本实用新型涉及电子仪器技术领域，具体为一种多路可调直流供电装置。
背景技术：
质谱法是鉴定分子的重要方法，在有机合成、石油化工、天然产物分析、环境检测、生物技术、临床分析和新陈代谢等研究和应用中扮演不可或缺的角色。质谱分析首先将待测物电离.并在真空条件下利用电场(磁场)将不同质荷比离子进行分离，从而获得质谱图。质谱仪器主要由进样系统、电离源、离子光学系统、质量分析器、信号检测系统和真空系统等几个部分组成。其中，电离源、离子光学系统和信号检测系统都需接直流电压，具体的电压值(有高压有低压)在系统反复调试后才能确定，因此需要多路〈多达十几路〉可调直流电压。目前，基本采用多台仪表电源供电，如图1所示，这种供电方式存在以下缺点：体积巨大，价格昂贵，对于多路输出来说，逐个调节仪表电源并不方便。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种多路可调直流供电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多路可调直流供电装置，包括上位机软件，所述上位机软件通过通信接口电性连接有FPGA，所述FPGA通过通信接口分别电性连接有第一设定校正单元与第二设定校正单元，所述第一设定校正单元与第二设定校正单元分别通过通信接口电性连接有第一高压电源模块与第二高压电源模块，所述第一高压电源模块与第二高压电源模块分别通过通信接口电性连接有电压采样反馈单元，且电压采样反馈单元通过通信接口电性连接于FPGA。
优选的，所述电压采样反馈单元包括有电压采样电路、反馈校正电路、多选一选择器和ADC，所述电压采样电路通过通信接口电性连接于反馈校正电路，所述反馈校正电路通过通信接口电性连接于多选一选择器，所述多选一选择器通过通信接口电性连接于ADC。
优选的，所述第一设定校正单元与第二设定校正单元均包括有DAC与设定校正电路，所述DAC电性连接于定校正电路。
优选的，所述ADC的型号为ADS803E。
优选的，所述电压采样电路采用电阻分压方式采样。
优选的，所述多选一选择器采用模拟开关DG408DY。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型一种多路可调直流供电装置，可实现多路可调电压输出的供电装置，本供电装置体积小，成本低，多路输出一致性高，具有上位机软件调压和监控功能，使用方便快捷；可替代仪表电源在实验调试中使用，也可作为模块电路用于产品设备中。本实用新型的控制方案解决了多路输出的一致性问题，不仅可以用于上述多组高压电源模块，也可以控制多组低压电源模块，本方案可以解决质谱仪的多路可调直流供电问题，也可以用于其他可调直流供电领域。
附图说明
图1为传统的多台仪表电源供电方案；
图2为本实用新型提供的一种用于质谱仪的多路可调直流装置框图；
图3为高压电源模块框图；
图4为控制量与实际输出电压关系曲线；
图5为设定校正电路；
图6为反馈校正电路。
图中：1上位机软件、2FPGA、3第一校正单元、31DAC、32设定校正电路、4第一高压电源模块、5电压采样反馈单元、51ADC、52多选一选择器、 53反馈校正电路、54电压采样电路、6第二校正单元、7第二高压电源模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种多路可调直流供电装置，包括上位机软件1，所述上位机软件1通过通信接口电性连接有FPGA2，所述FPGA2通过通信接口分别电性连接有第一设定校正单元3与第二设定校正单元6，所述第一设定校正单元3与第二设定校正单元6分别通过通信接口电性连接有第一高压电源模块4与第二高压电源模块7，所述第一高压电源模块4与第二高压电源模块7分别通过通信接口电性连接有电压采样反馈单元5，且电压采样反馈单元5通过通信接口电性连接于FPGA2。
