CN219204357U - 一种显微镜及其显微镜集成电源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显微镜及其集成电源模块，其包括：一AC‑DC电路，其输入端用于接入市电，可将市电转换为低压直流电，对高压交流电进行安全隔离和降压，再输出；若干DC‑DC电路，其输入端均连接AC‑DC电路的输出端，可将输入的低压直流电进行升压或者降压以及转换为适配后级电学装置的工作电压，再输出。本实用新型占用空间少，成本低，有助于简化生产装配。

Description

一种显微镜及其显微镜集成电源模块

技术领域

本实用新型涉及一种电源，特别是关于一种显微镜及其显微镜集成电源模块。

背景技术

超分辨显微镜中的空间光调制器、电动位移台、实时控制模块和激光安全电路板等电学模块，往往各自采用独立电源供电。因为各电学模块的供电电压和功率不尽相同，需要配备多个电源，所以存在电源数量太多、占用空间大和接线复杂等问题。

如图1所示，在现在的超分辨显微镜中，根据每个电学模块的功率和供电电压，为所有电学模块配置一个外置电源适配器，通过接线方式为每个电学模块进行单独供电。但是，采用多个外置电源适配器的方式可以使每个电学模块都能在合适的电压和功率下工作。外置电源适配器数量多，存在会增加成本，接线复杂等问题，超分辨显微镜周围众多杂乱的电源线也会对仪器的操作有一定的影响。

如图2所示，在超分辨显微镜中，根据每个电学模块的功率和供电电压，在显微镜内部为所有电学模块都配置一个合适电压和功率的电源模块，外部只需一个电源输入线，由内部多个的电源模块进行供电。采用多个内置电源模块供电的方式，可以减少超分辨显微镜输入电源线的数量，但是内置多个电源模块，增加开发成本，会大量占用超分辨显微镜内部空间，内部也会有接线复杂问题，而且多个电源会增加空载损耗，增加超分辨显微镜系统的静态功耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够同时为多个电学模块供电的显微镜集成电源模块，对于产品结构的优化、提高产品的稳定性有比较重要的作用。

为实现上述目的，本实用新型提供一种显微镜集成电源模块，其包括：

一AC-DC电路，其输入端用于接入市电，可将市电转换为低压直流电，对高压交流电进行安全隔离和降压，再输出；

若干DC-DC电路，其输入端均连接AC-DC电路的输出端，可将输入的低压直流电进行升压或者降压以及转换为适配后级电学装置的工作电压，再输出。

进一步地，AC-DC电路包括：

EMI滤波整流子电路，其输入端用于接入市电，可将市电转化成高压直流电，并输出；

隔离转换器子电路，其用于将高压直流电转化为低压直流电，并输出；

输出整流子电路，其用于将低压直流电稳定为适配后级电学装置的工作电压，并输出。

进一步地，AC-DC电路包括：

EMI滤波整流子电路，其输入端用于接入市电，可将市电转化成高压直流电，并输出；

隔离转换器子电路，其原副边隔离绕组用于传递电能，将高压直流电转化为副边绕组的低压直流电，并输出；

输出整流子电路，其用于将低压直流电稳定为适配后级电学装置的工作电压，并输出。

进一步地，所述显微镜集成电源模块还包括设置在DC-DC电路的输出端和后级电学装置输入端之间的π型滤波电路和线性稳压器，用于将工作电压的电源噪声降低到预设范围内。

进一步地，所述显微镜集成电源模块还包括屏蔽罩，其罩设在AC-DC电路和各DC-DC电路的外部。

进一步地，所述显微镜集成电源模块还包括光耦和监控保护组件，其中，光耦的输入端连接监控保护组件的输出端，光耦的输出端连接在AC-DC电路的输出端与各DC-DC电路的输入端之间，电路监控保护组件设于DC-DC电路，用于检测DC-DC电路的电压、电流和温度，在超过相应额定值的情形下，电路监控保护组件输出高电平使光耦的输入端导通，光耦的输出端提供一个低电平信号给AC-DC电路，使AC-DC电路的输出端与所有DC-DC电路的输入端关断。

进一步地，监控保护组件包括电流检测电阻、热敏电阻和比较器，其中，电流检测电阻和热敏电阻设于DC-DC电路，用于检测DC-DC电路的电压、电流和温度，比较器的输入端连接电流检测电阻和热敏电阻，比较器的输出端连接光耦的输入端。

