專(zhuān)利名稱(chēng)：全橋逆變式變頻變波電位治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全橋逆變式變頻變波電位治療儀。
背景技術(shù)：
目前，電位治療儀作為一種理療儀器，在世界各地已經(jīng)被普遍使用，然而這類(lèi)儀器的主要輸出功能一般都是由工頻變壓器產(chǎn)生，其波形和頻率單一，其輸出的治療場(chǎng)能的波形和頻率也是單一，患者在使用這類(lèi)儀器一段時(shí)間后，會(huì)產(chǎn)生一定的耐受性，容易導(dǎo)致治療效果不佳，由于不同頻率不同波形產(chǎn)生的治療場(chǎng)能及其豐富，這種多樣性的電場(chǎng)作用于人體時(shí)，能有效防止長(zhǎng)期治療時(shí)的耐受性，保證了持續(xù)治療的效果。利用產(chǎn)生不同形狀的波形和不同頻率的治療場(chǎng)能的方法來(lái)設(shè)計(jì)電位治療儀具有十分深遠(yuǎn)的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供全橋逆變式變頻變波電位治療儀，采用全橋逆變單元，將直流電壓轉(zhuǎn)化為不同頻率，不同波形的治療電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了治療場(chǎng)能的多樣性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案一種全橋逆變式變頻變波電位治療儀，其包括工作電源單元、主控制單元、人機(jī)交互單元、信號(hào)處理單元、全橋逆變單元、濾波單元、變壓器、采樣反饋單元和治療墊，其中，所述人機(jī)交互單元連接所述主控制單元，所述主控制單元連接所述信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元連接所述全橋逆變單元，所述全橋逆變單元連接所述濾波單元，所述濾波單元連接所述變壓器，所述變壓器連接所述治療墊，所述工作電源單元連接所述主控制單元和全橋逆變單元為所述電位治療儀提供電源。優(yōu)選地，所述變壓器的輸出端一端接地，另一端接所述治療墊。優(yōu)選地，所述治療墊的輸入端的輸出端的另一端與所述主控制單元之間串接有采樣反饋單元。通過(guò)以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供全橋逆變式變頻變波電位治療儀應(yīng)用于健康理療。且具有以下優(yōu)點(diǎn)1、人性化的人機(jī)操作模式，全智能化的控制方式，操作簡(jiǎn)單，使用方便；2、將直流電壓轉(zhuǎn)化為不同頻率，不同波形的治療電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了治療場(chǎng)能的多樣性， 消除了長(zhǎng)期治療的耐受性，所述的治療儀可實(shí)現(xiàn)輸出電壓為1000V至15000V以每檔1000V 可調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)范圍為50Hz至ΙΚΗζ，輸出波形可設(shè)置為正弦波、三角波、階梯波、鋸齒波或其他任意波形；3、治療時(shí)輸出場(chǎng)能強(qiáng)度可調(diào)節(jié)可設(shè)置，可控性強(qiáng)，閉環(huán)控制的電壓調(diào)節(jié)方式，保證了治療時(shí)場(chǎng)能輸出的穩(wěn)定性。

[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全橋逆變式變頻變波電位治療儀原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的工作電源單元框圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的PWM信號(hào)處理電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的主變換電路原理具體實(shí)施方式
為了更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型提供的實(shí)施例。如圖1所示，全橋逆變式變頻變波電位治療儀，包括工作電源單元1、主控制單元 2、人機(jī)交互單元3、信號(hào)處理單元4、全橋逆變單元5、濾波單元6、變壓器7、采樣反饋單元 8、治療墊9九個(gè)組成部分。其中所述人機(jī)交互單元連接所述主控制單元，所述主控制單元連接所述信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元連接所述全橋逆變單元，所述全橋逆變單元連接所述濾波單元，所述濾波單元連接所述變壓器，所述變壓器連接所述治療墊，所述工作電源單元連接所述主控制單元和全橋逆變單元為所述電位治療儀提供電源。