CN117239676B - 用于高纯锗探测器的控制电路及方法、高纯锗探测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于高纯锗探测器的控制电路及方法、高纯锗探测器，涉及探测器领域。该控制电路包括：高压产生模块，用于在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将高压电信号输入高纯锗探测器；供电模块，用于为高压产生模块供电；控制模块，用于生成高压产生信号，响应于供电截止信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，生成第一控制信号，以控制高压产生模块以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号在预设阈值内；若高压电信号在预设阈值内，生成第二控制信号；开关模块，用于响应于第二控制信号切断供电模块向高压产生模块的供电。可以避免高压电信号突然骤降至0而导致高纯锗探测器损坏的问题。

Description

用于高纯锗探测器的控制电路及方法、高纯锗探测器

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，具体涉及一种用于高纯锗探测器的控制电路及方法、高纯锗探测器。

背景技术

高纯锗探测器是一种锗晶体制成的核辐射探测器，其通过发出探测来有效测量中高能带电粒子的核辐射。

通常需要向高纯锗探测器提供高压电源，以使高压探测器正常工作。然而，在高压电源突然断掉时，容易出现高纯锗探测器损坏的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种用于高纯锗探测器的控制电路及方法、高纯锗探测器，以期至少部分解决以上存在的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于高纯锗探测器的控制电路，包括：高压产生模块，被配置为：在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将高压电信号输入至高纯锗探测器；供电模块，用于为高压产生模块供电；控制模块，用于生成高压产生信号，控制模块还用于：响应于供电截止信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块生成第一控制信号，以控制高压产生模块以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号在预设阈值内；若高压电信号在预设阈值内，则控制模块生成第二控制信号；开关模块，用于响应于第二控制信号切断供电模块向高压产生模块的供电。

根据本发明的实施例，控制模块包括：第一控制单元，第一控制单元用于生成高压产生信号或者第一控制信号；第二控制单元，第二控制单元用于生成第二控制信号；检测单元，检测单元用于检测并判断高压电信号是否在预设阈值内。

根据本发明的实施例，高压产生模块包括：数模转换器，数模转换器与第一控制单元电连接，用于接收高压产生信号或者第一控制信号，并输出对应的电信号；运算放大器，与数模转换器的输出端连接，用于接收数模转换器输出的电信号，并输出放大电信号；高压单元，用于接收放大电信号，并将放大电信号转换为高压电信号。

根据本发明的实施例，高压产生信号与高压电信号之间，以及第一控制信号与高压电信号之间具有相同的对应关系，检测单元用于检测高压产生信号或者第一控制信号，并基于对应关系，判断高压电信号是否在预设阈值内。

根据本发明的实施例，预设阈值为0。

根据本发明的实施例，开关模块还用于生成供电截止信号，开关模块包括：电源控制单元，用于生成供电截止信号；开关控制单元，与电源控制单元电连接，用于接收供电截止信号，并基于供电截止信号生成第一检测信号，控制模块基于第一检测信号检测高压电信号是否在预设阈值内，开关控制单元还用于接收第二控制信号；开关单元，开关单元的第一端与供电模块电连接，开关单元的第二端与高压产生模块电连接，开关单元的控制端与开关控制单元电连接，控制端响应于第二控制信号切断供电模块与高压产生模块的电连接。

根据本发明的实施例，开关单元的第二端还与控制模块电连接，用于向控制模块供电，以使控制模块正常工作。

根据本发明的实施例，开关模块还包括：第一传输线，第一传输线连接电源控制单元与开关控制单元，用于向电源控制单元传输供电截止信号；第二传输线，第二传输线连接控制模块与开关控制单元，用于向控制模块传输第一检测信号；第三传输线，第三传输线连接控制模块与开关控制单元，用于向开关控制单元传输第二控制信号；第四传输线，第四传输线连接开关控制单元与开关单元的控制端，用于向开关单元传输第二控制信号。

根据本发明的实施例，电源控制单元为自复位按钮开关，自复位按钮开关被配置为：在自复位按钮开关被按下期间，生成供电截止信号。

根据本发明的实施例，开关单元为开关管。

根据本发明的实施例，供电模块包括电池，电池的电源输出端与开关单元的第一端电连接，通过电源输出端向高压产生模块供电。

根据本发明的实施例，电池与控制模块之间通过系统管理总线通讯连接，控制模块还用于：通过系统管理总线读取电池的电量，若电池的电量小于预设电量阈值，则控制模块生成第二检测信号，控制模块响应于第二检测信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块生成第一控制信号，若高压电信号在预设阈值内，则控制模块生成第二控制信号。

