4-kanálový Regulátor pre Skenovací Sondový Mikroskop

Dizajn elektroniky pre ohrievací systém v spolupráci s NenoVision.

4-kanálový Regulátor pre Skenovací Sondový Mikroskop

Dizajn elektroniky pre ohrievací systém v spolupráci s NenoVision.

Vývoj 4-kanálového regulátora na hliníkovej platni.

NenoVision vyrába unikátny mikroskop atomárnych síl pod názvom LiteScope™ navrhnutý pre jednoduchú integráciu do rôznych skenovacích elektrónových mikroskopov, čo umožňuje in-situ kolektívnu charakterizáciu vzorky v nanoúrovni.

Našou úlohou v spolupráci s NenoVision bol vývoj univerzálneho 4-kanálového výkonového regulátora s napäťovým a prúdovým obmedzením, riadeným ADC prevodníkom do špeciálne upravenej verzie LiteScope
 .


4-kanálový regulátor, ktorý sme vyvíjali umožňuje nezávisle od seba pomocou štyroch analógových vstupov riadiť výstupy štyroch analógových stabilizátorov. Systém sme navrhli univerzálne tak, aby bolo možné nastavovať zosilnenie a citlivosť jednotlivých regulátorov. Všetky napájacie a riadiace vstupy a výstupy sú chránené prepäťovými ochranami, ochranami ESD a ochranami proti prepólovaniu s veľmi rýchlou reakciou, vďaka čomu nie je regulátor takmer možné zničiť. Avšak aj v prípade poruchy je vďaka LED možné rýchlo a jednoducho lokalizovať prípadnú poruchu. Každý regulátor má vlastný prúdový obmedzovač, ktorý umožňuje regulátory prepnúť do prúdového režimu.

Systém regulátorov má sofistikovane vyriešené filtrovanie zvlnenia pomocou selektívne rozmiestnených viacpásmových kondenzátorov. Samotné riadiace obvody sú naviac vylepšené low-pass filtrom na napájaní. Vďaka tomu je napájanie samotného riadiaceho obvodu oddelené od prípadných vysokorýchlostných napäťových poklesov na hlavnej vetve zdroja. Samotný regulátor je vďaka sofistikovanému návrhu veľmi presný, teplotne stabilný a netrpí zvlnením a vysokým šumom. Regulátory sú od seba galvanicky oddelené, takže je možné každý regulátor napájať vlastným zdrojom na rôznych potenciáloch. Túto funkcionalitu je však možné jednoducho vylúčiť z funkcie pomocou jumperov, ktoré umožňujú každý potenciál každého regulátora pripojiť na zdieľanú napájaciu vetvu, čo opäť zvyšuje variabilitu použitia. Samotný dizajn PCB sme zvládli na dvoj-vrstvom PCB a aj napriek veľmi husto naukladaným komponentom sa podarilo rozviesť napájanie a zem veľmi robustným vedením ciest. Vďaka plošnému dizajnu na hliníkovom jadre sme splnili požiadavku na odvod tepla pomocou šasi.

Požiadavka od NenoVision bolo pomocou počítačom riadeného ADC selektívne ohrievať súčiastky na určených miestach v mikroskope, čo sme vďaka nášmu riešeniu zvládli dobre. Naviac vďaka multikanálovému riešeniu náš systém slúži aj ako stabilný zdroj niektorých ďalších systémov.

4-kanálový Regulátor pre Skenovací Sondový Mikroskop

Univerzálny dizajn poháňaný hliníkovou doskou PCB

4 variabilne galvanicky oddelené kanály

Výkonné ochrany obvodov

Jednoduchá identifikácia poruchy

Viacpásmové filtrovanie citlivých obvodov

Vysoká teplotná stabilita a nízky šum

Hliníkové jadro pre kvalitný odvod tepla