本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種可調(diào)電源、用于線圈恒流驅(qū)動的電路及量子傳感器。
背景技術(shù)：
1、在量子測量技術(shù)中，需要對產(chǎn)生磁場的線圈供電，供電方式一般是將恒流線路上的電源固定，通過調(diào)節(jié)mos管（金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）的電壓變量達(dá)到精準(zhǔn)控制電流的目的。但是這樣的方式有一個明顯的缺點，恒流電路上的mos管會跟隨線圈電流的增加而發(fā)熱，亦產(chǎn)生溫漂等不良影響。解決的方式一般有兩種，一種是針對線圈的不同電壓需求，分別單獨配置匹配的恒流源；另外一種就是采用一個恒流源，并配置一個尺寸較大的散熱片，以輔助mos管散熱。前一種方式存在的問題是線圈每更換一種電壓，就要重新為其配置新的電源電路，不僅增加了人力、物力成本，且更換操作使得整個測量系統(tǒng)的便攜性、效率大大降低，不利于測量的自動化操作。后一種方式存在的問題是加入尺寸較大的散熱片，顯然不利于測量系統(tǒng)小型化的設(shè)計。
2、如何在解決恒流電路中mos管發(fā)熱問題的同時，提高操作的便捷性以及利于電路的小型化應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)電源、用于線圈恒流驅(qū)動的電路及量子傳感器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的電源在應(yīng)用于恒流驅(qū)動中時，無法實現(xiàn)在解決恒流電路中mos管發(fā)熱問題的同時，使得操作更加便捷、降低成本，以及更利于小型化設(shè)計的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的第一方面提供一種可調(diào)電源，包括：
3、多個供電電路，每個供電電路對應(yīng)不同的輸出電壓，每個供電電路包括依次相連接的直流輸出電源、通斷開關(guān)、電壓轉(zhuǎn)換模塊、防漏電模塊；
4、控制器，連接于多個供電電路中的通斷開關(guān)以及電壓轉(zhuǎn)換模塊，根據(jù)所需的電壓通過控制通斷開關(guān)以切換其中的一個供電電路作為電源的輸出端，并通過調(diào)控電壓轉(zhuǎn)換模塊來控制此供電電路所輸出的電壓。
5、進(jìn)一步的，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括相連接的低壓差穩(wěn)壓器和數(shù)字電位器，低壓差穩(wěn)壓器連接于通斷開關(guān)和防漏電模塊，所述數(shù)字電位器連接于控制器，控制器通過調(diào)控所述數(shù)字電位器的電阻來調(diào)節(jié)低壓差穩(wěn)壓器輸出的電壓。
6、進(jìn)一步的，每兩個供電電路中的直流輸出電源所輸出的電壓不同。
7、進(jìn)一步的，每個供電電路中的直流輸出電源為交流轉(zhuǎn)直流電源，或其中一個供電電路中的直流輸出電源為交流轉(zhuǎn)直流電源，剩余的每個供電電路中的直流輸出電源為與此交流轉(zhuǎn)直流電源相連接的直流轉(zhuǎn)直流電源。
8、進(jìn)一步的，所述通斷開關(guān)包括依次連接的第一pmos開關(guān)電路、泄放電路、防回流電路；控制器連接于第一pmos開關(guān)電路，用于控制其通斷；泄放電路用于在第一pmos開關(guān)電路斷開時，將后續(xù)電路中的能量泄放。
9、進(jìn)一步的，還包括電阻檢測電路、電流設(shè)置模塊，均連接于控制器；電阻檢測電路用于檢測待通電體的電阻，并將電阻檢測信號傳輸至控制器，電流設(shè)置模塊用于設(shè)置待通電體所需輸入的電流，并將電流設(shè)置信號傳輸至控制器。
10、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的第二方面提供一種用于線圈恒流驅(qū)動的電路，包括：如第一方面任一項所述的可調(diào)電源、mos管、線圈、電流信號處理模塊，所述mos管與線圈串聯(lián)連接，可調(diào)電源用于向mos管與線圈提供直流電壓，電流信號處理模塊連接于控制器以及mos管，用于接收控制器輸出的電流調(diào)節(jié)信號，并對其處理后傳輸至mos管，以調(diào)節(jié)mos管中的電流，所述線圈用于通電后產(chǎn)生磁場。
11、進(jìn)一步的，電流信號處理模塊包括依次相連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、緩沖器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接于控制器，緩沖器連接于mos管。
12、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的第三方面提供一種基于固態(tài)自旋色心的量子傳感器，包括：固態(tài)自旋色心探頭、光學(xué)檢測單元、如第二方面任一項所述的用于線圈恒流驅(qū)動的電路，所述固態(tài)自旋色心探頭位于線圈產(chǎn)生的磁場內(nèi)，所述光學(xué)檢測單元用于向固態(tài)自旋色心探頭照射激發(fā)光，并探測固態(tài)自旋色心探頭產(chǎn)生的熒光。
13、進(jìn)一步的，所述固態(tài)自旋色心為金剛石氮空位色心、金剛石鍺空位色心、金剛石硅空位色心、碳化硅硅-碳雙空位色心、碳化硅硅空位色心、六方氮化硼硼空位色心中的一種。
