CN207743858U - 电压极性切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电压极性切换装置，包括：控制器，所述控制器的输出端连接正压输出模组和负压输出模组；正压输出模组，所述正压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出正电压，输出端分为二路，一路连接第一负载切换电路，另一路连接电压输出端；负压输出模组，所述负压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出负电压，输出端分为二路，一路连接第二负载切换电路，另一路连接电压输出端；所述第一负载切换电路与第二负载切换电路相连；反馈电路，用于监测所述电压输出端的电压并传送至所述控制器。本实用新型具有极性切换速度快、电路干扰少、设计成本低等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及质谱分析领域，特别涉及一种串级质谱中离子源和检测器电压极性的切换装置。
背景技术
在进行串级质谱(MS/MS)分析中涉及到正负离子检测，需要改变离子源和检测器的电压极性，且要求电压极性改变速度非常快，以实现正负离子的快速切换，但实际应用中总是受限于电压极性的切换速度。目前，常见的电压极性切换方法如下，但均存在缺陷：
1、采用高压继电器进行切换，但由于继电器切换瞬间会产生瞬间高压电弧，会导致触点的老化，造成使用寿命受限，并且切换时间也不够快；
2、采用固态继电器进行切换，但在串级质谱中应用的话，必须要用高耐压的固态继电器，成本高，且其切换速度受高压模块切换速度的限制。
实用新型内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种快速切换电压极性，同时增加电压极性切换的可靠性、稳定性，减少电路干扰，减低电路设计成本的电压极性切换装置及方法。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种电压极性切换装置，所述电压极性切换装置包括：
控制器，所述控制器的输出端连接正压输出模组和负压输出模组；
正压输出模组，所述正压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出正电压，输出端分为二路，一路连接第一负载切换电路，另一路连接电压输出端；
负压输出模组，所述负压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出负电压，输出端分为二路，一路连接第二负载切换电路，另一路连接电压输出端；所述第一负载切换电路与第二负载切换电路相连；
反馈电路，所述反馈电路的输入端连接设置在所述电压输出端的分压支路上的分压电阻，输出端连接所述控制器，用于监测所述电压输出端的电压并传送至所述控制器。
根据上述的电压极性切换装置，可选地，所述第一负载切换电路由二个阻性负载和位于二个阻性负载中间的切换开关串联组成，切换开关控制阻性负载接地。
根据上述的电压极性切换装置，可选地，所述第二负载切换电路由二个阻性负载和切换开关组成，其中一个阻性负载已接地，另一个阻性负载通过切换开关控制接地。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1、本实用新型采用正压输出模组及第一负载切换电路、负电压输出模组及第二负载切换电路以及反馈电路的设置，实现正电压下降的同时负电压上升，负电压下降的同时正电压上升，快速实现电压极性转换，提高极性切换速度。
2、本实用新型的正压输出模组和负压输出模组均设有至少二路驱动电路，并联的至少二路驱动电路同时工作，提供电流给负载，提高负载驱动能力，大大减少电压上升时间，加快电压极性的切换。
3、本实用新型采用的正压输出模组和负压输出模组本身均为单极性电源，降低了电源本身的设计难度,增加了可靠性和稳定性，降低设计成本。
4、本实用新型的电压极性切换无需使用继电器，降低了切换瞬间产生的电弧，降低系统的电磁干扰，提高系统的稳定性。
5、本实用新型的电压极性切换方式适用范围广泛，可以用于质谱仪离子源、检测器的电压极性切换，也可以应用在其他需要进行电压极性切换的装置上，如光谱仪。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是本实用新型实施例1的电压极性切换装置的电路结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的电压极性切换过程中电压的变化曲线图；
图3是本实用新型实施例2的电压极性切换装置应用在质谱仪上的结构示意图。
具体实施方式
图1-3和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
图1示意性地给出了本实施例的电压极性切换装置的电路结构简图，如图1 所示，所述电压极性切换装置包括：
控制器，所述控制器的输出端连接正压输出模组和负压输出模组；
正压输出模组，所述正压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出正电压，输出端分为二路，一路连接第一负载切换电路，另一路连接电压输出端；