根据本发明的实施例，电池的电源输出端还与开关控制单元电连接，用于向开关控制单元供电，以使开关控制单元正常工作。

根据本发明的实施例，供电模块包括，外接电源，外接电源与开关单元的第一端电连接，向高压产生模块供电。

根据本发明的另一方面，提供了一种高纯锗探测器，包括：上述任一项的用于高纯锗探测器的控制电路，用于控制高纯锗探测器所需高压电信号的输入以及截止。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于高纯锗探测器的控制方法，包括：提供高压产生模块，高压产生模块在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将高压电信号输入至高纯锗探测器；提供供电模块，供电模块向高压产生模块供电；提供控制模块，控制模块生成高压产生信号，并响应于供电截止信号检测高压电信号是否在预设阈值内；若高压电信号超过预设阈值，则控制模块生成第一控制信号，以控制高压产生模块以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号在预设阈值内；若高压电信号在预设阈值内，则控制模块生成第二控制信号；提供开关模块，开关模块响应于第二控制信号切断供电模块向高压产生模块的供电。

根据本发明的实施例，检测高压电信号是否在预设阈值内包括：高压产生信号与高压电信号之间，以及第一控制信号与高压电信号之间具有相同的对应关系，检测单元检测高压产生信号或者第一控制信号，并基于对应关系，判断高压电信号是否在预设阈值内。

根据本发明的实施例，供电模块包括电池，方法还包括：控制模块实时检测电池的电量是否小于预设电量阈值，若电池的电量小于预设电量阈值，则控制模块检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块生成第一控制信号，若高压电信号在预设阈值内，则控制模块生成第二控制信号。

本发明的实施例提供了一种用于高纯锗探测器的控制电路及方法、高纯锗探测器，其至少具有以下有益效果：

在本发明的实施例中，控制模块响应于供电截止信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块生成第一控制信号，使高压电信号以预设速率缓降，直至高压电信号在预设阈值内。若高压电信号在预设阈值内，则控制模块生成第二控制信号。开关模块响应于第二控制信号切断供电模块向高压产生模块的供电，从而使得高压产生模块停止向高纯锗探测器输入高压电信号。

不难发现，在切断供电模块向高压产生模块的供电之前，首先检测高压电信号是否在预设阈值内，如果高压电信号大于预设阈值，则控制模块控制高压电信号缓降，直到高压电信号在预设阈值内，开关模块才切断供电模块向高压产生模块的供电。如此，可以避免在输入高纯锗探测器的高压电信号还较高时，由于突然停止对高压产生模块的供电，使得高压电信号突然骤降至0而导致高纯锗探测器损坏的问题。

附图说明

为进一步说明本发明实施例的技术方案，以下将结合实例及附图来详细说明，其中：

图1是根据本发明实施例的第一种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图2是根据本发明实施例的第二种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图3是根据本发明实施例的第三种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图4是根据本发明实施例的第四种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图5是根据本发明实施例的第五种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图6是根据本发明实施例的第六种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图7是根据本发明实施例的第七种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图8是根据本发明实施例的第八种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图9是根据本发明实施例的第九种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图10是根据本发明实施例的第十种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；

图11是根据本发明实施例的第十一种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图；以及

图12是根据本发明另一实施例的用于高纯锗探测器的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例和实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。此外，以下实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。此外，本发明实施例中若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

高纯锗探测器是一种能量分辨率高、探测效率高的半导体核辐射探测器。在高纯锗探测器中，锗材料的纯度在99.999%以上。这种高纯度的锗具有很高的光电转换效率和较好的能量分辨率，使得高纯锗探测器在辐射探测、核物理实验等方面有广泛的应用。

目前，为了向高纯锗探测器提供高压电源，通常会在高纯锗探测器的外部连接一个高压电路，高压电路用于产生高纯锗探测器所需高压电源。除高压电路之外，还会设置电源电路，电源电路为高压电路供电，以使高压电路正常工作。在切断电源电路时，高压电路将立即停止生成高压电源，若高压电路输出的电源电压较高，在切断电源电路时，高压电源将骤降为0，容易出现高纯锗探测器损坏的情况。

此外，目前的高压电路通常是由控制模块、数模转换器、运算放大器以及高压模块构成。控制模块发出控制信号至数模转换器，数模转换器接收控制信号，并对控制信号进行数模转换，生成初始电信号。运算放大器接收初始电信号，对初始电信号进行放大，输出放大电信号。高压模块接收放大电信号并将放大电信号转换成高压电源输出至高纯锗探测器。若在切断电源电路时，高压电源将骤降为0，也容易出现运算放大器损坏的问题。

