一种离子色谱系统用可调电压源技术方案

本发明专利技术公开了一种离子色谱系统用可调电压源，属于环保监测技术领域，包括MOS管、变压器、比较器，所述MOS管的栅极与单片机MCPWM输出引脚连接，源极与所述比较器的负输入端连接，漏极与所述变压器的原线圈一端连接。本发明专利技术电路结构较为简单，输出电压纹波相近，成本较低，减少了PWM控制器芯片、ADC芯片、运放等芯片，同时减少了对单片机SPI的控制，增加了MCPWM输出、MCPWM中断、ADC电压采集控制，使用片上PWM和片上ADC，进而实现PID调节，程序控制相对复杂，但可以更好地实现稳压输出，使电压源的输出电压保持在一个恒定的范围，值得被推广使用。广使用。广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种离子色谱系统用可调电压源


[0001]本专利技术涉及环保监测
，具体涉及一种离子色谱系统用可调电压源。

技术介绍

[0002]离子色谱是高效液相色谱的一种，又称高效离子色谱(HPIC)或现代离子色谱，其有别于传统离子交换色谱柱色谱的主要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量，进样体积很小，用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续导电监测。和一般的HPLC仪器一样，离子色谱仪一般也是先做成一个个单元组件，然后根据分析要求将各所需单元组件组合起来。最基本的组件是电压源、流动相容器、高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统。此外，可根据需要配置流动相在线脱气装置、自动进样系统、流动相抑制系统、柱后反应系统和全自动控制系统等。
[0003]离子色谱仪的工作过程是：输液泵将流动相以稳定的流速(或压力)输送至分析体系，在色谱柱之前通过进样器将样品导入，流动相将样品带入色谱柱，在色谱柱中各组分被分离，并依次随流动相流至检测器，抑制性离子色谱则在电导检测器之前增加一个抑制系统，即用另一个高压输液泵将再生液输送至抑制器，在抑制器中，流动相的背景电导被降低，然后将流出物导入电导检测池，检测到的信号送至数据系统记录、处理和保存。非抑制型离子色谱仪不用抑制器和输送再生液的高压泵，因此仪器的结构相对简单得多，价格也要便宜很多。离子色谱主要用于环境样品的分析，包括地面水，饮用水、雨水、生活污水和工业废水、酸沉降物和大气颗粒物等样品中的阴、阳离子，与微电子工业有关的水和试剂中杂质的分析
[0004]目前离子色谱系统用可调电压源存在一定的问题，比如需要使用独立的PWM控制器芯片、ADC芯片、运放芯片等等，同时随着负载的变化，想要实现输出电压保持在一个恒定的范围，控制起来比较困难。为此，提出一种离子色谱系统用可调电压源。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有离子色谱系统用可调电压源存在的需要使用独立的PWM控制器芯片、ADC芯片、运放芯片以及稳压控制难以实现的问题，提供了一种离子色谱系统用可调电压源。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括MOS管、变压器、比较器，所述MOS管的栅极与单片机MCPWM输出引脚连接，源极与所述比较器的负输入端连接，漏极与所述变压器的原线圈一端连接，所述变压器的原线圈另一端与设定电源端连接，所述比较器的正输入端连接基准电压端，所述比较器的输出端与单片机MCPWM快速中断引脚连接，所述变压器的副线圈为两组，分别为第一副线圈、第二副线圈，其中第一副线圈用于连接负载，第二副线圈与单片机片上ADC的电压采集引脚连接。
[0007]更进一步地，所述可调电压源还包括栅极驱动器，所述栅极驱动器设置在所述单片机MCPWM输出引脚与MOS管的栅极之间，通过所述栅极驱动器提高MCPWM波的幅值。
[0008]更进一步地，所述栅极驱动器与所述单片机MCPWM输出引脚之间设置下拉电阻，通过所述下拉电阻使所述MOS管在不控制时处于关断状态。
[0009]更进一步地，所述第一副线圈与所述第二副线圈的输出支路上均设置有整流二极管。
[0010]更进一步地，所述MOS管的源极输出电压经过RC滤波输入到所述比较器的负输入端中。
[0011]更进一步地，所述比较器的负输入端电压未达到上限电压时，其输出为高电平，达到上限电压时，其输出为低电平。
[0012]更进一步地，所述单片机MCPWM快速中断引脚为单片机内部硬件触发方式，当所述比较器输出低电平时，单片机MCPWM快速中断引脚置低，使MCPWM波形快速关断。
[0013]更进一步地，所述第一副线圈的输出端添加负载，负载通过电子负载调整，负载范围0Ω～∞Ω。
