一种盖革-弥勒计数管用的高压电源制造技术

本发明专利技术涉及一种盖革

【技术实现步骤摘要】
一种盖革
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弥勒计数管用的高压电源


[0001]本专利技术涉及电源领域，特别涉及一种盖革
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弥勒计数管用的高压电源。

技术介绍

[0002]在核电站、放射性实验室和辐射防护等领域常用到核辐射探测仪，特别是手持式核辐射探测仪，以便随时观察环境核辐射，确保工作人员的安全。而且随着生活水平的提高，人们对生活环境的辐射也越加关注，对操作方便的手持式核辐射测试仪需求更加强烈。
[0003]盖革
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弥勒计数管是手持式核辐射探测仪中常用的一种探测器件，设计十分简单，由阴、阳两个极组成，管内充满一定气压的惰性气体。工作时，在两个极之间加一定的高压，每次辐射粒子进入盖革
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弥勒计数管后，撞击管内的惰性气体，由于高压的存在，气体发生电离，产生一个脉冲电流。一般将脉冲电流通过波形转换电路将其转换成可被设备检测到的脉冲电压，统计周期时间内的脉冲电压个数并进行相关函数转换即可得到环境中的辐射剂量示数。因为在一定电压范围内盖革
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弥勒计数管才能正常工作，过低或过高的电压都会使盖革
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弥勒计数管不工作甚至损坏，故目前一般使用输出稳压的高压电源模块为盖革
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弥勒计数管提供高压。如图1所示，普通稳压高压电源模块一般通过电阻对输出电压进行分压采样，与基准电路提供的基准电压通过比较电路进行比较，控制芯片根据比较的结果控制调节驱动使输出稳定。这样带来三个问题，其一是对输出电压采样和保持模拟芯片工作是持续性的，导致静态功耗普遍大于15mW，占据整机功耗的1/3以上，对于普遍使用电池供电的手持式设备，过高的功耗会导致频繁更换电池。其二是由于模拟芯片所需的工作电压普遍在3.3V以上，在3V以下时可能因欠压而无法工作，此时供电电池还有部分能量但因电压下降到3V以下便被更换，导致资源的浪费。其三，对高的输出电压进行采样需要多个电阻串联分压，而且需要基准电路和比较电路才能实现环路反馈控制，这样造成普通高压电源模块的体积往往较大，需要占用手持式设备更大的空间，从而导致手持式设备无法做到更小的体积，在日常使用中给使用者造成不便。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种盖革
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弥勒计数管用的高压电源，该高压电源在普通环境中使用时功耗低，可极大提升手持式核辐射仪中电池的续航时间，输入电压可低至2.3V，可更充分利用手持式核辐射仪中电池能量；该高压电源器件少，器件体积小，占据手持式设备的空间小。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]第一方面，提供一种盖革
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弥勒计数管用的高压电源，包括控制电路、变压器、倍压电路、钳位电路和波形转换电路；
[0007]所述控制电路的输入端与所述波形转换电路的输出端连接和用于连接供电电源，输出端与所述变压器的原边绕组的异名端连接，用于根据所述波形转换电路在当前周期内输出的脉冲电压信号的个数控制下一周期所述变压器的能量传输；
[0008]所述变压器的原边绕组的同名端用于连接供电电源，所述变压器的副边绕组用于与所述倍压电路的输入端连接，用于进行能量传输并对原边的电压信号进行第一次升压；
[0009]所述倍压电路的输出端与所述钳位电路的输入端连接，用于对升压后的电压信号进行第二次升压；
[0010]所述钳位电路的输出端用于与所述计数管的阳极接口连接，用于当第二次升压后的电压信号高于钳位电路的钳位电压时，对第二次升压后的电压信号进行钳位；
[0011]所述波形转换电路的第一输入端用于与所述计数管的阴极接口，第二输入端用于与供电电源连接，输出端还用于与外部采集器连接，用于将计数管因辐射粒子激发的脉冲电流转换成脉冲电压信号。
[0012]优选地，所述控制电路包括可编程控制芯片、晶振、第二电容、第三电容、第一电阻和第一开关管；所述控制电路的输入端包括第一输入端和第二输入端；所述可编程控制芯片的电源输入端作为所述控制电路的第一输入端用于连接供电电源，所述可编程控制芯片的反馈信号采集端作为所述控制电路的第二输入端与所述波形转化电路连接，所述可编程控制芯片的晶振输入端与所述晶振的第一端、所述第二电容的一端连接，所述可编程控制芯片的晶振输出端与所述晶振的第二端、所述第三电容的一端连接连接，所述可编程控制芯片的驱动信号输出端与所述第一电阻的一端连接；所述可编程控制芯片的地端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端均连接至地；所述第一电阻的另一端与所述第一开关管的第一端连接；所述第一开关管的第二端作为所述控制电路的输出端与所述变压器的原边绕组的异名端连接，所述第一开关管的第三端连接至地。