本发明实施例提供的用于高纯锗探测器的控制电路中，在开关模块切断供电模块向高压产生模块的供电之前，控制模块首先检测高压电信号是否在预设阈值内，如果高压电信号大于预设阈值，则控制模块控制高压电信号缓降，直到高压电信号在预设阈值内，开关模块才切断供电模块向高压产生模块的供电。如此，可以避免在输入高纯锗探测器的高压电信号还较高时，由于突然停止对高压产生模块的供电，使得高压电信号突然骤降至0而导致高纯锗探测器损坏的问题。

图1是根据本发明实施例的第一种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图2是根据本发明实施例的第二种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图3是根据本发明实施例的第三种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图4是根据本发明实施例的第四种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图5是根据本发明实施例的第五种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图6是根据本发明实施例的第六种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图7是根据本发明实施例的第七种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图8是根据本发明实施例的第八种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图9是根据本发明实施例的第九种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图10是根据本发明实施例的第十种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图，图11是根据本发明实施例的第十一种用于高纯锗探测器的控制电路的功能框图。下面将参考图1至图11对本发明实施例的用于高纯锗探测器的控制电路进行详细说明。应当理解，图1至图11所示以及以下说明仅为示例，旨在帮助本领域技术人员理解本发明实施例的方案，并非意在限定本发明的保护范围。

如图1所示，用于高纯锗探测器的控制电路，包括：高压产生模块2，被配置为：在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将高压电信号输入至高纯锗探测器1。也就是说，在高压产生模块2不通电的状态下，不产生高压电信号。

用于高纯锗探测器1的控制电路还包括：供电模块3，用于为高压产生模块2供电。供电模块3通过向高压产生模块2供电以使高压产生模块2通电。若供电模块3停止向高压产生模块2供电，则高压产生模块2生成的高压电信号为0。

用于高纯锗探测器1的控制电路还包括：控制模块4，用于生成高压产生信号，控制模块4还用于：响应于供电截止信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块4生成第一控制信号，以控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号在预设阈值内。若高压电信号在预设阈值内，则控制模块4生成第二控制信号。

用于高纯锗探测器1的控制电路还包括：开关模块5，用于响应于第二控制信号切断供电模块3向高压产生模块2的供电。

也就是说，控制模块4能在开关模块5切断供电模块3向高压产生模块2的供电之前，检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号不在预设阈值内，则说明高压电信号的值较大，控制模块4以预设速率实现高压电信号的缓降。直至高压电信号在预设阈值内，才向开关模块5发送第二控制信号，以使开关模块5切断供电模块3向高压产生模块2的供电。如此，可以避免在输入高纯锗探测器1的高压电信号还较高时，由于突然停止对高压产生模块2的供电，使得高压电信号突然骤降至0而导致高纯锗探测器1损坏的问题。

在一些实施例中，预设阈值的值设定得较小，保证在高压电信号降到较低之后，才切断向高压产生模块2的供电，减轻由于高压电信号骤降至0而导致高纯锗探测器1损坏的问题。

在一些实施例中，预设阈值可以为0V~150V，例如，预设阈值可以为0V，接近0V，10V。在一个具体的例子中，预设阈值为0V，则控制模块4响应于供电截止信号对高压电信号进行检测，若高压电信号不为0V，则控制模块4生成第一控制信号，以控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号为0V。

在一些实施例中，预设速率可以为每秒数十伏特，即10V/s~100 V/s的范围内，例如，30V/s，50V/s。在这个范围内，可以实现高压电信号的缓降，避免由于高压电信号的骤降而导致高纯锗探测器1损坏的问题。

参考图2，在一些实施例中，控制模块4包括：第一控制单元41，第一控制单元41用于生成高压产生信号或者第一控制信号；第二控制单元42，第二控制单元42用于生成第二控制信号；检测单元43，检测单元43用于检测并判断高压电信号是否在预设阈值内。

高压产生模块2会响应于高压产生信号或者第一控制信号产生电信号，其中，高压产生模块2会基于高压产生信号产生高压电信号，基于第一控制信号产生以预设速率逐渐降低的高压电信号。即，第一控制单元41与高压产生模块2电连接，用于控制高压产生模块2生成的高压电信号的大小。

第二控制信号用于控制开关模块5，以使开关模块5切断供电模块3向高压产生模块2的供电，进而使高压产生模块2停止工作。也就是说，第二控制单元42与开关模块5电连接。

参考图3，在一些实施例中，高压产生模块2包括：数模转换器21，数模转换器21与第一控制单元41电连接，用于接收高压产生信号或者第一控制信号，并输出对应的电信号；运算放大器22，与数模转换器21的输出端连接，用于接收数模转换器21输出的电信号，并输出放大电信号；高压单元23，用于接收放大电信号，并将放大电信号转换为高压电信号。