负压输出模组，所述负压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出负电压，输出端分为二路，一路连接第二负载切换电路，另一路连接电压输出端；所述第一负载切换电路与第二负载切换电路相连；
反馈电路，所述反馈电路的输入端连接设置在所述电压输出端的分压支路上的分压电阻，输出端连接所述控制器，用于监测所述电压输出端的电压并传送至所述控制器。
本实施例的控制器、驱动电路、变压器和反馈电路均为现有技术，在此不再赘述。
本实用新型的第一负载切换电路由二个阻性负载和位于二个阻性负载中间的切换开关串联组成，切换开关控制阻性负载接地；第二负载切换电路由二个阻性负载和切换开关组成，其中一个阻性负载已接地，另一个阻性负载通过切换开关控制接地。
上述电压极性切换装置的工作流程如下：
(A1)控制器接收正电压极性信号后控制正压输出模组的至少二个驱动电路共同工作，驱动至少二组变压器耦合输出正电压；反馈电路监测到输出的正电压达到设定电压值时，关闭驱动电路使得仅剩一个驱动电路工作；所述设定电压值为电压输出端所连接的负载需要提供的电压；
(A2)控制器接收极性切换信号，关闭工作中的驱动电路，打开第一负载切换电路，正电压下降；同时控制器控制负压输出模组的至少二个驱动电路共同工作，驱动至少二组变压器耦合输出负电压；
(A3)关闭第一负载切换电路，正电压停止输出；
(A4)反馈电路监测到输出的负电压达到设定电压值时，关闭驱动电路使得仅剩一个驱动电路工作。
上述的电压极性方法为从正电压切换至负电压的情形，负电压切换至正电压的方法同样适用，将第一负载切换电路换成第二负载切换电路即可。
本实施例中，打开第一负载切换电路或第二负载切换电路通过关闭第一负载切换电路或第二负载切换电路中的负载开关实现，关闭第一负载切换电路或第二负载切换电路通过打开第一负载切换电路或第二负载切换电路中的负载开关实现。
图2示意性地给出了本实施例的电压极性切换过程中电压的变化曲线图，如图2所示，正电压下降的同时负电压上升，负电压下降的同时正电压上升，本实施例的电压极性从正高压切换到负高压，耗费时间为T1，相较于现有的电压极性切换方法，减少时间为T3。
本实施例的益处在于：1、快速实现电压极性转换，提高极性切换速度；2、并联设置驱动电路，提高负载驱动能力，大大减少电压上升时间；3、电压极性切换方式适用范围广。
实施例2
本实施例为本实用新型实施例1的电压极性切换装置在质谱仪上的应用例。
在该应用例中，质谱仪包括依次设置的大气压离子源、采样锥、萃取锥、六极传输杆、Q1预杆、Q1四极杆、碰撞反应池、Q2预杆、Q2四极杆和脉冲计数检测器；所述质谱仪还包括两套电压极性切换装置，分别对大气压离子源和脉冲计数检测器的电压极性进行切换，两套电压极性切换装置的控制器共用，其余部分构成了图示中的高压电源1和高压电源2。
Claims (3)
1.一种电压极性切换装置，其特征在于：所述电压极性切换装置包括：
控制器，所述控制器的输出端连接正压输出模组和负压输出模组；
正压输出模组，所述正压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出正电压，输出端分为二路，一路连接第一负载切换电路，另一路连接电压输出端；
负压输出模组，所述负压输出模组由并联设置的至少二个驱动电路驱动至少二组变压器耦合输出负电压，输出端分为二路，一路连接第二负载切换电路，另一路连接电压输出端；所述第一负载切换电路与第二负载切换电路相连；
反馈电路，所述反馈电路的输入端连接设置在所述电压输出端的分压支路上的分压电阻，输出端连接所述控制器，用于监测所述电压输出端的电压并传送至所述控制器。
2.根据权利要求1所述的电压极性切换装置，其特征在于：所述第一负载切换电路由二个阻性负载和位于二个阻性负载中间的切换开关串联组成，切换开关控制阻性负载接地。
3.根据权利要求1所述的电压极性切换装置，其特征在于：所述第二负载切换电路由二个阻性负载和切换开关组成，其中一个阻性负载已接地，另一个阻性负载通过切换开关控制接地。
Priority Applications (1)
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| CN201721921296.6U CN207743858U (zh) | 2017-12-30 | 2017-12-30 | 电压极性切换装置 |
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Cited By (1)
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| CN108092495A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-29 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 电压极性切换装置及方法 |
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2017
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