[0014]更进一步地，所述可调电压源还包括PID控制模块，所述PID控制模块将单片机片上ADC的电压采集引脚采集到的电压数据作为输入，根据第一副线圈的设定输出电压对单片机MCPWM输出引脚输出的MCPWM波形进行控制。
[0015]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该离子色谱系统用可调电压源，电路结构较为简单，输出电压纹波相近，成本较低，减少了PWM控制器芯片、ADC芯片、运放等芯片，同时减少了对单片机SPI的控制，增加了MCPWM输出、MCPWM中断、ADC电压采集控制，使用片上PWM和片上ADC，进而实现PID调节，程序控制相对复杂，但可以更好地实现稳压输出，使电压源的输出电压保持在一个恒定的范围，值得被推广使用。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例中可调电压源设原理示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例中PID控制流程示意图。
具体实施方式
[0018]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0019]如图1～2所示，本实施例提供一种技术方案：一种离子色谱系统用可调电压源，包括：单片机MCPWM输出引脚1、MCABORT快速中断引脚2、单片机片上ADC的OCADC引脚3、测试点TP(test point)4～11、接地点12～18、电阻19(22Ω)、电阻20(10kΩ)、电阻21(22Ω)、电阻22(100kΩ)、电阻23(18kΩ)、电阻24(1kΩ)、电阻25(0.5Ω)、电阻26(1kΩ)、电阻27(10kΩ)、电阻28(2.7kΩ)、电容29(100nF)、电容30(4.7uF)、电容31(470uF)、5V电源端32、3V电源端33、36V电源端34、电源输出端35(CUR
‑
PWR)、栅极驱动器36(UCC27519)、比较器37(TL331)、整流二极管38～39、MOS管40、变压器41。
[0020]在本实施例中，进行MCPWM输出调试时断开单片机MCPWM输出引脚1与栅极驱动器36(UCC27519)相连接的电阻19，使MOS管40一直处于关断状态。配置软件，设置占空比，示波器查看波形是否与设置一致。
[0021]在本实施例中，单片机MCPWM输出引脚1输出的100KHz的MCPWM波，幅值为3.3V，为增加驱动能力，选用栅极驱动器UCC27519将MCPWM波的幅值升高到5V。
[0022]在本实施例中，MOS管40为N沟道MOS管(FDD10N20L)，控制输入导通电流大小，为使MOS管40在不控制时处于关断状态，在单片机MCPWM输出引脚1加下拉电阻，即电阻19。
[0023]在本实施例中，在进行MCABORT快速中断调试时配置MCPWM快速中断功能，用镊子将测试点6与PCB板上3.3V电源短接，测试快速中断功能。焊接单片机MCPWM输出引脚1与栅极驱动器36(UCC27519)相连接的电阻19，调节占空比，测试快速中断功能。
[0024]在本实施例中，测试点4～11的具体详情如下：
[0025]测试点4：单片机PWM输出测试点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子色谱系统用可调电压源，其特征在于，包括MOS管、变压器、比较器，所述MOS管的栅极与单片机MCPWM输出引脚连接，源极与所述比较器的负输入端连接，漏极与所述变压器的原线圈一端连接，所述变压器的原线圈另一端与设定电源端连接，所述比较器的正输入端连接基准电压端，所述比较器的输出端与单片机MCPWM快速中断引脚连接，所述变压器的副线圈为两组，分别为第一副线圈、第二副线圈，其中第一副线圈用于连接负载，第二副线圈与单片机片上ADC的电压采集引脚连接。2.根据权利要求1所述的一种离子色谱系统用可调电压源，其特征在于：所述可调电压源还包括栅极驱动器，所述栅极驱动器设置在所述单片机MCPWM输出引脚与MOS管的栅极之间，通过所述栅极驱动器提高MCPWM波的幅值。3.根据权利要求2所述的一种离子色谱系统用可调电压源，其特征在于：所述栅极驱动器与所述单片机MCPWM输出引脚之间设置下拉电阻，通过所述下拉电阻使所述MOS管在不控制时处于关断状态。4.根据权利要求1所述的一种离子色谱系统用可调电压源，其特征在于：所述第一副线圈与所述第二副线圈的...

【专利技术属性】
技术研发人员：方政，陈有寿，
申请(专利权)人：安徽皖仪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：