在一个具体的例子中，数模转换器21的输入端与第一控制单元41电连接，接收高压产生信号，并对高压产生信号进行数模转换输出第一电信号。

运算放大器22的输入端与数模转换器21的输出端电连接，接收第一电信号，并对第一电信号进行放大处理，输出放大第一电信号。

高压单元23的输入端与运算放大器22的输出端电连接，接收放大第一电信号，并将放大第一电信号转换为高压电信号。

可以理解的是，在高纯锗探测器1工作期间，需要提供稳定的高压电信号。因此，高压产生信号可以为定值，以使高压产生模块2输出稳定的高压电信号。高压产生信号的具体值可以根据高纯锗探测器1的实际需求进行调整。

在另一个具体的例子中，数模转换器21的输入端与第一控制单元41电连接，接收第一控制信号，并对第一控制信号进行数模转换输出第二电信号。

可以理解的是，由于第一控制信号用于控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号，因此，第一控制信号可以为动态变化的信号。如此，使得数模转换器21输出的第二电信号也随着第一控制信号的变化而变化。例如，第二电信号为逐渐减小的电压信号。

运算放大器22的输入端与数模转换器21的输出端电连接，接收第二电信号，并对第二电信号进行放大处理，输出放大第二电信号。在第二电信号为逐渐减小的电压信号的基础上，运算放大器22输出的放大第二电信号也为逐渐减小的电压信号。

高压单元23的输入端与运算放大器22的输出端电连接，接收放大第二电信号，并将放大第二电信号转换为高压电信号。在放大第二电信号逐渐减小的基础上，高压单元23输出的高压电信号逐渐减小。

由此可知，为了控制高压单元23输出以预设速率减小的高压电信号，可以对第一控制单元41输出的第一控制信号进行调整。

在一些实施例中，高压产生信号与高压电信号之间，以及第一控制信号与高压电信号之间具有相同的对应关系，检测单元43用于检测高压产生信号或者第一控制信号，并基于对应关系，判断高压电信号是否在预设阈值内。

高压产生信号以及第一控制信号均由第一控制单元41产生，因此，高压产生信号与第一控制信号为相同类型的信号。可以提前将高压产生信号以及第一控制信号与最终输出的高压电信号进行匹配计算，计算出第一控制信号以及高压产生信号与高压电信号之间的对应关系。

可以理解的是，不论是高压产生信号还是第一控制信号，本质上均为第一控制单元41输出的信号，因此，高压产生信号以及第一控制信号与高压电信号之间的对应关系实际上为第一控制单元41输出的信号与高压电信号之间的对应关系。例如，当高压电信号为0V时，第一控制单元41输出的信号为D0，当高压电信号为1V时，第一控制单元41输出的信号为D1，以此类推。

检测单元43检测第一控制单元41输出的信号并基于该信号与高压电信号之间的对应关系来判断高压电信号是否在预设阈值内。

在一些实施例中，预设阈值为0。也就是说，检测单元43响应于供电截止信号对高压电信号进行检测，若高压电信号不为0V，则第一控制单元41生成第一控制信号，以控制高压单元23以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号为0V。

若检测单元43检测到第一控制单元41的信号不为D0，则说明高压电信号不为0 V，检测单元43向第一控制单元41发出第一反馈信号，第一控制单元41响应于第一反馈信号生成第一控制信号。

若检测单元43检测到第一控制单元41的信号为D0，说明高压电信号为0，检测单元43向第二控制单元42发出第二反馈信号，第二控制单元42响应于第二反馈信号生成第二控制信号。

在一个具体的例子中，若预设阈值不为0，也可以基于对应关系获取与预设阈值对应的第一控制单元41输出的预设信号值。若检测单元43检测到第一控制单元41的信号在预设信号值内，则向第二控制单元42发出第二反馈信号，第二控制单元42响应于第二反馈信号生成第二控制信号。若检测单元43检测到第一控制单元41的信号不在预设信号值内，则向第一控制单元41发出第一反馈信号，第一控制单元41响应于第一反馈信号生成第一控制信号。

参考图4，在一些实施例中，开关模块5还用于生成供电截止信号，开关模块5包括：电源控制单元51，用于生成供电截止信号。供电截止信号用于表征停止供电的信号。

在一些实施例中，开关模块5还包括：开关控制单元52，与电源控制单元51电连接，用于接收供电截止信号，并基于供电截止信号生成第一检测信号，控制模块4基于第一检测信号检测高压电信号是否在预设阈值内，开关控制单元52还用于接收第二控制信号。

