一种单细胞分析仪高压开关电源的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及电源控制装置，具体是一种单细胞分析仪用于电动进样的高 压开关电源的控制装置。
【背景技术】
[0002] 单细胞分析仪是近年来研究发展的热点，在化学，生物和医学等领域有重要 的研究价值和应用前景，目前国内的单细胞分析仪还是比较少见。单细胞分析仪采用微流 控忍片技术来处理细胞悬液，通过物镜和成像装置观测单个细胞的运动和化学发光等，W 达到检验分析的目的。其中单细胞分析仪在细胞分析的电动进样过程中，需要对微流控忍 片的多个电极加载不同的电压来完成细胞样品液的电动进样，在对细胞内成分进行分析检 验时，需要高压开关电源提供高压脉冲，使微流控忍片上的单个细胞在数千伏特的高压下 迅速溶膜，溶膜后细胞中的成分在微流控忍片中得到分离和检测。然而，在给单细胞分析仪 提供高压脉冲的高压开关电源一般是传统的恒流控制式，其在控制方式上有很多的不足之 处，比如高压脉冲的控制电路的控制精度达不到要求，而且其控制的电压的稳定性也较差 的。运些的不足之处会影响单细胞分析仪对细胞样品液的分离和检测。为了能够改善上面 的不足之处。本实用新型针对W上问题，结合单细胞分析仪的特点，进行优化和改进。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型目的在于针对【背景技术】中提出的不足，结合单细胞分析仪的特 点，提供一种针对单细胞分析仪的高压开关电源的控制装置，使得单细胞分析仪能够在细 胞分析的电动进样阶段，高压开关电源能够提供输出稳定的高压脉冲，使其达到系统所要 求的稳定性和精度要求。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型通过W下技术方案实现：
[000引一种单细胞分析仪高压开关电源的控制装置，包括ARM主控制器、触摸屏显示电 路、MicroSD卡电路、高压开关电源的控制电路单元、上位机和上位机通信单元；触摸屏显 示电路的输出端与ARM主控制器内部的逻辑控制电路的输入端连接；MicroSD卡电路的输 出端经ARM主控制器内部的读写控制器与其逻辑控制电路的输入端连接；上位机通过无线 和有线的方式和上位机通信单元连接，上位机通信单元与ARM主控制器内部的接口电路相 连；高压开关电源的控制电路单元的输入端直接连接ARM主控制器的GPIO口。
[0006] 所述高压开关电源的控制电路单元包括由ARM主控制器产生的PWM信号模块、D/A 转换模块、高压开关电源模块、A/D采集模块和光禪隔离模块组成的四路闭环反馈电路；每 路闭环反馈电路中，首先ARM主控制器经其GPIO口产生的PWM信号作为PWM信号模块，其 输出端的信号直接与D/A转换模块的输入端相连，D/A转换模块的输出信号端直接与高压 开关电源模块的控制信号输入端相连，在反馈回路中，A/D采集模块采集的输入端与高压开 关电源模块的参考控制信号端相连，最后A/D采集模块的输出端经光禪隔离模块与ARM主 控制器的逻辑控制电路接口相连。
[0007] 所述上位机通信单元包括无线Wifi通信模块和有线RS485通信模块。
[0008] 所述触摸屏为电容式触摸屏或是电阻式触摸屏。
[0009] 所述ARM主控制器为现有技术，其支持MicroSD卡读写。
[0010] 本实用新型使用MicroSD卡来存放高压开关电源的模拟控制电压量，从而省去一 般的ARM系统硬件结构中的nandflash或ROM忍片，简化了硬件结构，方便仪器的维护和 功能升级，且本实用新型的开关电源的控制电路的电压控制量调节精度高，适应性好。
[0011] 本实用新型在仪器上使用触摸屏进行人机交互操作，提高操作的便捷性。
[0012] 本实用新型是基于ARM主控制器的单细胞分析仪的新型开关电源的控制电路，具 有结构简单，成本低廉，操作便捷，易于实现和维护的特点。
[0013] 本实用新型使用了有线RS485通信模块和无线Wifi通信模块，可W进行有线和无 线通信，增加了可靠性和灵活性。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型单细胞分析仪高压开关电源的控制装置总体框图。
[0015] 图2是本实用新型的MicroSD卡模块与ARM忍片的连接原理图。
[0016] 图3是本实用新型触摸屏显示电路连接图。
[0017] 图4是本实用新型预测模糊自整定PID控制算法框图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本【实用新型内容】作进一步的说明，但不是对本实用新型的限定。 [001引参照图1，一种单细胞分析仪高压开关电源的控制装置，包括ARM主控制器、触摸 屏显示电路、MicroSD卡电路、高压开关电源的控制电路单元、上位机和上位机通信单元； 触摸屏显示电路的输出端与ARM主控制器内部的逻辑控制电路的输入端连接；MicroSD卡 电路的输出端经ARM主控制器内部的读写控制器与其逻辑控制电路的输入端连接；上位机 通过无线和有线的方式和上位机通信单元连接，上位机通信单元与ARM主控制器内部的接 口电路相连；高压开关电源的控制电路单元的输入端直接连接ARM主控制器的GPIO口。
[0020] 所述高压开关电源的控制电路单元包括由ARM主控制器产生的PWM信号模块、D/A 转换模块、高压开关电源模块、A/D采集模块和光禪隔离模块组成的四路闭环反馈电路；每 路闭环反馈电路中，首先ARM主控制器经其GPIO口产生的PWM信号作为PWM信号模块，其 输出端的信号直接与D/A转换模块的输入端相连，D/A转换模块的输出信号端直接与高压 开关电源模块的控制信号输入端相连，在反馈回路中，A/D采集模块采集的输入端与高压开 关电源模块的参考控制信号端相连，最后A/D采集模块的输出端经光禪隔离模块与ARM主 控制器的逻辑控制电路接口相连。
[0021] 所述上位机通信单元包括无线Wifi通信模块和有线RS485通信模块。
[0022] 所述触摸屏为电容式触摸屏或是电阻式触摸屏。
[0023] 所述ARM主控制器为现有技术，其支持MicroSD卡读写。
[0024] 由于在单细胞分析仪电动进样阶段需要高压开关电源对微流控忍片的多个电极 提供不同电压，因此需要ARM主控制器根据用户的操作在不同阶段对高压开关电源模块的 输出电压进行调节。在本实用新型装置中，可W实现对四路高压开关电源的控制。现W第！ 路为例进行原理的阐述。在图I中，通过闭环反馈来实现高压开关电源模块输出期望的直 流电压。首先利用预测模糊自整定PID算法去控制PWM数字电压信号，该信号通过ARM忍片 的GPIO口输出并经过D/A模块转换成输出模拟控制电压，去控制高压开关电源模块。其中 D/A转换模块输出的电压范围为0~2. 5V。当模拟控制电压在0~2. 5V的范围变化时，高压开 关电源模块相应输出(T2KV的电压。反馈信号首先由A/D采样模块对高压开关电源模块的 输出电压进行采样并数字化，然后经光禪隔离模块输入到ARM主控制器中，与预定的控制 电压量进行比较得到电压信号误差量，然后经过预测模糊自整定PID控制算法得到新的控 制参数去控制PWM信号，形成闭环反馈控制，最终高压开关电源模块输出期望的直流电压。 在