电渗流检测系统及数字高压直流电源的设计与研究汇总.pdfVIP

『iIIIII II I IIIIIII IIFIIIIf Y2141 349 摘要 摘 要 电渗流检测是系统研究微流体输运特性、电泳分离、表面改性等的重要实 验手段，并对微通道表面设计、微流体的精确操控、环境生物的微量分析等应 用而言又具有重要意义。外加电场的电驱动在微流体驱动技术中已经起到了不 可替代的作用，并在芯片毛细管电泳系统中占据着主导地位。为了更好的进行 微流控研究，特别是微流体检测实验研究，设计一种微流体电渗泵专用数字直 流高压电源就有了现实需要，其不仅可以为电渗流自动、快速、高效实验检测 创造条件，又能够为电渗驱动提供驱动力。 本文就是在微流体驱动与控制技术相关研究的基础上，针对电渗驱动和电 渗流检测而展开的，主要研究内容及成果如下： 1、根据电渗泵驱动的基本原理及其高电压驱动的性能要求，在主电路设计 中把Buck变换电路作为电压调节的核心电路，并详细分析与设计了全波整流电 路、Buck变换电路、全桥逆变电路、倍压整流电路、高频变压器等，其目标高 压的直流输出是通过高频变压器升压和倍压整流实现的。 件设计部分主要完成了Buck驱动电路、逆变驱动电路、电源电压采集电路、V／F 转换及电渗流电压采集电路等的设计，软件设计部分主要包括了占空比固定与 变化的两种PWM信号产生程序、串口通信上下位机软件及电渗流电压采集程序 等，并基于开发软件CCS3．3完成了部分控制系统的软件设计。 3、为了验证电源主电路设计和控制算法的可行性，对设计的高压电源运用 Simulink／Power System工具箱，结合PI算法进行了仿真实验：目标输出设置为 性波动；对仿真图形离散放大后，得出本高压电源设计的纹波系数为0．0005。 4、通过对电渗流及其各种检测原理进行了解和详细分析，并结合电渗流电 流监测法原理设计了基于虚拟仪器的微通道电渗流检测系统。最后，在不同电 场强度作用同种浓度液体下和相同电场强度作用不同浓度液体下，完成了微通 道电渗流的测定。 关键词：电渗流；检测；高压直流电源；虚拟仪器；TMS320F2812 Abstract Abstract Inthemicrofluidic transportcharacteristics，electrophoresis modificationandother electroosmoticdetectionwasail fields，the important surface ithadthe inthe means．And significance design，the experiment important channelsofaccurate trace microfluidic control，environmentalanalysis， biological andother anelectricfield，-the applicationfields．Byapplying electricitydri