微流控设备及其直流高压电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微流控设备及其直流高压电源，包括输入装置、处理装置、控制装置、升压装置、逻辑切换装置和电压检测装置。处理装置连接输入装置、电压检测装置、逻辑切换装置和控制装置，控制装置连接升压装置，升压装置连接逻辑切换装置和所述电压检测装置，逻辑切换装置用于连接微流控设备的微流控芯片。通过高精度的电压检测装置检测升压装置的输出电压值并反馈至处理装置，处理装置结合设置电压值和检测电压值进行电压调节，确保输出电压的稳定性、可重复性和高精度性，可满足微流控芯片供电高稳定性要求。

Microfluidic device and its DC high voltage power supply

The utility model relates to a microfluidic device and high voltage DC power supply, including input device, processing device, control device, boosting device, logic switching device and a voltage detecting device. Processing device is connected with an input device, a voltage detecting device, logic switching device and a control device, the control device is connected with a booster, booster connected logic switching device and the voltage detection device, logic switching device for microfluidic chip based microfluidic devices connected. The output voltage of high precision voltage detecting device detects booster value and feedback to the processing device, processing device with set voltage value and the detected voltage value of the voltage regulation, to ensure the stability of the output voltage, repeatability and high precision, and can meet the micro fluidic chip power supply with high stability.