参考图5，在一些实施例中，开关控制单元52与检测单元43电连接，用于向检测单元43传输第一检测信号，检测单元43基于第一检测信号检测高压电信号是否在预设阈值内。

在一些实施例中，开关模块5还包括：开关单元53，开关单元53的第一端与供电模块3电连接，开关单元53的第二端与高压产生模块2电连接，开关单元53的控制端与开关控制单元52电连接，控制端响应于第二控制信号切断供电模块3与高压产生模块2的电连接。

控制端在未接收到第二控制信号时，导通开关单元53的第一端与第二端，以使供电模块3能够通过导通的第一端以及第二端与高压产生模块2电连接，进而能够向高压产生模块2供电。

控制端在接收到第二控制信号时，关闭第一端与第二端，进而能够切断供电模块3与高压产生模块2的电连接。

参考图4，在一些实施例中，开关单元53的第二端还与控制模块4电连接，用于向控制模块4供电，以使控制模块4正常工作。

也就是说，控制模块4也需要在供电状态下才能正常工作。这里指的正常工作是指控制模块4可以发出各种信号。

采用同一供电模块3向控制模块4以及高压产生模块2供电，能够减小控制电路的体积。

参考图6，在一些实施例中，开关模块5还包括：第一传输线nPB，第一传输线nPB连接电源控制单元51与开关控制单元52，用于向开关控制单元52传输供电截止信号。在电源控制单元51生成供电截止信号之后，会通过第一传输线nPB向开关控制单元52传输供电截止信号。

在一些实施例中，开关模块5还包括：第二传输线nINT，第二传输线nINT连接控制模块4与开关控制单元52，用于向控制模块4传输第一检测信号。

在一些实施例中，开关模块5还包括：第三传输线nKILL，第三传输线nKILL连接控制模块4与开关控制单元52，用于向开关控制单元52传输第二控制信号。

在一些实施例中，开关模块5还包括：第四传输线En，第四传输线En连接开关控制单元52与开关单元53的控制端，用于向开关单元53传输第二控制信号。

也就是说，在开关模块5接收到第二控制信号时，第三传输线nKILL与第四传输线En电连接，进而能够传输第二控制信号。

参考图7，在一些实施例中，开关单元53为开关管。

在一些实施例中，开关管可以为PMOS管，PMOS管响应于低电平信号导通，控制端为PMOS管的栅极，第一端为PMOS管的源极，第二端为PMOS管的漏极。

在一些实施例中，第二控制信号可以是高电平信号，例如可以为接地电压。

PMOS管的栅极接收高电平信号，进而截止源极和漏极之间的导通，供电模块3所产生的电源信号无法通过源极与漏极之间的通道传输至高压产生模块2，进而切断供电模块3向高压产生模块2的供电，使高压产生模块2处于断电状态。

在一些实施例中，开关管也可以为NMOS管，NMOS管响应于低电平信号导通，控制端为NMOS管的栅极，第一端为NMOS管的源极，第二端为NMOS管的漏极。

NMOS管的栅极接收低电平信号，进而截止源极和漏极之间的导通，供电模块3所产生的电源信号无法通过源极与漏极之间的通道传输至高压产生模块2，进而切断供电模块3向高压产生模块2的供电，使高压产生模块2处于断电状态。

在一些实施例中，电源控制单元51为自复位按钮开关，自复位按钮开关被配置为：在自复位按钮开关被按下期间，生成供电截止信号。可以理解的是，在自复位按钮开关松开期间，表示需要供电模块3继续向高压产生模块2供电，不会生成供电截止信号，供电模块3会向高压产生模块2继续供电。

参考图8，在一些实施例中，供电模块3包括：电池31，例如，电池31可以为SMBus（即系统管理总线）电池。SMBus电池31的电源输出端与开关单元53的第一端电连接，通过电源输出端向高压产生模块2供电。需要说明的是，SMBus电池表示该电池可以根据系统管理总线协议进行管理和控制。

在一些实施例中，在开关管导通期间，SMBus电池31通过电源输出端向高压产生模块2传输电源信号，进而向高压产生模块2供电。

在开关管关断期间，SMBus电池31输出的电源信号无法通过开关管传输至高压产生模块2，进而使高压产生模块2断电。

SMBus电池31是一种智能电池，能够实现电池电量的动态状态监测、电芯充放电深度精确控制以及多级保护功能的电池能源控制。

SMBus电池31可以包括电池部分和电池智能控制系统。电池部分主要用于进行电能的存储和供给。电池智能控制系统主要进行充放电控制，完成电池状态的智能检测、电芯参数计算和过压过渡及温度保护等控制。