所述电压采样反馈单元5包括有电压采样电路54、反馈校正电路53、多选一选择器52和ADC51，所述电压采样电路54通过通信接口电性连接于反馈校正电路53，所述反馈校正电路53通过通信接口电性连接于多选一选择器52，所述多选一选择器52通过通信接口电性连接于ADC51。所述第一设定校正单元3与第二设定校正单元6均包括有DAC31与设定校正电路32，所述 DAC31电性连接于定校正电路32。所述ADC51的型号为ADS803E。所述电压采样电路54采用电阻分压方式采样。所述多选一选择器52采用模拟开关 DG408DY。
所述上位机软件1用于发送控制指令和监控各路的输出状态，其通过通信接口RS485与FPGA2电性连接。FPGA 2的用于控制与通信，进一步说，用于ADC和DAC芯片的控制及与上位机软件1之间的通信，具体来说，上位机软件通过串口RS485下发命令给FPGA2，FPGA2解析命令后，再经过电压设定校正单元3，产生用于控制高压模块4的设定值，同时，电压采样反馈单元 5将反馈的电压信号送FPGA2处理后，再送到上位机软件用于显示和监控。
电压第一设定校正单元3，包括数模转换DAC31和设定校正电路32，其中，数模转换DAC31作用是将FPGA2下发的数字信息转换为用于后级控制的模拟电压，设定校正电路32作用是，将DAC31输出的模拟电压进行校正处理后，再送到高压模块4，可控制多路高圧电源模块得到一致性高的高压输出。第二设定校正单元6与第一设定校正单元3作用完全一致，一路高压电源模块对应一路电压设定校正单元。
高压电源模块4作用是，如图3，输入+24V供电和设定值输入0-5V，可产生高压输出(如1500V)，通过改变模块的设定值，可改变高压输出值，如输入0-5V，对应高压输出值为0-1500V，设定值与高压输出值为线性对应关系。第二高压电源模块7与第一高压电源模块4作用完全一致，且可拓展到多路。
电压采样反馈单元5,包括模数转换ADC电路51，多选一选择器52，反馈校正电路53和高压采样电路54，具体来说，高压采样电路54将各组高压电源模块的输出高压进行分压采样，输出的电压采样信号送反馈校正电路53，校正后的反馈值送多选一选择器52，再送到模数转换ADC 51电路，ADC51输出信号经过FPGA2处理后，再通过RS485串口将各组反馈信号逐个的送到上位机软件1进行显示和监控。
设定较正电路32和反馈校正电路53是解决多路一致性问题的关键。如果没有设定校正电路32，当FPGA2下发同样的设定命令给DAC31进而控制高压电源模块产生高压输出时，理想状态下，第二高压电源模块7与第一高压电源模块4的高压输出值应该一致或偏差很小。实际上，由于DAC31存在量化误差，送给高压电源模块的设定值就存在偏差，另外，即使设定值一样，多组高压电源模块也很难做到一致。如图4所示，为控制量与实际输出电压关系曲线(简称控制线)，虚线为实际情况，实线为理想情况；可以看出，实际情况下，设定为零时，实际输出电压并不为零，且控制线的斜率也存在偏差。增加设定校正电路32，可以调节控制线的过零点和斜率，使多组输出的过零点和斜率一致，并接近理想状态。如果没有反馈校正电路53，在输出电压一致的情况，由于电压采样电路的误差和ADC51的量化误差，导致上位机软件1显示的电压值同样存在偏差，同样存在过零点和斜率的不一致性问题。增加反馈校正电路53，可以调节反馈值的过零点和斜率，使多组输出的过零点和斜率一致，并接近理想状态。
工作原理：如图2，上位机软件1通过串口RS485下发控制命令给FPGA 2 电路，下发的控制命令包含高压电源模块输出电压控制信息，FPGA2电路将此信息处理后下发给电压设定校正单元3，电压设定校正单元3输出校正后的设定值，最终此设定值控制高压电源模块4输出与设定值相对应的电压值。
