[发明专利]电源供应器

说明书

一种电源供应器和用于校准电源供应器的方法。电源供应器用于提供基准电压以向至少一个电极提供电压。电源供应器包括：超稳定直流电压源、精确直流电压源、调谐单元、比较器和控制单元。在调谐单元上施加超稳定电压，超稳定电压是基于超稳定直流电压源的供应电压提供的。调谐单元提供输出电压。比较器将基于调谐单元的输出电压的电压与精确电压进行比较。精确电压基于精确直流电压源的供应电压被提供。比较器将从比较产生的信号提供给控制单元，其中，控制单元根据比较器提供的信号在调谐期间对调谐单元进行调谐，以使基于调谐单元的输出电压的电压与精确电压之间的绝对差最小。电源供应器的基准电压基于调谐单元在调谐期之后的输出电压被提供。

技术领域

本发明涉及一种提供基准电压的电源供应器。此基准电压用于向至少一个电极提供电压。

背景技术

在质谱仪中，通过带电电极对离子进行传输和分析。在这些电极上施加直流电压和/或射频电压。

质谱仪的性能通常取决于所施加电压的稳定性和/或精度。这种稳定性和/或精度可以由电压源、电源供应器或基准电压实现；其中，基准电压由电压供应器提供，然后由电压放大器放大至要施加在电极上的电压。

有关所施加电压的稳定性和精度要求取决于质谱仪中电极的功能。

由直流电压源为质谱仪中的某些功能提供的电压应保持稳定，不随时间和温度而变化。

因此，直流电压源所提供电压的稳定性和相应的精度按时间和温度而定义，并且最好在特定时间段和温度范围内保持相同值。

直流电压源电压在一段时间内的稳定性被定义为在恒定温度 (ΔT 1 °C) 下特定时间段内电压标准偏差的 6 倍。通常，确定电压稳定性的特定时间段为 12 到 36 小时之间，最好为 24 小时的时间段。电压在一段时间内的稳定性通常表示为直流电压源提供的电压相对于电压平均值的标准差的 6 倍，通常表示为 ppm 值。因此，当电压源平均电压为 6 V 且电压在一定时间段内的稳定性为 12 ppm 时，则在特定时间段内用于定义电压源稳定性的电压标准偏差为 12 µV。

直流电压源在一定温度范围的电压（即平均电压）稳定性是指特定温度范围内电压最大值和最小值的最大偏差。通常，定义电压稳定性的温度范围至少为 10°C、更理想的是至少 20°C、最理想的是至少 25°C。温度范围相对于直流电压源的工作温度最好具有对称性。

直流电压源的电压在温度范围内的这种稳定性可以在直流电压源的特定工作温度下获得。最好在直流电压源工作温度范围内获得。直流电压源电压获得稳定性的工作温度范围可以大于 2°C，优选是大于 10°C，更优选是大于 50°C，最优选是大于 100°C。直流电压源电压获得稳定性的典型工作温度范围在 15°C 到 40°C 之间。直流电压源电压获得稳定性的工作温度范围优选是 5°C 至 60°C，更优选是 -10°C 至 90°C，最优选是 -40°C至 110°C。

在温度范围内的电压稳定性主要以特定温度范围内直流电压源提供的电压最大值和最小值相对于电压平均值的相对最大偏差来表示，通常以 ppm 值表示。因此，当电压源的平均电压为 6 V 且电压在温度范围内的稳定性为 10 ppm 时，电压的最大偏差为 60µV（这是特定温度范围内电压的最大差值），为此温度范围确定了电压源的稳定性。

直流电压源提供的直流电压的精度由产生直流电压源时所提供电压的平均值的最大偏差来定义。这个精度又被称为生产精度。因此，直流电压源供应电压的平均值与其标称电压的偏差不超过由精度指定的最大偏差，标称电压是由直流源提供的电压值。

直流电压源提供的直流电压的精度用 ppm 值来表示，该值表示所产生直流电压源电压的平均值与其标称电压之间的最大偏差之比。通常，一组产生的直流电压源供应电压平均值的偏差与它们的标称电压是对称的。但是，由于系统误差，相对于标称电压也可能会出现更高或更低的电压值偏差。