脉冲发生电路、脉冲发生器、飞行时间质谱仪及电子设备制造技术

本发明专利技术提供一种脉冲发生电路、脉冲发生器、飞行时间质谱仪及电子设备，该电路包括：第一直流电源，其通过串联高压电阻、储能模块与开关控制模块联接，所述开关控制模块包括开关管与多个开关；脉冲驱动模块，连接所述开关管，用于产生正负极性交替变换的尖峰信号开通或关断所述开关管；多个光电触发模块，对应连接所述开关，用于产生控制所述开关断开或闭合的触发信号；脉冲输出模块，连接所述开关控制模块，用于当所述开关管导通时，根据多个所述开关的断开或闭合构成正脉冲输出回路或负脉冲输出回路，利用所述输出回路产生正脉冲信号或/和负脉冲信号。相较传统高压开关，不需要加热功率或复杂的驱动电路，同时还具有非常短的恢复时间和低抖动优点。恢复时间和低抖动优点。恢复时间和低抖动优点。

【技术实现步骤摘要】
脉冲发生电路、脉冲发生器、飞行时间质谱仪及电子设备


[0001]本专利技术涉及质谱分析
，特别是涉及一种脉冲发生电路、脉冲发生器、飞行时间质谱仪及电子设备。

技术介绍

[0002]基质辅助激光解析离子源是指在一个微小的区域内，在极短的时间间隔，激光对样品提供高的能量，对它们进行极快的加热，这样可以避免热敏感的化合物加热分解，基质分子能有效地吸收激光的能量，并间接地传给样品分子，从而得到电离，由于激光轰击样品的过程是在一个极短时间内完成的，需要一个高压电场和一个纳秒级突变的电场与激光脉冲配合，使得电离后的离子能够在激光轰击后离开样品板，在高压电场中延时，在纳秒级突变电场中快速获得加速，进而传输到质量分析器中，这样高压突变的电场需要相当快速的脉冲电路切换以及高压电源提供。
[0003]脉冲发生电路在质谱仪分析不同带电粒子时，需要使用不同极性的脉冲信号，然而，现有的脉冲发生电路只能产生单一极性的脉冲信号，无法产生检测样品电离所需的正离子或/和负离子。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种脉冲发生电路、脉冲发生器、飞行时间质谱仪及电子设备，用于解决现有技术中脉冲发生电路只能产生单极性脉冲信号的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种脉冲发生电路，包括：
[0006]第一直流电源，其通过串联高压电阻、储能模块与开关控制模块联接，所述开关控制模块包括至少一个开关管与多个开关；
[0007]脉冲驱动模块，连接于所述开关管，用于产生正负极性交替变换的尖峰信号开通或关断所述开关管；
[0008]多个光电触发模块，对应连接所述开关，用于产生控制所述开关断开或闭合的触发信号；
[0009]脉冲输出模块，连接于所述开关控制模块，用于当所述开关管导通时，根据多个所述开关的断开或闭合构成正脉冲输出回路或负脉冲输出回路，利用所述输出回路产生正脉冲信号或/和负脉冲信号。
[0010]本专利技术另一目的在于提供一种脉冲发生器，包括：上述的脉冲发生电路与高压合成电路，所述高压合成电路连接所述脉冲发生电路输出高压正脉冲信号或/和高压负脉冲信号。
[0011]本专利技术另一目的在于提供一种飞行时间质谱仪，包括：上述的脉冲发生器。
[0012]本专利技术还一目的在于提供一种电子装置，包括：上述的脉冲发生电路，或上述的脉冲发生器，或上述的飞行时间质谱仪。
[0013]如上所述，本专利技术的脉冲发生电路、脉冲发生器、飞行时间质谱仪及电子设备，具有以下有益效果：
[0014]通过控制开关控制模块中不同开关的状态，在开关的不同闭合和断开状态形成正脉冲输出回路或负脉冲输出回路，从而产生正脉冲信号或负脉冲信号，相较传统高压开关，本专利技术不需要加热功率或复杂的驱动电路，具有非常短的恢复时间和低抖动优点，同时，本专利技术控制简单、电路结构也更稳定。
附图说明
[0015]图1显示为本专利技术提供的一种脉冲发生电路的结构框图；
[0016]图2显示为本专利技术提供的一种脉冲发生电路一实施例的电路图；
[0017]图3显示为本专利技术提供的一种脉冲发生电路产生正脉冲信号一实施例的电路图；
[0018]图4显示为本专利技术提供的一种脉冲发生电路产生负脉冲信号一实施例的电路图；
[0019]图5显示为本专利技术提供的一种脉冲发生电路中光电触发模块电路图；
[0020]图6显示为本专利技术提供的一种脉冲发生电路中脉冲驱动模块电路图；
[0021]图7显示为本专利技术提供的一种高压合成电路的电路图。
具体实施方式
[0022]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，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专利技术的其他优点与功效。本专利技术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，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术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。
[0024]术语“脉冲发生器”是指适于施加电压于加速器的电极的装置。脉冲发生器通常包含多个电压源(例如，高电压源)及开关(例如，高速(上升时间小于1毫秒)/高电压开关)。
[0025]请参阅图1，为本专利技术提供的一种脉冲发生电路的结构框图，包括：
[0026]第一直流电源5，其通过串联高压电阻、储能模块与开关控制模块2联接，所述开关控制模块2包括至少一个开关管21与多个开关22；
[0027]脉冲驱动模块1，连接于所述开关管21，用于产生正负极性交替变换的尖峰信号开通或关断所述开关管；
[0028]多个光电触发模块3，对应连接所述开关22，用于产生控制所述开关断开或闭合的触发信号；