在一些实施例中，可以结合参照图8和图10，SMBus电池31与控制模块4之间通过系统管理总线（即SMBus）通讯连接，控制模块4还用于：通过系统管理总线读取SMBus电池31的电量，若SMBus电池31的电量小于预设电量阈值，则控制模块4生成第二检测信号，控制模块4响应于第二检测信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块4生成第一控制信号，若高压电信号在预设阈值内，则控制模块4生成第二控制信号。

可以理解的是，若SMBus电池31的电量过低时，可能会导致电池电量不足而停止向高压产生模块2供电的现象，进而导致控制模块4在未接收到供电截止信号的情况下，高压产生模块2发生突然断电的问题，从而可能损伤但高纯锗探测器1。

因此，通过控制模块4实时监测SMBus电池31的电量，在SMBus电池31的电量小于预设电量阈值时，控制模块4能够立即生成第二检测信号，并基于第二检测信号检测高压电信号是否在预设阈值，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块4会生成第一控制信号，控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号在预设阈值内。若检测到高压电信号在预设阈值内，则会发出第二控制信号，控制控制供电模块3切断向高压产生模块2的供电。如此，能够为SMBus电池31提供缓冲时间，防止由于SMBus电池31电量过低而突然停止对高压产生模块2的供电，而损坏高纯锗探测器1的问题。

参考图8、图9以及图10，在一些实施例中，SMBus电池31可以包括电池单元312以及充放电单元311，控制模块4会通过系统管理总线读取电池单元312的电芯参数，根据电池使用条件计算出电池变化的理论值，进而对充放电单元311进行控制，使充放电单元311修正充放电参数。并且，控制模块4还能通过系统管理总线计算出电池单元312的剩余电量以及预测使用时间。

在一些实施例中，控制模块4还可以通过系统管理总线检测高压产生模块2是否连接到SMBus电池31，若高压产生模块2未连接到SMBus电池31，说明SMBus电池31无法为高压产生模块2供电。则控制模块4生成第三检测信号，控制模块4响应于第三检测信号检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块4生成第一控制信号，若高压电信号在预设阈值内，则控制模块4生成第二控制信号。

参考图8、图9以及图10，在一些实施例中，SMBus电池31的电源输出端还与开关控制单元52电连接，用于向开关控制单元52供电，以使开关控制单元52正常工作。

参考图7、图8和图11，在一些实施例中，供电模块3包括外接电源，外接电源与开关单元53的第一端电连接，向高压产生模块2供电。可以理解的是，外接电源不同于SMBus电池31，SMBus电池31是具有使用电量的，若电量过低或为0，则无法向高压供电模块3供电。而外接电源可以持续向高压产生模块2进行供电，用户可以基于需求选择使用外接电源供电或者SMBus电池31进行供电。

上述实施例提供的用于高纯锗探测器1的控制电路中，在开关模块5切断供电模块3向高压产生模块2的供电之前，控制模块4首先检测高压电信号是否在预设阈值内，如果高压电信号大于预设阈值，则控制模块4控制高压电信号缓降，直到高压电信号在预设阈值内，开关模块5才切断供电模块3向高压产生模块2的供电。如此，可以避免在输入高纯锗探测器1的高压电信号还较高时，由于突然停止对高压产生模块2的供电，使得高压电信号突然骤降至0而导致高纯锗探测器1损坏的问题。

本发明的另一方面提供了一种高纯锗探测器，包括：上述实施例提供的用于高纯锗探测器的控制电路，用于控制高纯锗探测器所需高压电信号的输入以及截止。

本发明的另一方面提供了一种用于高纯锗探测器的控制方法，可以应用于上述实施例提供的用于高纯锗探测器的控制电路。

图12是根据本发明另一实施例的用于高纯锗探测器的控制方法的流程示意图。

参考图12，该方法包括步骤S1~S5。

在步骤S1，提供高压产生模块2，高压产生模块2在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将高压电信号输入至高纯锗探测器。

在步骤S2，提供供电模块3，供电模块3向高压产生模块2供电；提供控制模块4，控制模块4生成高压产生信号，并响应于供电截止信号检测高压电信号是否在预设阈值内。

在步骤S3，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块4生成第一控制信号，以控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号在预设阈值内。

在步骤S4，若高压电信号在预设阈值内，则控制模块4生成第二控制信号。

在步骤S5，提供开关模块5，开关模块5响应于第二控制信号切断供电模块3向高压产生模块2的供电。

控制模块4能在开关模块5切断供电模块3向高压产生模块2的供电之前，检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号不在预设阈值内，则说明高压电信号的值较大，控制模块4以预设速率实现高压电信号的缓降。直至高压电信号在预设阈值内，才向开关模块5发送第二控制信号，以使开关模块5切断供电模块3向高压产生模块2的供电。如此，可以避免在输入高纯锗探测器的高压电信号还较高时，由于突然停止对高压产生模块2的供电，使得高压电信号突然骤降至0而导致高纯锗探测器损坏的问题。