工作電源單元1如圖2所示，整流橋Zl將AC220V交流市電整流為直流電壓，一路由開(kāi)關(guān)電源模塊Kl轉(zhuǎn)換為幾組低壓電壓，分別給主控制單元2、人機(jī)交互單元3、信號(hào)處理單元4提供工作電源；一路經(jīng)共模電感L4后連接到所述全橋逆變模塊5，提供逆變轉(zhuǎn)換的直流輸入電壓DCOUT。該治療儀的主控制單元采用高性能高處理速度的DSP芯片作為核心控制器，所述主控制單元接收到所述人機(jī)交互單元發(fā)來(lái)的操作信息后，將所獲得的電壓值、頻率值、波形信息分析處理，將一周期的波形計(jì)算出一組PWM脈寬數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)，同時(shí)主控制器按照不同的頻率定時(shí)發(fā)出兩路反相的PWM信號(hào)給所述信號(hào)處理單元。如圖3所示，信號(hào)處理單元4將兩路P麗信號(hào)轉(zhuǎn)換為四路PWM信號(hào)。具體的信號(hào) PWMl經(jīng)與門(mén)U8A (型號(hào)為⑶4801，其他的與門(mén)的型號(hào)都同為⑶4801)、與門(mén)U8B后轉(zhuǎn)化為信號(hào)SPWMAN，其中電阻R11、C8起信號(hào)延遲作用，使輸出的SPWMAN比原來(lái)PWMl要窄，電阻R15 做光電耦合器輸入限流作用；信號(hào)PWMl經(jīng)反相器UlOA(型號(hào)為SN74LS14)、與門(mén)U8C、與門(mén) U8D轉(zhuǎn)化為信號(hào)SPWMAP，其中電阻R12、C9起信號(hào)延遲作用，使輸出的SPWMAP比原來(lái)P麗1 要窄，電阻R16做光電耦合器輸入限流作用；同樣信號(hào)PWM2經(jīng)與門(mén)U9A、與門(mén)U9B后轉(zhuǎn)化為信號(hào)SPWMBN，其中電阻R13、C10起信號(hào)延遲作用，使輸出的SPWMBN比原來(lái)PWM2要窄，電阻 R17做光電耦合器輸入限流作用；信號(hào)PWM2經(jīng)反相器U10B(型號(hào)為SN74LS14)、與門(mén)U9C、 與門(mén)U9D轉(zhuǎn)化為信號(hào)SPWMBP，其中電阻R14、C11起信號(hào)延遲作用，使輸出的SPWMBP比原來(lái) PWM2要窄，電阻R18做光電耦合器輸入限流作用。其中控制信號(hào)NBBU控制這四路信號(hào)的輸出，NBBU為高電平時(shí)信號(hào)SPWMAP、信號(hào)SPWMAN、信號(hào)SPWMBP、信號(hào)SPWMBN輸出，NBBU為低電平時(shí)這四路信號(hào)為低電平。這四路信號(hào)經(jīng)光電耦合器隔離后，隔離后的PWM信號(hào)分別接到所述全橋逆變單元的四個(gè)MOS管的柵極。作為全橋逆變單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述全橋逆變單元將工作電源提供的直流電壓變?yōu)椴煌}寬的交流波形。如圖4所示，主變換電路由全橋逆變單元5、濾波單元6、變壓器7組成。其中全橋逆變單元5主要由四個(gè)MOS管Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成橋形。每個(gè)MOS管并聯(lián)一個(gè)電阻電容的串聯(lián)回路作為過(guò)壓保護(hù)回路，其中Rl、Cl串聯(lián)后和Ql并聯(lián)，R2、C2串聯(lián)后和Q2并聯(lián)，R3、C3串聯(lián)后和Q3并聯(lián)，R4、C4串聯(lián)后和Q4并聯(lián)。當(dāng)經(jīng)光電耦合器隔離后的驅(qū)動(dòng)信號(hào)A_P、A_N、 B_P、B_N分別加到MOS管的柵極時(shí)，當(dāng)Q1、Q4導(dǎo)通時(shí)，Q2、Q3不導(dǎo)通，同樣當(dāng)Q2、Q3導(dǎo)通時(shí)， Q1、Q4不導(dǎo)通，另外Q1、Q2、Q3、Q4共同存在一段共同的不導(dǎo)通時(shí)間，為死區(qū)時(shí)間。Q1、Q4與 Q2、Q3的交替導(dǎo)通和閉合，將V+、V-之間的直流電壓逆變?yōu)榻涣麟妷?。電阻R5作為MOS管 Ql、Q2、Q3、Q4的輸入限流保護(hù)，能有效防止MOS管導(dǎo)通時(shí)因電流過(guò)大而燒壞。電感Li、電感L2、電容C5共同構(gòu)成濾波單元6，將全橋電路逆變出來(lái)的交流波形濾波為平滑的交流波形，交流波形的頻率和波形正好和操作者設(shè)置的頻率和波形一致。變壓器(Tl) 7將濾波單元6產(chǎn)生的波形放大為治療波形。變壓器內(nèi)部輸出端串聯(lián)兩個(gè)電阻RT1、RT2對(duì)輸出(OUT) 作限流保護(hù)。