[0029]脉冲输出模块4，连接于所述开关控制模块2，用于当所述开关管导通时，根据多个所述开关的断开或闭合构成正脉冲输出回路或负脉冲输出回路，利用所述输出回路产生正脉冲信号或/和负脉冲信号。
[0030]具体地，所述开关管的数目优选为一个，减少开关管的数目同时也减少脉冲驱动
模块的数目，通过同一脉冲驱动电路驱使开关管导通或截止，在所述开关管导通情景下，控制不同开关断开或闭合的状态分别形成正脉冲输出回路或负脉冲输出回路，利用开关交替断开和闭合的时间，从而输出正脉冲信号或/和负脉冲信号；另外，本实施例中输出正脉冲信号或/和负脉冲信号之间也不会相互影响(峰值电压)，避免了双极性脉冲信号输出时带来的脉冲峰值电压减少的现象。
[0031]其中，开关控制模块2可以包含多种电路结构，详述如下：
[0032]第一种情况，例如，所述开关控制模块2包括至少一个开关管、第一开关、第二开关、第三开关与第四开关，在所述开关管导通状态下，当所述第一开关与第四开关闭合且第二开关与第三开关断开时，所述第一直流电源依次通过储能模块、第四开关、第一开关与负载构成正脉冲输出回路；在所述开关管导通状态下，当所述第二开关与第三开关闭且第一开关与第四开关断开时，所述第一直流电源通过储能模块耦合接地的第二开关与第三开关和负载构成负脉冲输出回路。
[0033]详见图2，相比现有的双极性脉冲发生电路，本实施例结构简单，使用的元器件数目较少，例如，使用同一个脉冲驱动模块、同一储能模块、同一负载，同一串联高压电阻，大大减少了元器件数量；其次，本实施例控制简单，例如，只需控制开关切换即可；再次，相较传统高压开关，不需要加热功率或复杂的驱动电路，同时还具有非常短的恢复时间和低抖动优点，采用上述开关大大地降低电路的生产成本；还有，对元件特性理想程度要求较低，在只需要利用较低的器件参数情况下，即可产生小于200n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲发生电路，其特征在于，包括：第一直流电源，其通过串联高压电阻、储能模块与开关控制模块联接，所述开关控制模块包括至少一个开关管与多个开关；脉冲驱动模块，连接于所述开关管，用于产生正负极性交替变换的尖峰信号开通或关断所述开关管；多个光电触发模块，对应连接所述开关，用于产生控制所述开关断开或闭合的触发信号；脉冲输出模块，连接于所述开关控制模块，用于当所述开关管导通时，根据多个所述开关的断开或闭合构成正脉冲输出回路或负脉冲输出回路，利用所述输出回路产生正脉冲信号或/和负脉冲信号。2.根据权利要求1所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述串联高压电阻包括依次串联的第一电阻、第二电阻与第三电阻，所述第一直流电源连接第一电阻的第一端，所述三电阻的第二端接地。3.根据权利要求2所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述储能模块连接于第一电阻与第二电阻之间，所述储能模块包括多个并联电容。4.根据权利要求2或3所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述第二电阻并联有第一续流管。5.根据权利要求2或3所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述第三电阻并联有第二续流管。6.根据权利要求1或2所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述开关控制模块包括第一开关至第四开关，所述脉冲输出模块包括负载；在所述开关管导通状态下，当所述第一开关与第四开关闭合且第二开关与第三开关断开时，所述第一直流电源依次通过储能模块、第四开关、第一开关与负载构成正脉冲输出回路；在所述开关管导通状态下，当所述第二开关与第三开关闭且第一开关与第四开关断开时，所述第一直流电源通过储能模块耦合接地的第二开关与第三开关和负载构成负脉冲输出回路。7.根据权利要求6所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述负脉冲输出回路中的开关管的源极联接第二开关的一端与第三电阻的第一端，所述第二开关的另一端与第三电阻的第二端接地；所述开关管的漏极联接第三开关的一端与第二电阻的第二端，所述开关管的栅极连接脉冲驱动模块，所述第三开关的另一端通过负载输出负脉冲信号；或所述正脉冲输出回路中的开关管的漏极联接第四开关的一端与第二电阻的第二端，所述第四开关的另一端与第二电阻的第一端联接储能模块，所述开关管的栅极连接脉冲驱动模块，所述开关管的源极联接第一开关的一端与第三电阻的第一端，所述第一开关的另一端通过负载输出正脉冲信号；或所述第一开关与第三开关构成单刀双掷开关，所述开关管的源极联接单刀双掷开关的一输入端与第三电阻的第一端，所述开关管的漏极联接单刀双掷开关的另一输入端与第二电阻的第二端，所述开关管的栅极连接脉冲驱动模块，所述单刀双掷开关通过选择输入端闭合决定负载输出正脉冲信号或/和负脉冲信号。8.根据权利要求2所述的脉冲发生电路，其特征在于，所述控制模块由一个开关管、第二开关与第三开关构成，所述开关管的源极联接第二开关的一端与第三电阻的第一端，所
述第二开关的另一端与第三电阻的第二端接地；所述开关管的漏极联接第三开关的一端与第二电阻的第二端，所述开关管的栅极连接脉冲驱动模块，所述第三开关的另一端通过负载输出负脉冲信号；或所述控制模块由一个开关管、第一开关与第四开关构成，所述开关管的漏极联接第四开关的一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘能科，汪云飞，
申请(专利权)人：中元汇吉生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：