在一些实施例中，预设阈值可以为0V~3V。在一个具体的例子中，预设阈值为0V，则控制模块4响应于供电截止信号对高压电信号进行检测，若高压电信号不为0V，则控制模块4生成第一控制信号，以控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号，直至高压电信号为0V。

在一些实施例中，检测高压电信号是否在预设阈值内包括：高压产生信号与高压电信号之间，以及第一控制信号与高压电信号之间具有相同的对应关系，控制模块4检测高压产生信号或者第一控制信号，并基于对应关系，判断高压电信号是否在预设阈值内。

高压产生信号以及第一控制信号均由控制模块4生成，因此，高压产生信号和第一控制信号为相同类型的信号。可以提前将高压产生信号以及第一控制信号与最终输出的高压电信号进行匹配计算，计算出第一控制信号以及高压产生信号与高压电信号之间的对应关系。

可以理解的是，由于高压产生信号与第一控制信号大均为同一类型的信号，且均由控制模块4产生。因此，高压产生信号以及第一控制信号与高压电信号之间的对应关系实际上为控制模块4输出的信号与高压电信号之间的对应关系。例如，当高压电信号为0V时，第一控制单元41输出的信号为D0，当高压电信号为1V时，第一控制单元41输出的信号为D1，以此类推。

控制模块4检测其自身输出的信号并基于该信号与高压电信号之间的对应关系来判断高压电信号是否在预设阈值内。

在一些实施例中，供电模块3包括：SMBus电池31，用于高纯锗探测器的控制方法还包括：控制模块4实时检测SMBus电池31的电量是否小于预设电量阈值，若SMBus电池31的电量小于预设电量阈值，则控制模块4检测高压电信号是否在预设阈值内，若高压电信号超过预设阈值，则控制模块4生成第一控制信号，若高压电信号在预设阈值内，则控制模块4生成第二控制信号。

在一些实施例中，SMBus电池31与控制模块4之间通过系统管理总线通讯连接，控制模块4通过系统管理总线检测SMBus电池31的电量。

具体地，控制模块4基于第一控制信号控制高压产生模块2以预设速率减小输出的高压电信号直至高压电信号的值在预设阈值之内。若高压电信号在预设阈值之内，则控制模块4生成第二控制信号，并发送至开关模块5，开关模块5基于第二控制信号切断供电模块3向高压产生模块2的供电。如此，能够为SMBus电池31提供缓冲时间，防止由于SMBus电池31电量过低而突然停止对高压产生模块2的供电，而损坏高纯锗探测器的问题。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，包括：

高压产生模块，被配置为：在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将所述高压电信号输入至所述高纯锗探测器；

供电模块，用于为所述高压产生模块供电；

控制模块，用于生成所述高压产生信号，所述控制模块还用于：响应于供电截止信号检测所述高压电信号是否小于等于预设阈值，若所述高压电信号超过所述预设阈值，则所述控制模块生成第一控制信号，以控制所述高压产生模块以预设速率减小输出的所述高压电信号，直至所述高压电信号小于等于所述预设阈值；若所述高压电信号小于等于所述预设阈值，则所述控制模块生成第二控制信号；以及

开关模块，用于响应于所述第二控制信号切断所述供电模块向所述高压产生模块的供电，还用于生成所述供电截止信号。

2.根据权利要求1所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述控制模块包括：

第一控制单元，所述第一控制单元用于生成所述高压产生信号或者所述第一控制信号；

第二控制单元，所述第二控制单元用于生成所述第二控制信号；以及

检测单元，所述检测单元用于检测并判断所述高压电信号是否小于等于预设阈值。

3.根据权利要求2所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述高压产生模块包括：

数模转换器，所述数模转换器与所述第一控制单元电连接，用于接收所述高压产生信号或者所述第一控制信号，并输出对应的电信号；

运算放大器，与所述数模转换器的输出端连接，用于接收所述数模转换器输出的所述电信号，并输出放大电信号；以及

高压单元，用于接收所述放大电信号，并将所述放大电信号转换为高压电信号。

4.根据权利要求3所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述高压产生信号与所述高压电信号之间，以及所述第一控制信号与所述高压电信号之间具有相同的对应关系，所述检测单元用于检测所述高压产生信号或者所述第一控制信号，并基于所述对应关系，判断所述高压电信号是否小于等于预设阈值。

5.根据权利要求4所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述预设阈值为0。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述开关模块包括：

