本实用新型专利技术涉及一种偏置电压电路、光电探测模块及氧分压传感器，通过设置Boost升压电路和基准电压源电路，Boost升压电路与基准电压源电路连接，Boost升压电路用于对输入电压进行升压得到输出电压，基准电压源电路用于根据控制电压调节输出电压以得到偏置电压，可以解决开关电源产生的高频纹波，提供稳定可调的偏置电压，使光电探测模块和氧分压传感器稳定工作，还能在不同的温度下使光电探测模块的增益始终处于一个稳定的状态，与温度脱耦，并且电路简单、稳定。稳定。稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种偏置电压电路、光电探测模块及氧分压传感器
[0001]本技术涉及电子电路
，尤其涉及一种偏置电压电路、光电探测模块以及氧分压传感器。
技术介绍
[0002]硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier，SiPM)是一种由多个工作在盖革模式下的雪崩光二极管(avalance photo diode)构成的阵列型光电转换器件。与传统的PMT(Photo multiplier tube，光电倍增管)相比，SiPM具有体积小，便于研制成探测器阵列的形式，可在低偏压下工作，具有良好的抗磁场干扰和耐机械冲击的性能，并且还具有高增益、高光子探测效率、快速响应以及优良的时间分辨率和宽光谱响应范围等优点。其缺点是对环境温度变化非常敏感，环境温度变化会引起SiPM增益发生漂移，在粒子探测应用中，必然使得探测数据偏离于真实数据，可信度较差。
[0003]根据SiPM的工作原理，SiPM的增益正比于探测器上所加偏置电压与雪崩临界电压的差值，由于半导体雪崩临界电压随温度的升高而不断升高，即使SiPM工作在恒定的偏置电压下，其增益也将随温度的升高而不断减小，因此需要调节偏置电压。
[0004]但是，SiPM的击穿电压为25V，需提供高于25V的偏置电压。如果直接从外部电源(10～30V)电压进行转换，要求转换电路既有升压又有降压功能，电路会比较复杂，而单独采用升压开关电源(例如将5V升压至30V的升压开关电源)则会产生高频纹波，不利于探测器的温度工作。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种偏置电压电路、光电探测模块以及氧分压传感器，可以解决开关电源产生的高频纹波，提供稳定可调的偏置电压，使光电探测模块和氧分压传感器稳定工作，并且电路简单、稳定。
[0006]为实现上述目的，本技术实施例第一方面提供一种偏置电压电路，作为其中一种实施方式，该偏置电压电路包括Boost升压电路和基准电压源电路，所述Boost升压电路与所述基准电压源电路连接；其中，
[0007]所述Boost升压电路用于对输入电压进行升压得到输出电压；
[0008]所述基准电压源电路用于根据控制电压调节所述输出电压以得到偏置电压。
[0009]作为其中一种实施方式，所述Boost升压电路包括开关电源模块、电感、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容及第四电容；其中，
[0010]所述开关电源模块的输入端分别与所述开关电源模块的使能脚、所述电感的第一端以及第一电源端连接，所述第一电源端提供所述输入电压，所述开关电源模块的反馈端分别与第一电阻的第一端和第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端连接所述第一二极管的负极，所述第二电阻的第二端接地，所述开关电源模块的开关控制端分别与所电感的第二端和所述第一二极管的正极连接，所述开关电源模块的接地端接地，所述第一电
容连接于所述第一电源端和地之间，所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容连接于所述第一二极管的负极和地之间。
[0011]作为其中一种实施方式，所述基准电压源电路包括基准源调节模块、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；其中，
[0012]所述第三电阻连接于所述第一二极管的负极和偏置电压输出端之间，所述基准源调节模块的阴极连接所述偏置电压输出端，所述基准源调节模块的阳极接地，所述第四电阻连接于所述基准源调节模块的参考端和所述偏置电压输出端之间，所述第五电阻的第一端连接所述基准源调节模块的参考端，所述第五电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端接收所述控制电压，所述第七电阻连接于所述第六电阻的第二端和地之间。
[0013]作为其中一种实施方式，所述基准电压源电路还包括第五电容，所述第五电容连接于所述偏置电压输出端和地之间。
[0014]作为其中一种实施方式，所述基准源调节模块的型号为TL431N。
[0015]作为其中一种实施方式，所述第一二极管为肖特基二极管。
[0016]作为其中一种实施方式，所述Boost升压电路还包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管连接于所述第一二极管的负极和地之间。
