子延时引出模块
CN207233700U (zh) * 2017-09-19 2018-04-13 珠海美华医疗科技有限公司 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
用于飞行时间质谱仪的高压延时脉冲串发生器的研制;林一明等;《中国科技论文在线》;20080615(第06期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107464738A (zh) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Heeren et al. Novel dual Marx generator for microplasma applications
CN107464738B (zh) 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪
CN107564752B (zh) 一种基于多电源合成的真空灭弧室老炼装置
US6831421B1 (en) Shunt-induced high frequency excitation of dielectric barrier discharges
CN205122533U (zh) 适于质谱仪的高压脉冲发生器
CN207233700U (zh) 一种高压耦合脉冲发生器及飞行时间质谱仪
US20110316433A1 (en) Switching spark gap
EP2820728B1 (de) Funkenstreckenanordnung
CN103560770A (zh) 里德堡态场致电离实验中纳秒级上升沿高压脉冲产生装置
Hu et al. An experimental investigation on initial plasma characteristics of triggered vacuum switch
US20040065842A1 (en) Charged particle buncher
JP7040612B2 (ja) 飛行時間型質量分析装置
CN105355533B (zh) 适于质谱仪的高压脉冲发生器
CN215420221U (zh) 一种产生脉冲信号的电路
CN217768292U (zh) 一种多级高压脉冲发生器及飞行时间质谱仪多级聚焦装置
Li et al. Parameters analysis of Gaussian pulse circuit based on avalanche transistors
Edirisinghe et al. Performance comparison of varistor models under high current derivative impulses
CN215072341U (zh) 一种用于火工品起爆模块中的继电器消抖电路及起爆电路
Bokhan et al. Switching Properties of Eptron—the Nanosecond Sharpener Based on the Combination of Open and Capillary Discharges
CN110907718A (zh) 一种照明产品电磁兼容辐射骚扰标准样品
Ivanov et al. Initial stages of subnanosecond electric pulse breakdown in high-pressure gas discharge gaps
WO2024114096A1 (zh) 一种自恢复高压脉冲驱动器
EP4293703A1 (en) Ion screening method and system for mass spectrometer, high-voltage pulse circuit, and selection circuit
CN115549652A (zh) 一种自恢复高压脉冲驱动器
JP2000152666A (ja) 方形波電圧発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wu Yueheng

Inventor after: Zhang Xianchun

Inventor before: Feng Bin

Inventor before: Zhang Xianchun

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant