[发明专利]一种纳米操纵器高压控制电源系统

权利要求书

1.一种纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，包括：

-电子显微镜原位纳米操纵器高压控制电源，把接受到的上位机的控制信号处理成稳定的脉冲电压信号驱动所述纳米操纵器在纳米尺度下的精确运动，同时把纳米操纵器的实时运动轨迹反馈回上位机；

-与所述电子显微镜原位纳米操纵器高压控制电源连接、用于接收脉冲高压信号并进行精确运动的纳米操纵器；

-与所述电子显微镜原位纳米操纵器高压控制电源连接、用于发出控制信号和接受、显示纳米操纵器实时运动轨迹的上位机。

2.根据权利要求1所述的纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，所述电子显微镜原位纳米操纵器高压控制电源包括：

-DSP信号控制器，接受上位机发出的控制信号，输出低压脉冲信号给线性可调高压放大电路，接受附属电路输出的纳米操纵器实时运动轨迹模拟信号并把其转换为数字信号反馈给上位机；

-线性可调高压放大电路及其附属电路，接受DSP信号控制器产生的低压模拟脉冲信号，经线性可调高压放大电路放大后可输出-350V~+350Ｖ电压范围的模拟脉冲信号驱动纳米操纵器运动，采集纳米操纵器实时运动轨迹模拟信号，并反馈给DSP信号控制器。

3.根据权利要求2所述的纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，所述线性可调高压放大电路及其附属电路包括：线性可调高压放大电路、接口保护电路和信号采集电路。

4.根据权利要求3所述的纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，所述线性可调高压放大电路包括电压跟随电路和电压串联负反馈电路；

根据权利要求4所述的纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，所述电压跟随电路包括：第一运算放大器；

所述的第一运算放大器的同相输入端的输入电压信号为所述DSP信号控制器输出的低压脉冲信号，第一运算放大器的反向输入端与输出端短接，组成电压跟随器。

5.根据权利要求4所述的纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，所述电压串联负反馈电路包括：第二运算放大器、第十电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一电位器、第二电位器、第一高频快速开关二极管到第四高频快速开关二极管、第一N沟道场效应管、第二N沟道场效应管、第三电容、第四电容；

所述第一运算放大器输出电压作为所述第二运算放大器的同相输入端的输入电压；

所述第二运算放大器的同相输入端串接第一高频快速开关二极管负极，第一高频快速开关二极管正极接到第二高频快速开关二极管负极，第二高频快速开关二极管的正极接到第二运算放大器的反相输入端；

所述第二运算放大器的同相输入端串接第三高频快速开关二极管正极，第三高频快速开关二极管负极接到第四高频快速开关二极管正极，第四高频快速开关二极管的负极接到第二运算放大器的反相输入端；

所述第二运算放大器的反相输入端通过第十电阻接地；

所述第二运算放大器的反相输入端连接第一电位器一端，第一电位器另一端连接第一N沟道场效应管的漏极，第一N沟道场效应管的栅极通过第十二电阻接地，第一N沟道场效应管的源极直接接地；

所述第二运算放大器的反相输入端连接第二电位器一端，第二电位器另一端连接第二N沟道场效应管的漏极，第二N沟道场效应管的栅极通过第十三电阻接地，第二N沟道场效应管的源极直接接地。

6.根据权利要求4所述的纳米操纵器高压控制电源系统，其特征在于，所述电压串联负反馈电路还包括：第一到第九电阻、第十一电阻、第一电容到第四电容、第一稳压管、第二稳压管、高压大功率PNP三极管、高压大功率NPN三极管、PNP三极管、NPN三极管、正高压电压源、负高压电压源；

所述第三电容与第十一电阻并联，并联的一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，另一端与输出电压端相连；

所述第二运算放大器的输出端通过第七电阻接地；

所述第二运算放大器的输出端通过第四电容与输出电压端相连；

所述正高压电压源通过第一电阻接到高压大功率PNP三极管集电极；

所述正高压电压源通过串接第四电阻和第五电阻接到高压大功率PNP三极管基极；

所述高压大功率PNP三极管发射极与输出电压端相连；

所述负高压电压源通过第二电阻接到高压大功率NPN三极管集电极；

所述负高压电压源通过串接第八电阻和第六电阻接到高压大功率NPN三极管基极；

所述高压大功率NPN三极管发射极与输出电压端相连。

7.所述正高压电压源通过第三电阻接到NPN三极管基极，公共点接到第一稳压管负极，第一稳压管正极接地，在第一稳压管并联第一电容；

所述第四电阻和第五电阻公共端接到NPN三极管集电极；

所述NPN三极管发射极分别接到第一运算放大器和第二运算放大器的正工作电源输入端上；

所述负高压电压源通过第九电阻接到PNP三极管基极，PNP三极管基极接到第二稳压管正极，第二稳压管负极接地，在第二稳压管并联第二电容；

所述第八电阻和第六电阻公共端接到PNP三极管发射极；

所述NPN三极管集电极分别接到第一运算放大器和第二运算放大器的负工作电源输入端上。