本实用新型还提供一种显微镜，其包括如上所述的显微镜集成电源模块。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：与常规的超分辨显微镜供电有三个方面的区别：

1.将多个电源简化为一个内置电源模块，减少空间的占用，降低成本，简化生产装配。

2.集成电源具有多路输出，一个集成电源模块解决超分辨显微镜整个系统所有不同输入电压的电学模块供电问题，同时简化线路走线。

3.降低电源模块的空载损耗，多个电源的空载损耗会叠加，只用一个集成电源模块，会降低总的空载损耗。

附图说明

图1为现有技术中超分辨显微镜内部的一种供电方式示意图。

图2为现有技术中超分辨显微镜内部的另一种供电方式示意图。

图3为本实用新型实施例提供的超分辨显微镜内部的供电方式示意图。

图4为图3中的显微镜集成电源模块的一种结构原理示意图。

图5为图4中的AC-DC电路的一种结构示意图。

图6为图3中的显微镜集成电源模块的部分电路结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的屏蔽罩的实物结构示意图。

图8为图3中的显微镜集成电源模块的另一种结构原理示意图。

图9为图4中的AC-DC电路的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图3所示，本实用新型实施例提供的显微镜集成电源模块设置在显微镜的设备箱内，用于将输入的市电提供的高压交流电转化成适配后级电学装置的工作电压，再输出给显微镜中需要电源供给的电学模块，如图3中的电学模块1、电学模块2、电学模块3……。而这些电学模块可以是空间光调制器、电动位移台、实时控制模块、激光安全电路板或其他电学模块。

本实施例通过在显微镜的内部配置一个多路输出的显微镜集成电源模块，也就是说，单独一个显微镜集成电源模块为所有输入电源参数不一致的电学模块进行供电，因此，一个显微镜集成电源模块便可以解决显微镜中整个系统各部分供电问题。

如图4所示，作为显微镜集成电源模块的一种实现方式，其可以包括一AC-DC电路和若干DC-DC电路。

AC-DC电路的输入端用于接入市电，可将市电转换为低压直流电(例如图4中示出的直流电压Vdc)，对高压交流电进行安全隔离和降压，再输出。

每一DC-DC电路的输入端均连接AC-DC电路的输出端，可将输入的低压直流电进行升压或者降压以及转换为适配后级电学装置的工作电压，再输出。也就是说，后级的DC-DC电路根据超分辨显微镜内部各个电学模块的功率转为合适的工作电压V1、V2、V3等，给各个显微镜内部电学模块供电。需要说明的是，可以根据需求选取合适参数的AC-DC电路模块产品。

本实施例提供的显微镜集成电源模块能够实现一路交流输入，多路不同电压功率输出，即一个电源模块为多个电学模块供电。

在一个实施例中，结合图3和图7所示，所述显微镜集成电源模块还包括屏蔽罩A，屏蔽罩A罩设在AC-DC电路和各DC-DC电路的外部，因而可以省去对每个电路进行单独屏蔽处理。

在一个实施例中，如图5所示，AC-DC电路包括EMI滤波整流子电路、隔离转换器子电路和输出整流子电路。

EMI滤波整流子电路的输入端用于接入市电，可将市电转化成高压直流电，并输出。EMI滤波整流子电路可以根据需求选取合适参数的反激转换器电路、半桥转换器电路等电源拓扑产品实现。

隔离转换器子电路用于将高压直流电转化为低压直流电，并输出。隔离转换器子电路可以根据需求选取合适参数的反激转换器电路、半桥转换器电路等电源拓扑产品实现。如图9所示，隔离转换器子电路也可以利用高频变压器次级绕组耦合方式，利用多个绕组，如图9中的变压器绕组1、变压器绕组2和变压器绕组3等，输出低压直流电。

输出整流子电路用于将低压直流电稳定为适配后级电学装置的工作电压，并输出。输出整流子电路可以根据需求选取合适参数的现有的产品实现。当然，现有市面上还有些隔离转换器产品自带输出整流子电路功能。

在一个实施例中，如图6所示，所述显微镜集成电源模块还包括设置在DC-DC电路的输出端和后级电学装置输入端之间的π型滤波电路和线性稳压器，用于将工作电压的电源噪声降低到预设范围内。在该实施例中，根据不同电学模块所需的功率和电压，选择降压或者升压的DC-DC电路，通过多路DC-DC电路将前级的AC-DC输出电压分别转成各电学模块的额定电压值，并在各路DC-DC电路后级接上π型滤波电路和线性稳压器，把各电压值的电源噪声降低到规格范围内(≤额定电压*2％)，为多个电学模块同时进行供电。