[0013]优选地，控制电路用于根据所述波形转换电路在当前周期内输出的脉冲电压信号的个数控制下一周期所述变压器的能量传输，具体包括：
[0014]所述可编程控制芯片判断所述波形转换电路在当前周期内输出的脉冲电压信号的个数是否大于预设的计数阈值；
[0015]若否，则所述可编程控制芯片在下一周期输出低频率驱动信号至所述第一开关管，以控制所述第一开关管按所述低频率驱动信号的频率进行导通和关断，且在周期内的非输出驱动信号时间，可编程控制芯片进入待机模式；
[0016]若是，则所述可编程控制芯片在下一周期输出高频率驱动信号至所述第一开关管，以控制所述第一开关管按所述高频率驱动信号的频率进行导通和关断；
[0017]所述变压器根据所述第一开关管的导通和关断的频率进行能量传输。
[0018]优选地，所述可编程控制芯片为具有低待机功耗性能的可编程控制芯片。
[0019]优选地，所述波形转换电路包括三极管、第三电阻和第四电阻；所述三极管的基极与第四电阻的一端连接后，作为所述波形转换电路的第一输入端用于与所述计数管的阴极接口；所述三极管的集电极与所述第三电阻的一端连接，并作为所述波形转换电路的输出端与所述控制电路的输入端连接和用于与外部采集器连接；所述三极管的发射集接地；所述第三电阻的另一端作为所述波形转换电路的第二输入端用于与供电电源连接；所述第四电阻的另一端接地。
[0020]优选地，所述倍压电路包括二极管和电容，且所述二极管的个数和所述电容的个数相同。
[0021]优选地，所述倍压电路为CW倍压电路、马克思倍压电路或信克尔倍压电路。
[0022]优选地，还包括第一电容，所述第一电容的一端用于与供电电源连接，另一端接地，用于对供电电源输入的电压信号进行滤波。
[0023]第二方面，提供一种盖革
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弥勒计数管用的高压电源，包括：第一电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一开关管、三极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、晶振、瞬态二极管、可编程控制芯片和变压器；所述第三电阻的一端、所述可编程控制芯片的电源输入端、所述变压器的原边绕组的同名端均用于与供电电源连接；所述第三电阻的另一端与所述三极管的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盖革
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弥勒计数管用的高压电源，其特征在于，包括控制电路、变压器、倍压电路、钳位电路和波形转换电路；所述波形转换电路的第一输入端用于与所述计数管的阴极接口，第二输入端用于与供电电源连接，输出端还用于与外部采集器连接，用于将计数管因辐射粒子激发的脉冲电流转换成脉冲电压信号；所述控制电路的输入端与所述波形转换电路的输出端连接和用于连接供电电源，输出端与所述变压器的原边绕组的异名端连接，用于根据所述波形转换电路在当前周期内输出的脉冲电压信号的个数控制下一周期所述变压器的能量传输；所述变压器的原边绕组的同名端用于连接供电电源，所述变压器的副边绕组用于与所述倍压电路的输入端连接，用于进行能量传输并对原边的电压信号进行第一次升压；所述倍压电路的输出端与所述钳位电路的输入端连接，用于对升压后的电压信号进行第二次升压；所述钳位电路的输出端用于与所述计数管的阳极接口连接，用于当第二次升压后的电压信号高于钳位电路的钳位电压时，对第二次升压后的电压信号进行钳位。2.根据权利要求1所述的高压电源，其特征在于，所述控制电路包括可编程控制芯片、晶振、第二电容、第三电容、第一电阻和第一开关管；所述控制电路的输入端包括第一输入端和第二输入端；所述可编程控制芯片的电源输入端作为所述控制电路的第一输入端用于连接供电电源，所述可编程控制芯片的反馈信号采集端作为所述控制电路的第二输入端与所述波形转化电路连接，所述可编程控制芯片的晶振输入端与所述晶振的第一端、所述第二电容的一端连接，所述可编程控制芯片的晶振输出端与所述晶振的第二端、所述第三电容的一端连接连接，所述可编程控制芯片的驱动信号输出端与所述第一电阻的一端连接；所述可编程控制芯片的地端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端均连接至地；所述第一电阻的另一端与所述第一开关管的第一端连接；所述第一开关管的第二端作为所述控制电路的输出端与所述变压器的原边绕组的异名端连接，所述第一开关管的第三端连接至地。3.根据权利要求2所述的高压电源，其特征在于，控制电路用于根据所述波形转换电路在当前周期内输出的脉冲电压信号的个数控制下一周期所述变压器的能量传输，具体包括：所述可编程控制芯片判断所述波形转换电路在当前周期内输出的脉冲电压信号的个数是否大于预设的计数阈值；若否，则所述可编程控制芯片在下一周期输出低频率驱动信号至所述第一开关管，以控制所述第一开关管按所述低频率驱动信号的频率进行导通和关断，且在周期内的非输出驱动信号时间，可编程控制芯片进入待机模式；若是，则所述可编程控制芯片在下一周期输出高频率驱动信号至所述第一开关管，以控制所述第一开关管按所述高频率驱动信号的频率进行导通和关断；所述变压器根据所述第一开关管的导通和关断的频率进行能量传输。4.根据权利要求2所述的高压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二M三三三五，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：