[发明专利]一种多路级联电源驱动模块

说明书

本发明公开了一种多路级联电源驱动模块，其特征在于，包括多个电源驱动模块，每一电源驱动模块包括一信号输出接口、一接线端子和一通讯端子；各电源驱动模块分别通过通讯端子与上位PC机并联；其中，每一所述电源驱动模块包括微控制器、电源模块、D/A转换器、DC/DC控制器、倍压整流滤波电路、电流检测模块、电压检测模块、温度检测模块和参数存储模块；该微控制器，用于根据环境温度修正电源模块的输出电压，然后根据输出电压与设定值的偏差产生一数字控制量并将其发送给D/A转换器；D/A转换器与DC/DC控制器连接；DC/DC控制器与倍压整流滤波电路连接；倍压整流滤波电路的输出端经电流检测模块与SiPM连接。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种多路级联电源驱动模块。

背景技术

硅光电倍增管(Silicon PhotoMultiplier,SiPM)是由多个在盖革模式下工作的雪崩二极管组成。虽然硅光电倍增管本质上是一个光半导体器件，但是它具有优良的光子计数能力，可用于极弱光检测的场合。其可在低电压下工作，并具有高增益、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特点。它在光子计数水平的测量中有很好的表现，并且有较强的抗磁场干扰和耐机械冲击特性。另外硅光电倍增管的放射性本底低，在中微子以及暗物质探测等低本底实验中受到了越来越多的重视。目前，国际上正在开展硅光电倍增管在高能粒子探测器中的应用研究，已被列入BELLE(RICH)、T2K(ND280)、KLOE(QCAL)、ILC(HCAL)、CEPC(ECAL、HCAL)等粒子物理实验及MAGIC、EUSO、HERD等粒子天体物理实验的探测器升级、预研计划。由于制造工艺的限制，硅光电倍增管具有个体性差异。因此在大规模应用硅光电倍增管时，通常要求对每个硅光电倍增管进行详细的测试，以得到它们各自的性能参数信息，筛选出性能参数不达标的元件，从而利用性能合格的硅光电倍增管构造大面积的探测器阵列。因此面临着大批量筛选硅光电倍增管的困难。例如根据正在处于预研阶段的环形正负电子对撞机(Circular Electron PositronCollider,CEPC)的概念设计报告，其使用的电磁量能器，端盖和桶部的读出面积约为2430平方米，对应约需要使用1100万个通道硅光电倍增管；强子量能器，端盖和桶部的读出面积约为6000平方米，粗略估计需要使用6000万个通道硅光电倍增管。国外目前正在处于预研阶段的无中微子双贝塔衰变实验nEXO实验，正打算采用面积多达4-5m²的硅光电倍增管阵列构造液氙探测器，读出通道数目高达4万多路。以上这些基于硅光电倍增管的应用表明了使用硅光电倍增管构建大面积探测器是未来发展的一个趋势。但是当前国内用于测试硅光电倍增管设备主要面向单芯片测试，其系统结构复杂，测试效率低，人工参与的程度高，无法实现快速有效的自动化测试，导致测试单芯片花费时间较长，也难以有效的扩展成多通道测试装置，因此难以克服批量测试硅光电倍增管遇到的困难，从而制约了硅光电倍增管的大规模应用。

硅光电倍增管作为新近发展起来的光电探测器件，它的缺点也是非常明显的，比如暗噪声计数率高、串扰系数大、后脉冲率大等。这些参数不仅是硅光电倍增管性能测试中需要重点研究的对象，也是批量测试时筛选硅光电倍增管的依据。同时硅光电倍增管的性能受环境影响较大，为了保证硅光电倍增管增益稳定性，需要对硅光电倍增管进行电压-温度修正。

发明内容