第一高压电源模块4的高压输出，经电压采样反馈单元5，得到高压输出的反馈值信号，此反馈值信号经FPGA 2电路处理后，再通过串口RS485上传到上位机软件，上位机软件判断反馈值是否与设定值一致，并实时的显示和监控。
电压第一设定校正单元3与电压第二设定校正单元6作用完全一致，第一高压电源模块4与第二高压电源模块7作用完全一致，电源设定校正单元6 与高压电源模块7组成另一个可调电压设定输出通道，这样通道可扩展到多路。
所述的电压设定校正单元3，包括数模转换DAC 31电路和设定校正电路 32，数模转换DAC电路将FPGA下发数字信息转换为模拟信号，再经设定校正电路32校正处理后，送到高压电源模块4，产生所需的高压输出。
所述的数模转换DAC电路31采用DAC7612U，其作用是，将FPGA下发的数字信息转换为模拟信号，用于控制高压电源模块的电压输出值。
所述的设定校正电路32，如图5所示，运放U4的3脚接SET_IN,运放U4 的1脚接SET_OUT，运放U4的5脚接A5V，并通过电容C1接地，运放U4的2 脚接地，运放U4的4脚接电阻R3和电位器RP2的1脚，电位器RP2的2脚和3脚短接后接电阻R4，电阻R4的另一端接运放的1脚，电阻R3另一端电位器RP1的3脚，电位器的1脚通过电阻R1接A5V,电位器的2脚通过电阻 R2接A-5V。SET_IN为DAC7612U输出的未校正设定值，SET_OUT为校正后设定值，RP1作用是进行过零点校正，RP2作用是进行线性度调节。
所述的电压采样反馈单元5，包括模数转换ADC电路51，多选一选择器 52，反馈校正电路53和高压采样电路54.高压采样电路54将高压电源模块的输出高压进行分压采样，输出的电压采样信号送反馈校正电路53，校正后电压反馈值再经过多选一选择器，将多组模块的电压反馈信号分别采样，再送到模数转换ADC电路51，ADC输出信号经过FPGA处理后，再通过RS485串口将各组反馈信号逐个的送到上位机软件进行显示和监控。所述的模数转换ADC 电路51采用ADS803E,其作用是，将反馈模拟电压信号转换为FPGA电路可处理的数字信息。所述的电压采样电路采用电阻分压方式采样，将高压输出值降为低压模拟信号。所述的反馈校正电路53如图6所示，运放U2的3脚接 FB1_DATA，运放U3的1脚接FB1_OUT，运放U2的4脚与1脚短接后再接双抛开关S1的2脚，双抛开关S1的3脚接单抛开关S2和运放U3的3脚，单抛开关S2另一端接地，运放U3的4脚接电阻R7、R8、R9和R10，电阻R7另一端接双抛开关S1的1脚，电阻R8另一端接电位器RP3的3脚，电位器RP3 的1脚通过电阻R5接A5V，电位器RP3的2脚通过电阻R6接A-5V，电阻R9 和R10的另一端并联后接电位器RP4的1脚，电位器RP4的2脚和3脚短接后，接运放U3的1脚，运放U2的5脚接A5V并通过电容C2接地，运放U2 的2脚接A-5V并通过电容C3接地，运放U3的5脚接A5V并通过电容C4接地，运放U3的2脚接A-5V并通过电容C5接地，FB1_DATA为电阻分压的反馈电压采样值，FB1_OUT为校正后的反馈值，RP3作用是进行过零点校正，RP4 作用是进行线性度调节。双抛开关S1与单抛开关S2作用是：若FB1_DATA为正电压，闭合S1的23，S2不闭合；若FB1_DATA为负电压，闭合S1的21，闭合S2；通过S1和S2的切换，保证FB1_OUT输出为后级可处理的正电压信号。
所述的多选一选择器52，采用模拟开关DG408DY，上位机软件1下发某路高压电源模块设定值时，包含电压设定值信息和所需设定的模块位号，FPGA 同时根据此模块位号，控制模拟开关DG408DY，打开对应的通道，反馈该路电压采样信号。
模数转换ADC 51电路采用ADC模数转换器ADS803E，其作用是将上述选择的反馈模拟信号转换为FPGA2可处理的数字信息。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。