电源控制单元，用于生成所述供电截止信号；

开关控制单元，与所述电源控制单元电连接，用于接收所述供电截止信号，并基于所述供电截止信号生成第一检测信号，所述控制模块基于所述第一检测信号检测所述高压电信号是否小于等于预设阈值，所述开关控制单元还用于接收所述第二控制信号；以及

开关单元，所述开关单元的第一端与所述供电模块电连接，所述开关单元的第二端与所述高压产生模块电连接，所述开关单元的控制端与所述开关控制单元电连接，所述控制端响应于所述第二控制信号切断所述供电模块与所述高压产生模块的电连接。

7.根据权利要求6所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述开关单元的第二端还与所述控制模块电连接，用于向所述控制模块供电，以使所述控制模块正常工作。

8.根据权利要求6所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述开关模块还包括：

第一传输线，所述第一传输线连接所述电源控制单元与所述开关控制单元，用于向所述电源控制单元传输所述供电截止信号；

第二传输线，所述第二传输线连接所述控制模块与所述开关控制单元，用于向所述控制模块传输所述第一检测信号；

第三传输线，所述第三传输线连接所述控制模块与所述开关控制单元，用于向所述开关控制单元传输所述第二控制信号；以及

第四传输线，所述第四传输线连接所述开关控制单元与所述开关单元的控制端，用于向所述开关单元传输所述第二控制信号。

9.根据权利要求6所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述电源控制单元为自复位按钮开关，所述自复位按钮开关被配置为：在所述自复位按钮开关被按下期间，生成所述供电截止信号。

10.根据权利要求6所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述开关单元为开关管。

11.根据权利要求6所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述供电模块包括：电池，所述电池的电源输出端与所述开关单元的第一端电连接，通过所述电源输出端向所述高压产生模块供电。

12.根据权利要求11所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述电池与所述控制模块之间通过系统管理总线通讯连接，所述控制模块还用于：

通过所述系统管理总线读取所述电池的电量，若所述电池的电量小于预设电量阈值，则所述控制模块生成第二检测信号，所述控制模块响应于所述第二检测信号检测所述高压电信号是否小于等于所述预设阈值，若所述高压电信号超过所述预设阈值，则所述控制模块生成所述第一控制信号，若所述高压电信号小于等于所述预设阈值，则所述控制模块生成所述第二控制信号。

13.根据权利要求11所述的用于高纯锗探测器的控制电路，其特征在于，所述电池的电源输出端还与所述开关控制单元电连接，用于向所述开关控制单元供电，以使所述开关控制单元正常工作。

14.根据权利要求6所述的用于高纯锗探测器的控制电路，所述供电模块包括外接电源，所述外接电源与所述开关单元的第一端电连接，向所述高压产生模块供电。

15.一种高纯锗探测器，其特征在于，包括：上述权利要求1-14中任一项所述的用于高纯锗探测器的控制电路，用于控制所述高纯锗探测器所需高压电信号的输入以及截止。

16.一种用于高纯锗探测器的信号控制方法，其特征在于，包括：

提供高压产生模块，所述高压产生模块在通电状态下，响应于高压产生信号生成高压电信号，并将所述高压电信号输入至所述高纯锗探测器；

提供供电模块，所述供电模块向所述高压产生模块供电；

提供控制模块，所述控制模块生成所述高压产生信号，并响应于供电截止信号检测所述高压电信号是否小于等于预设阈值；若所述高压电信号超过所述预设阈值，则所述控制模块生成第一控制信号，以控制所述高压产生模块以预设速率减小输出的所述高压电信号，直至所述高压电信号小于等于所述预设阈值；若所述高压电信号小于等于所述预设阈值，则所述控制模块生成第二控制信号；以及

提供开关模块，所述开关模块响应于所述第二控制信号切断所述供电模块向所述高压产生模块的供电，还用于生成所述供电截止信号。

17.根据权利要求16所述的用于高纯锗探测器的信号控制方法，其特征在于，所述检测所述高压电信号是否小于等于预设阈值包括：

所述高压产生信号与所述高压电信号之间，以及所述第一控制信号与所述高压电信号之间具有相同的对应关系，所述控制模块的检测单元检测所述高压产生信号或者所述第一控制信号，并基于所述对应关系，判断所述高压电信号是否小于等于预设阈值。

18.根据权利要求16所述的用于高纯锗探测器的信号控制方法，其特征在于，所述供电模块包括电池，方法还包括：

所述控制模块实时检测所述电池的电量是否小于预设电量阈值，若所述电池的电量小于所述预设电量阈值，则控制模块检测所述高压电信号是否小于等于所述预设阈值，若所述高压电信号超过所述预设阈值，则所述控制模块生成所述第一控制信号，若所述高压电信号小于等于所述预设阈值，则所述控制模块生成所述第二控制信号。