一种分子泵控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种分子泵控制器，涉及真空泵控制领域，其技术方案要点是：包括下端壳体、上端盖板、中间面板，下端壳体内固定安装有驱动板，上端盖板固定安装有与驱动板平行的控制板，驱动板与控制板之间通过至少两个排针连接；通信电路、状态指示电路、温度检测电路、电源监测电路、控制芯片、光电隔离电路和滞回比较电路均集成分布在控制板；供电电路、PWM信号放大电路、逆变电路、滤波电路、虚拟中性点电路、电压比较电路均集成分布在驱动板。本发明专利技术通过对PCB电路板进行布局设计以及更加各个电路的运行特性集成布置在相应的PCB电路板上，提高了控制器内部元器件之间的抗干扰能力，简化了内部集成各种元器件所需的辅助结构。化了内部集成各种元器件所需的辅助结构。化了内部集成各种元器件所需的辅助结构。

【技术实现步骤摘要】
一种分子泵控制器


[0001]本专利技术涉及真空泵控制领域，更具体地说，它涉及一种分子泵控制器。

技术介绍

[0002]分子泵是一种常用的真空获取设备，它利用高速旋转的叶片把动量传递给气体分子，使之在刚体表面产生定向流动，从而达到抽气目的。分子泵被广泛应用于需要高真空度的领域中，如半导体行业、真空镀膜行业、检漏仪、气相质谱仪等。
[0003]分子泵是由分子泵控制器进行驱动和控制的，它们共同组成了分子泵系统。分子泵控制器是为分子泵提供动力的设备，一般具有转速控制、电流检测、温度检测、故障报警等功能。随着真空应用领域的不断发展，一些便携式分析仪器也逐渐使用分子泵系统。便携式分析仪器通常体积小、重量轻、内部空间有限，约束了分子泵系统的体积和重量，要求分子泵系统必须紧凑、轻盈。然而，现有的分子泵控制器体积大、重量沉，不易与分子泵集成，更不用说集成在紧凑的便携式分析仪器内部；此外，现有的分子泵控制器若直接进行集成简化易导致散热性能差、抗干扰能力弱以及使用寿命短等问题。
[0004]因此，如何研究设计一种合理集成简化设计后能够适用于便携式分析仪器使用的分子泵控制器是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有分子泵控制器无法在便携式分析仪器内装配集成的问题，本专利技术的目的是提供一种分子泵控制器。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种分子泵控制器，包括控制主体和控制系统；
[0007]控制主体包括下端壳体、上端盖板、中间面板，上端盖板与下端壳体的顶端开口盖合，中间面板与下端壳体的侧面开口盖合；下端壳体内固定安装有驱动板，上端盖板固定安装有与驱动板平行的控制板，驱动板与控制板之间通过至少两个排针连接；上端盖板穿设有出线孔，控制板通过三相线缆连接有穿过出线孔的接插件；驱动板固定安装有DB9接口，中间面板设有与DB9接口配合的DB9固定口；
[0008]控制系统包括通信电路、状态指示电路、反电动势过零点检测电路、驱动电路、供电电路、温度检测电路、电源监测电路；反电动势过零点检测电路由滤波电路、虚拟中性点电路、电压比较电路、光电隔离电路和滞回比较电路组成；驱动电路由PWM信号放大电路、逆变电路以及控制芯片组成；其中，通信电路、状态指示电路、温度检测电路、电源监测电路、控制芯片、光电隔离电路和滞回比较电路均集成分布在控制板；供电电路、PWM信号放大电路、逆变电路、滤波电路、虚拟中性点电路、电压比较电路均集成分布在驱动板。
[0009]进一步的，所述下端壳体由一个底面、三个侧面组成的长方形壳体；下端壳体的外底面设有散热肋条，内底面的四角处设有凸台，驱动板通过第一螺钉与凸台固定连接；下端壳体的三个侧面均设有均匀分布的散热通孔；上端盖板的内表面四角处设有凸台，控制板
通过第二螺钉与凸台固定连接；上端盖板背向下端壳体的外表面呈卡口状，卡口侧边设有可将上端盖板与分子泵固定的螺纹孔；下端壳体、中间面板、上端盖板均由铝合金材质制备而成。
[0010]进一步的，所述控制系统具体为：
[0011]控制芯片的输出端与分子泵电机的输入端之间依次连接有PWM信号放大电路、逆变电路；
[0012]分子泵电机输出的反电动势与控制芯片的输入端之间依次连接有滤波电路、电压比较电路、光电隔离电路、滞回比较电路，且滤波电路的输出端与电压比较电路的另一输入端还通过虚拟中性点电路连接；
[0013]温度检测电路用于采集分子泵电机的温度信息，温度检测电路的输出端与控制芯片的输入端连接；
[0014]控制芯片的输出端与通信电路的输入端连接，通信电路与DB9接口双向通信连接；
[0015]DB9接口的输出端与控制芯片的输入端之间依次连接有供电电路、电源监测电路，供电电路向控制板、驱动板各电路供电，电源监测电路、控制芯片的输出端均与状态指示电路的输入端连接。
[0016]进一步的，所述反电动势过零点检测电路用于测量分子泵电机转速和转子位置；其中，滤波电路是由电容和电阻构成的RC滤波电路；虚拟中性点电路是由三个阻值相等的电阻以星型方式连接，星型网络中点为虚拟中性点；电压比较电路为电压比较器，其同相输入为虚拟中性点电压，反相输入为滤波后的分子泵电机相电压，分子泵电机的反电动势经过电压比较电路后由正弦波变为方波；光电隔离电路和滞回比较电路实现对反电动势方波信号的滤波。