[0017]作为其中一种实施方式，所述Boost升压电路还包括第六电容，所述第六电容连接于所述第一二极管的负极和地之间，所述第六电容的容值小于所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容的容值。
[0018]为实现上述目的，本技术实施例第二方面提供一种光电探测模块，作为其中一种实施方式，该光电探测模块包括SiPM探头和如上述任一实施方式所述的偏置电压电路，所述偏置电压电路为所述SiPM探头提供所述偏置电压。
[0019]为实现上述目的，本技术实施例第三方面提供一种氧分压传感器，作为其中一种实施方式，该氧分压传感器包括光学系统、信号处理模块以及如上所述的光电探测模块；其中，
[0020]所述光学系统用于产生荧光信号和参考光信号，所述光电探测模块的用于分别接收所述荧光信号和所述参考光信号，并分别转换为荧光电信号和参考光电信号，所述信号处理模块用于根据所述荧光电信号和所述参考光电信号计算氧分压；其中，
[0021]所述信号处理模块包括放大差分电路、模数转换电路、数字正交锁相放大器以及微处理器，所述放大差分电路用于对所述荧光电信号和所述参考光电信号进行放大处理，所述模数转换电路用于对放大处理后的电信号进行模数转换，所述数字正交锁相放大器用于对模数转换后得到的数字信号进行正交锁相放大处理，以用于计算所述荧光电信号和所述参考光电信号的相位差，所述微处理器用于根据预设的氧分压和相位差的函数关系计算氧分压。
[0022]本技术采用以上的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0023]本技术提供的偏置电压电路、光电探测模块及氧分压传感器，通过设置Boost升压电路和基准电压源电路，Boost升压电路与基准电压源电路连接，Boost升压电路用于对输入电压进行升压得到输出电压，基准电压源电路用于根据控制电压调节输出电压以得到偏置电压，可以解决开关电源产生的高频纹波，提供稳定可调的偏置电压，使光电探测模
块和氧分压传感器稳定工作，还能在不同的温度下使光电探测模块(SiPM)的增益始终处于一个稳定的状态，与温度脱耦，并且电路简单、稳定。
附图说明
[0024]图1为本技术一实施例提供的偏置电压电路结构框图。
[0025]图2为本技术一实施例提供的偏置电压电路具体结构图。
[0026]图3为本技术一实施例提供的光电探测模块结构示意图。
[0027]图4为本技术一实施例提供的控制电压获取流程示意图。
[0028]图5为本技术一实施例提供的氧分压传感器结构框图。
具体实施方式
[0029]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种偏置电压电路，其特征在于，包括Boost升压电路和基准电压源电路，所述Boost升压电路与所述基准电压源电路连接；其中，所述Boost升压电路用于对输入电压进行升压得到输出电压；所述基准电压源电路用于根据控制电压调节所述输出电压以得到偏置电压。2.根据权利要求1所述的偏置电压电路，其特征在于，所述Boost升压电路包括开关电源模块、电感、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容及第四电容；其中，所述开关电源模块的输入端分别与所述开关电源模块的使能脚、所述电感的第一端以及第一电源端连接，所述第一电源端提供所述输入电压，所述开关电源模块的反馈端分别与第一电阻的第一端和第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端连接所述第一二极管的负极，所述第二电阻的第二端接地，所述开关电源模块的开关控制端分别与所电感的第二端和所述第一二极管的正极连接，所述开关电源模块的接地端接地，所述第一电容连接于所述第一电源端和地之间，所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容连接于所述第一二极管的负极和地之间。3.根据权利要求2所述的偏置电压电路，其特征在于，所述第一二极管为肖特基二极管。4.根据权利要求2所述的偏置电压电路，其特征在于，所述Boost升压电路还包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管连接于所述第一二极管的负极和地之间。5.根据权利要求2所述的偏置电压电路，其特征在于，所述Boost升压电路还包括第六电容，所述第六电容连接于所述第一二极管的负极和地之间，所述第六电容的容值小于所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容的容值。6.根据权利要求2所述的偏置电压电路，其特征在于，所述基准电压源电路包括基准源调节模块、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第七电阻；其中，所述第三电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李壮，
申请(专利权)人：杭州柔谷科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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