【技术实现步骤摘要】
微流控设备及其直流高压电源
本技术涉及微流控芯片
，特别是涉及一种微流控设备及其直流高压电源。
技术介绍
微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的技术。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。微流控芯片需要采用直流高压电源进行供电，传统的微流控芯片直流高压电源是将交流市电或三相电由工频高压变压器升压变成交流高压电，然后整流滤波得到直流高压电，体积大、输出精度和稳定度差，无法满足微流控设备的便携性和微流控芯片供电高稳定性。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可满足微流控芯片供电高稳定性要求的微流控设备及其直流高压电源。一种微流控设备的直流高压电源，包括输入装置、处理装置、控制装置、升压装置、逻辑切换装置和电压检测装置，所述处理装置连接所述输入装置、所述控制装置、所述逻辑切换装置和电压检测装置，所述控制装置连接所述升压装置，所述升压装置连接所述逻辑切换装置和所述电压检测装置，所述逻辑切换装置用于连接微流控设备的微流控芯片；所述输入装置发送电压参数至所述处理装置；所述处理装置、所述控制装置、所述升压装置和所述电压检测装置形成闭环系统进行电压反馈，所述升压装置对接入的电压进行线性升压后通过所述逻辑切换装置控制输出至所述微流控芯片。一种微流控设备，包括微流控芯片和上述直流高压电源，所述逻辑切换装置连接所述微流控芯片。上述微流控设备及其直流高压电源，输入装置发送电压参数至处理装置，处理装置控制控制装置输出相应低压至升压装置线性输出高压，处理装置控制逻辑切换装置来控制升压装置升压后的电压的输出，同时电压检测装置对升压装置输出至微流控芯片的电压进行检测得到采样电压并发送至处理装置进行逆推得到升压装置实际输出高压值，即检测电压值。处理装置通过比较检测电压值和输入装置的设置电压值控制控制装置下一次的输出低压值以调节升压装置输出高压值，直到电压检测值与设置电压值相差在预设范围内，处理装置停止控制控制装置，完成一次电压输入，之后电压检测装置与处理装置处于监控状态，发现升压装置输出电压值与输入电压参数值相差超过预设范围，立即开启电压反馈调节电压值正常。通过处理装置、控制装置、逻辑切换装置和电压检测装置形成闭环系统进行的反馈调节，确保了输出电压的稳定性、可重复性和高精度性满足微流控芯片供电高稳定性要求。附图说明图1为一实施例中微流控设备的直流高压电源的结构图；图2为另一实施例中微流控设备的直流高压电源的结构图。具体实施方式在一个实施例中，一种微流控设备的直流高压电源，如图1所示，包括输入装置110、处理装置120、控制装置130、升压装置140、电压检测装置150和逻辑切换装置160，处理装置120连接输入装置110、控制装置130、逻辑切换装置160和电压检测装置150，控制装置130连接升压装置140，升压装置140连接逻辑切换装置160和电压检测装置150，逻辑切换装置160用于连接微流控设备的微流控芯片。输入装置110发送电压参数至处理装置120；处理装置120、控制装置130、升压装置140和电压检测装置150形成闭环系统进行电压反馈，升压装置140对接入的电压进行线性升压后通过逻辑切换装置160控制输出至微流控芯片。具体地，处理装置120输出升压控制信号至控制装置130，控制装置130根据升压控制信号控制升压装置140对接入的电压进行线性升压后输出至逻辑切换装置160，利用处理装置120控制逻辑切换装置160进行逻辑切换，输出升压后的电压至微流控芯片，同时电压检测装置150对升压装置140输出的电压进行检测，得到采样电压并发送至处理装置120；处理装置120通过比较检测电压值和输入装置110的设置电压值控制控制装置下一次的输出低压值以调节升压装置输出高压值，直到电压检测值与设置电压值相差在预设范围内，处理装置停止控制控制装置，完成一次电压输入，之后电压检测装置与处理装置处于监控状态，检测到升压装置输出电压值与设置电压值相差超过预设范围时开启电压反馈调节电压值正常。通过处理装置120,、控制装置130、升压装置140和检测装置150形成的闭环系统控制升压装置输出电压波动很小，实现高压电源电压的高稳定输出。升压装置140升压后的电压分为两路，一路到逻辑切换装置160控制输出，同时电压检测装置150检测升压装置140输出的电压并对其进行反馈。逻辑切换装置160控制电压输出与电压检测装置150进行电压检测是同时发生的。本实施例中，升压装置140由12V直流电源供电，输出电压范围为0～2000V，输出电流为2mA，低压控制端电压为0～5V，放大倍数为400倍。控制装置130被处理装置120所控制，通过控制装置130产生0～5V模拟输出电压来控制升压装置140的低压控制端，使升压装置140线性产生0～2000V的高压输出。此外，输入装置110还可用于发送控制指令至处理装置120进行查询和控制操作，例如查询上次设置电压值，一键设置电压值和一键进样分离等。可以理解，处理装置120通过比较输入装置110的设置电压值和电压检测装置150的检测电压值来决定下一次输出至控制装置130的输出低压值以调节升压装置的输出高压值，例如要求电压波动在1V内，当检测电压值比设置电压值大，下一次由处理装置120输入到控制装置130的值则比上一次的数值小，前后控制装置130输出的两个值的差值由稳压算法决定，直到电压稳定在1V内，处理装置120停止控制控制装置，由处理装置120比较输入装置110的设置电压值和电压检测装置额检测电压值，检测到两者之间差值相差1V时开启反馈调节电压稳定。闭环系统形成的反馈调节使得电压稳定在一个范围内，这个范围的大小由电压检测装置150精度来决定，范围越小，高压电源输出的电压越稳定，重复性越好。本实施例中，电压检测装置150的精度是0.5％，即输入装置110的设置电压值为100V时，电压检测装置150的检测电压值在99.5～100.5V的范围内，因为高速反馈的作用，升压装置140输出的高压值在短时间内稳定在99.5～100.5V的范围内。输入装置110的具体结构并不唯一，在一个实施例中，输入装置110包括连接处理装置120的按键和/或上位机，上位机具体可以是安卓手机、笔记本或PC(PersonalComputer，个人计算机)机等。以输入装置110同时包括按键和上位机为例，用户可以根据应用需要选择不同的输入方式，也可以同时使用两个输入方式。具体地，本实施例中，按键采用4*4矩阵键盘，包括十个数字键、确定键，上下左右移动功能键和返回键。上位机通过串口转USB模块与处理装置120通信，输入电压参数和控制指令。在一个实施例中，处理装置120包括微处理器和基准电压电路，微处理器连接输入装置110、控制装置130、逻辑切换装置160和电压检测装置150，基准电压电路连接微处理器。电压检测装置150发送的采样电压送到微处理器自带的16位ADC(Analog-to-DigitalConverter，模数转换器)进行转换得到电压值，基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控设备的直流高压电源，其特征在于，包括输入装置、处理装置、控制装置、升压装置、逻辑切换装置和电压检测装置，所述处理装置连接所述输入装置、所述控制装置、所述逻辑切换装置和所述电压检测装置，所述控制装置连接所述升压装置，所述升压装置连接所述逻辑切换装置和所述电压检测装置，所述逻辑切换装置用于连接微流控设备的微流控芯片；所述输入装置发送电压参数至所述处理装置；所述处理装置、所述控制装置、所述升压装置和所述电压检测装置形成闭环系统进行电压反馈，所述升压装置对接入的电压进行线性升压后通过所述逻辑切换装置控制输出至所述微流控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种微流控设备的直流高压电源，其特征在于，包括输入装置、处理装置、控制装置、升压装置、逻辑切换装置和电压检测装置，所述处理装置连接所述输入装置、所述控制装置、所述逻辑切换装置和所述电压检测装置，所述控制装置连接所述升压装置，所述升压装置连接所述逻辑切换装置和所述电压检测装置，所述逻辑切换装置用于连接微流控设备的微流控芯片；所述输入装置发送电压参数至所述处理装置；所述处理装置、所述控制装置、所述升压装置和所述电压检测装置形成闭环系统进行电压反馈，所述升压装置对接入的电压进行线性升压后通过所述逻辑切换装置控制输出至所述微流控芯片。2.根据权利要求1所述的微流控设备的直流高压电源，其特征在于，所述处理装置包括微处理器和基准电压电路，所述微处理器连接所述输入装置、所述控制装置、所述逻辑切换装置和所述电压检测装置，所述基准电压电路连接所述微处理器。3.根据权利要求1所述的微流控设备的直流高压电源，其特征在于，所述控制装置包括数模转换器、基准电源和滤波电路，所述数模转换器连接所述处理装置和所述基准电源，并通过所述滤波电路连接所述升压装置。4.根据权利要求1所述的微流控设备的直流高压电源，其特征在于，所述升压装置包括升压器和输出驱动电路，所述升压器连接所述控制装置和所述电压检测装置，并通过所述输出驱动电路连接所述逻辑切换装置。5.根据权利要求1所述的微流控...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炜敏，贺勇，刘玉县，林晓明，胡艳，
申请(专利权)人：长沙理工大学，广东顺德工业设计研究院广东顺德创新设计研究院，
类型：新型
国别省市：湖南,43