在一个实施例中，如图8所示，所述显微镜集成电源模块还包括光耦和监控保护组件，其中，光耦的输入端连接监控保护组件的输出端，光耦的输出端连接在AC-DC电路的输出端与各DC-DC电路的输入端之间，电路监控保护组件设于DC-DC电路，用于检测DC-DC电路的电压、电流和温度，在超过相应额定值的情形下，电路监控保护组件输出高电平使光耦的输入端导通，光耦的输出端提供一个低电平信号给AC-DC电路，使AC-DC电路的输出端与所有DC-DC电路的输入端关断。

作为监控保护组件的一种实现方式，监控保护组件包括电流检测电阻、热敏电阻和比较器，其中，电流检测电阻和热敏电阻设于DC-DC电路，用于检测DC-DC电路的电压、电流和温度，比较器的输入端连接电流检测电阻和热敏电阻，比较器的输出端连接光耦的输入端。

监控保护组件工作时，提供比较器、电流检测电阻和热敏电阻检测DC-DC电路的电压、电流和温度是否超过额定值，当检测到超过额定值的情况，比较器输出高电平使光耦输入端导通，然后光耦输出端提供一个低电平信号给AC-DC电路的电源管理IC的保护功能引脚，使AC-DC电路的输出端与所有DC-DC电路的输入端关断，将相应的DC-DC电路的输出关闭，对整个显微镜系统停止供电，保护整个系统。

本实用新型还提供一种显微镜，例如超分辨显微镜，该显微镜包括如上述各实施例中所述的显微镜集成电源模块。

在超分辨显微镜中使用上述实施例提供的显微镜集成电源模块，能够为产品内部多个电学模块同时供电，化繁为简，既降低产品成本，又简化生产装配，从而优化产品的空间结构和提高产品的稳定性。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种显微镜集成电源模块，其特征在于，显微镜集成电源模块用于设置在显微镜的设备箱内，用于将输入的市电提供的高压交流电转化成适配后级电学装置的工作电压，再输出给显微镜中需要电源供给的电学模块；

显微镜集成电源模块包括：

一AC-DC电路，其输入端用于接入市电，可将市电转换为低压直流电，对高压交流电进行安全隔离和降压，再输出；

若干DC-DC电路，其输入端均连接AC-DC电路的输出端，可将输入的低压直流电进行升压或者降压以及转换为适配后级电学装置的工作电压，再输出；

所述显微镜集成电源模块还包括设置在DC-DC电路的输出端和后级电学装置输入端之间的π型滤波电路和线性稳压器，用于将工作电压的电源噪声降低到预设范围内；

所述显微镜集成电源模块还包括屏蔽罩，其罩设在AC-DC电路和各DC-DC电路的外部；

所述显微镜集成电源模块还包括光耦和监控保护组件，其中，光耦的输入端连接监控保护组件的输出端，光耦的输出端连接在AC-DC电路的输出端与各DC-DC电路的输入端之间，电路监控保护组件设于DC-DC电路，用于检测DC-DC电路的电压、电流和温度，在超过相应额定值的情形下，电路监控保护组件输出高电平使光耦的输入端导通，光耦的输出端提供一个低电平信号给AC-DC电路，使AC-DC电路的输出端与所有DC-DC电路的输入端关断。

2.如权利要求1所述的显微镜集成电源模块，其特征在于，AC-DC电路包括：

EMI滤波整流子电路，其输入端用于接入市电，可将市电转化成高压直流电，并输出；

隔离转换器子电路，其用于将高压直流电转化为低压直流电，并输出；

输出整流子电路，其用于将低压直流电稳定为适配后级电学装置的工作电压，并输出。

3.如权利要求1所述的显微镜集成电源模块，其特征在于，AC-DC电路包括：

EMI滤波整流子电路，其输入端用于接入市电，可将市电转化成高压直流电，并输出；

隔离转换器子电路，其原副边隔离绕组用于传递电能，将高压直流电转化为副边绕组的低压直流电，并输出；

输出整流子电路，其用于将低压直流电稳定为适配后级电学装置的工作电压，并输出。

4.一种显微镜，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的显微镜集成电源模块。

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