14、如上所述，本發(fā)明的一種可調(diào)電源、用于線圈恒流驅(qū)動的電路及量子傳感器，具有以下有益效果：
15、1、通過設(shè)置多個供電電路以及控制器，控制器根據(jù)所需的電壓對供電電路中的通斷開關(guān)進(jìn)行通斷控制以及對電壓轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行電壓調(diào)控，以實現(xiàn)所需電壓輸出的目的，且供電電路的個數(shù)以及輸出電壓可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，可實現(xiàn)電壓的寬范圍、多數(shù)值輸出。將其應(yīng)用于恒流驅(qū)動中時，可靈活的根據(jù)需求設(shè)置不同的輸出電壓，以滿足不同恒流需求，同時實現(xiàn)對mos管的功率控制，以解決其發(fā)熱的問題，且無需配備多套不同輸出的電源以供更換，也無需頻繁更換不同電源，提高了操作的便捷性，以及降低了人力物力成本；降低對散熱元件的要求，更有利于小型化應(yīng)用；
16、2、將可調(diào)電源應(yīng)用于線圈的恒流驅(qū)動電路中，可實現(xiàn)對線圈中電流的恒流調(diào)控，且在解決mos管發(fā)熱問題，提高電流精準(zhǔn)度的同時，可靈活適用于不同的線圈，使得操作更為便捷，降低對散熱元件的要求，極大降低電路尺寸。將其應(yīng)用于量子傳感器中，能夠提供更為精準(zhǔn)的磁場，提高傳感器自動化程度，且利于傳感器的小型化設(shè)計。
1.一種可調(diào)電源，其特征在于，所述電源包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)電源，其特征在于：所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括相連接的低壓差穩(wěn)壓器和數(shù)字電位器，低壓差穩(wěn)壓器連接于通斷開關(guān)和防漏電模塊，所述數(shù)字電位器連接于控制器，控制器通過調(diào)控所述數(shù)字電位器的電阻來調(diào)節(jié)低壓差穩(wěn)壓器輸出的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)電源，其特征在于：每兩個供電電路中的直流輸出電源所輸出的電壓不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的可調(diào)電源，其特征在于：每個供電電路中的直流輸出電源為交流轉(zhuǎn)直流電源，或其中一個供電電路中的直流輸出電源為交流轉(zhuǎn)直流電源，剩余的每個供電電路中的直流輸出電源為與此交流轉(zhuǎn)直流電源相連接的直流轉(zhuǎn)直流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)電源，其特征在于：所述通斷開關(guān)包括依次連接的第一pmos開關(guān)電路、泄放電路、防回流電路；控制器連接于第一pmos開關(guān)電路，用于控制其通斷；泄放電路用于在第一pmos開關(guān)電路斷開時，將后續(xù)電路中的能量泄放。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)電源，其特征在于：還包括電阻檢測電路、電流設(shè)置模塊，均連接于控制器；電阻檢測電路用于檢測待通電體的電阻，并將電阻檢測信號傳輸至控制器，電流設(shè)置模塊用于設(shè)置待通電體所需輸入的電流，并將電流設(shè)置信號傳輸至控制器。
7.一種用于線圈恒流驅(qū)動的電路，其特征在于，所述電路包括：如權(quán)利要求1-6中任一項所述的可調(diào)電源、mos管、線圈、電流信號處理模塊，所述mos管與線圈串聯(lián)連接，可調(diào)電源用于向mos管與線圈提供直流電壓，電流信號處理模塊連接于控制器以及mos管，用于接收控制器輸出的電流調(diào)節(jié)信號，并對其處理后傳輸至mos管，以調(diào)節(jié)mos管中的電流，所述線圈用于通電后產(chǎn)生磁場。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于線圈恒流驅(qū)動的電路，其特征在于：電流信號處理模塊包括依次相連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器、信號放大器、濾波器、緩沖器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接于控制器，緩沖器連接于mos管。
9.一種基于固態(tài)自旋色心的量子傳感器，其特征在于，所述傳感器包括：固態(tài)自旋色心探頭、光學(xué)檢測單元、如權(quán)利要求7或8中所述的用于線圈恒流驅(qū)動的電路，所述固態(tài)自旋色心探頭位于線圈產(chǎn)生的磁場內(nèi)，所述光學(xué)檢測單元用于向固態(tài)自旋色心探頭照射激發(fā)光，并探測固態(tài)自旋色心探頭產(chǎn)生的熒光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于固態(tài)自旋色心的量子傳感器，其特征在于：所述固態(tài)自旋色心為金剛石氮空位色心、金剛石鍺空位色心、金剛石硅空位色心、碳化硅硅-碳雙空位色心、碳化硅硅空位色心、六方氮化硼硼空位色心中的一種。