[0017]进一步的，所述控制芯片为dsPIC30F4011芯片，控制芯片烧录有分子泵控制程序；控制程序的输入信号为反电动势过零点方波，输出信号为PWM波，PWM信号放大电路将PWM波放大后输出到逆变电路，逆变电路由六个MOSFET管组成。
[0018]进一步的，供电电路由两级调压电路组成，每一级调压电路均设有调压芯片；第一级调压电路将24V电压转化为15V，第二级调压电路将15V电压转化为5V。
[0019]进一步的，驱动板背向控制板的表面设有弹性体，弹性体为高弹性保温棉；MOSFET管、调压芯片排列分布在弹性体背向驱动板的表面；下端壳体的内底面设有与MOSFET管、调压芯片的散热平面接触的导热硅胶垫片，导热硅胶垫片厚度为1mm。
[0020]进一步的，所述温度检测电路采用NTC热敏电阻，用于检测控制器温度、分子泵线圈温度和分子泵轴承温度。
[0021]进一步的，所述电源检测电路用于检测控制器的供电状态，并通过状态指示电路的红、黄、绿三个LED灯显示分子泵系统当前状态，中间面板设有供LED灯突出的圆孔；
[0022]绿色灯亮表示控制器已正常上电，反之表示未上电；
[0023]黄色灯快闪表示分子泵正在加速，慢闪表示分子泵正在减速，常亮表示分子泵正在稳速运行，熄灭表示分子泵无转速；
[0024]红色灯亮表示分子泵异常，反之表示无异常。
[0025]进一步的，所述DB9接口设有两根RS485信号线、24V供电电源线和地线以实现分子泵的供电和对外通讯功能。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1、本专利技术提供的分子泵控制器体积小、重量轻，可直接连接到分子泵泵体上，使得控制器可直接与分子泵集成一体化；
[0028]2、本专利技术通过散热肋条、散热通孔的合理分布，提供了控制器的散热性能，便于控制器在集成小型化后可以在更高的环境温度下使用；
[0029]3、本专利技术通过对PCB电路板进行布局设计以及更加各个电路的运行特性集成布置在相应的PCB电路板上，提高了控制器内部元器件之间的抗干扰能力，简化了内部集成各种元器件所需的辅助结构；
[0030]4、本专利技术通过双塑双排类型的排针、弹性体、导热硅胶垫片的设置，控制器整体几乎不受振动、冲击影响，绝缘性能强，使用寿命长。
附图说明
[0031]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0032]图1是本专利技术实施例中中间面板与下端壳体、上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分子泵控制器，其特征是，包括控制主体和控制系统；控制主体包括下端壳体(1)、上端盖板(13)、中间面板(17)，上端盖板(13)与下端壳体(1)的顶端开口盖合，中间面板(17)与下端壳体(1)的侧面开口盖合；下端壳体(1)内固定安装有驱动板(3)，上端盖板(13)固定安装有与驱动板(3)平行的控制板(15)，驱动板(3)与控制板(15)之间通过至少两个排针(8)连接；上端盖板(13)穿设有出线孔(12)，控制板(15)通过三相线缆(10)连接有穿过出线孔(12)的接插件(11)；驱动板(3)固定安装有DB9接口(4)，中间面板(17)设有与DB9接口(4)配合的DB9固定口(19)；控制系统包括通信电路、状态指示电路、反电动势过零点检测电路、驱动电路、供电电路、温度检测电路、电源监测电路；反电动势过零点检测电路由滤波电路、虚拟中性点电路、电压比较电路、光电隔离电路和滞回比较电路组成；驱动电路由PWM信号放大电路、逆变电路以及控制芯片组成；其中，通信电路、状态指示电路、温度检测电路、电源监测电路、控制芯片、光电隔离电路和滞回比较电路均集成分布在控制板(15)；供电电路、PWM信号放大电路、逆变电路、滤波电路、虚拟中性点电路、电压比较电路均集成分布在驱动板(3)。2.根据权利要求1所述的一种分子泵控制器，其特征是，所述下端壳体(1)由一个底面、三个侧面组成的长方形壳体；下端壳体(1)的外底面设有散热肋条(22)，内底面的四角处设有凸台，驱动板(3)通过第一螺钉(9)与凸台固定连接；下端壳体(1)的三个侧面均设有均匀分布的散热通孔(20)；上端盖板(13)的内表面四角处设有凸台，控制板(15)通过第二螺钉(16)与凸台固定连接；上端盖板(13)背向下端壳体(1)的外表面呈卡口状，卡口侧边设有可将上端盖板(13)与分子泵固定的螺纹孔；下端壳体(1)、中间面板(17)、上端盖板(13)均由铝合金材质制备而成。3.根据权利要求1所述的一种分子泵控制器，其特征是，所述控制系统具体为：控制芯片的输出端与分子泵电机的输入端之间依次连接有PWM信号放大电路、逆变电路；分子泵电机输出的反电动势与控制芯片的输入端之间依次连接有滤波电路、电压比较电路、光电隔离电路、滞回比较电路，且滤波电路的输出端与电压比较电路的另一输入端还通过虚拟中性点电路连接；温度检测电路用于采集分子泵电机的温度信息，温度检测电路的输出端与控制芯片的输入端连接；控制芯片的输出端与通信电路的输入端连接，通信电路与DB9接口(4)双向通信连接；DB9接口(4)的输出端与控制芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，李建，陶继忠，刘广民，黄小津，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：