以下結(jié)合附圖來(lái)描述本實(shí)用新型提供的實(shí)施例的工作過(guò)程。人機(jī)交互單元3是操作者與所述治療儀的信息交互平臺(tái)，具有治療參數(shù)和功能顯示的液晶顯示模塊以及治療參數(shù)設(shè)置的按鍵，也具有使用紅外遙控器來(lái)操作紅外接收接口，液晶顯示模塊也設(shè)置有觸摸按鍵功能，通過(guò)它操作者可設(shè)置治療電壓幅度、波形、頻率、 治療時(shí)間等治療參數(shù)；操作者將治療儀的工作參數(shù)通過(guò)人機(jī)交互單元3傳遞給主控制單元 2，主控制單元2在執(zhí)行相應(yīng)操作的同時(shí)將執(zhí)行操作的狀況反饋給人機(jī)交互單元3，通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)，以便操作者及時(shí)了解治療儀的工作狀況。主控制單元2接收到所述人機(jī)交互單元3發(fā)來(lái)的操作信息后，將所獲得的頻率波形信息分析處理，將一周期的波形計(jì)算為一組PWM脈寬數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，根據(jù)這組數(shù)據(jù)定時(shí)發(fā)出兩路反相的PWM信號(hào)給信號(hào)處理單元4。如圖3所示信號(hào)處理單元4將所述主控制單元2產(chǎn)生的PWM信號(hào)分為四路PWM信號(hào)，經(jīng)光電耦合器隔離，隔離后的PWM信號(hào)分別接到全橋逆變單元5的四個(gè)MOS管的柵極。全橋逆變單元5將工作電源1提供的直流電壓變?yōu)椴煌}寬的交流波形。濾波單元6將所述全橋逆變單元5產(chǎn)生的交流波形轉(zhuǎn)換為平滑的交流波形，交流波形的波形和頻率正好和操作者設(shè)置的波形和頻率一致。變壓器7將濾波單元6的交流波形放大，變壓器7輸出端一端接地，另一端接治療墊9，治療墊9上輸出相應(yīng)的治療電場(chǎng)。采樣反饋單元8采集變壓器7的輸出電壓反饋給主控制單元2，主控制單元2通過(guò)將設(shè)置電壓和實(shí)際輸出電壓比較，可自動(dòng)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)變壓器7的輸出電壓，達(dá)到輸出穩(wěn)定的治療電場(chǎng)的目的。所述的治療儀可實(shí)現(xiàn)輸出電壓為1000V至15000V以每檔1000V可調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)范圍為50Hz至ΙΚΗζ，輸出波形可設(shè)置為正弦波、三角波、階梯波、鋸齒波或其他任意波形。以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的全橋逆變式變頻變波電位治療儀進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種全橋逆變式變頻變波電位治療儀，其特征在于，包括工作電源單元、主控制單元、人機(jī)交互單元、信號(hào)處理單元、全橋逆變單元、濾波單元、變壓器、采樣反饋單元和治療墊，其中，所述人機(jī)交互單元連接所述主控制單元，所述主控制單元連接所述信號(hào)處理單元，所述信號(hào)處理單元連接所述全橋逆變單元，所述全橋逆變單元連接所述濾波單元，所述濾波單元連接所述變壓器，所述變壓器連接所述治療墊，所述工作電源單元連接所述主控制單元和全橋逆變單元為所述電位治療儀提供電源。
2.如權(quán)利要求1所述全橋逆變式變頻變波電位治療儀，其特征在于，所述變壓器的輸出端一端接地，另一端接所述治療墊。
3.如權(quán)利要求2所述全橋逆變式變頻變波電位治療儀，其特征在于，所述治療墊的輸入端的輸出端的另一端與所述主控制單元之間串接有采樣反饋單元。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種全橋逆變式變頻變波電位治療儀，包括人機(jī)交互單元連接主控制單元，主控制單元連接信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元連接全橋逆變單元，全橋逆變單元連接濾波單元，濾波單元連接變壓器，變壓器連接治療墊，工作電源單元連接主控制單元和全橋逆變單元為電位治療儀提供電源。該電位治療儀采用全橋逆變單元，將直流電壓轉(zhuǎn)化為不同頻率，不同波形的治療電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了治療場(chǎng)能的多樣性。具有人性化的人機(jī)操作模式，穩(wěn)定可靠的治療場(chǎng)能等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61N1/32GK201988062SQ20112006193
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者劉艷新 申請(qǐng)人:李雙喜