專利名稱：全橋逆變式變頻變波電位治療儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)療電子技術領域，特別涉及一種全橋逆變式變頻變波電位治療儀。
背景技術：
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，然而這類儀器的主要輸出功能一般都是由工頻變壓器產生，其波形和頻率單一，其輸出的治療場能的波形和頻率也是單一，患者在使用這類儀器一段時間后，會產生一定的耐受性，容易導致治療效果不佳，由于不同頻率不同波形產生的治療場能及其豐富，這種多樣性的電場作用于人體時，能有效防止長期治療時的耐受性，保證了持續(xù)治療的效果。利用產生不同形狀的波形和不同頻率的治療場能的方法來設計電位治療儀具有十分深遠的意義。

實用新型內容本實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，將直流電壓轉化為不同頻率，不同波形的治療電場，實現(xiàn)了治療場能的多樣性。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供以下技術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、人機交互單元、信號處理單元、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處理單元，所述信號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。通過以上技術方案可以看出，本實用新型提供全橋逆變式變頻變波電位治療儀應用于健康理療。且具有以下優(yōu)點1、人性化的人機操作模式，全智能化的控制方式，操作簡單，使用方便；2、將直流電壓轉化為不同頻率，不同波形的治療電場，實現(xiàn)了治療場能的多樣性， 消除了長期治療的耐受性，所述的治療儀可實現(xiàn)輸出電壓為1000V至15000V以每檔1000V 可調節(jié)，頻率調節(jié)范圍為50Hz至ΙΚΗζ，輸出波形可設置為正弦波、三角波、階梯波、鋸齒波或其他任意波形；3、治療時輸出場能強度可調節(jié)可設置，可控性強，閉環(huán)控制的電壓調節(jié)方式，保證了治療時場能輸出的穩(wěn)定性。

[0012]圖1為本實用新型實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為本實用新型實施例提供的工作電源單元框圖；圖3為本實用新型實施例提供的PWM信號處理電路原理圖；圖4為本實用新型實施例提供的主變換電路原理具體實施方式
為了更好的理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖詳細描述本實用新型提供的實施例。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、人機交互單元3、信號處理單元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9九個組成部分。其中所述人機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處理單元，所述信號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，一路由開關電源模塊Kl轉換為幾組低壓電壓，分別給主控制單元2、人機交互單元3、信號處理單元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交互單元發(fā)來的操作信息后，將所獲得的電壓值、頻率值、波形信息分析處理，將一周期的波形計算出一組PWM脈寬數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內，同時主控制器按照不同的頻率定時發(fā)出兩路反相的PWM信號給所述信號處理單元。如圖3所示，信號處理單元4將兩路P麗信號轉換為四路PWM信號。具體的信號 PWMl經(jīng)與門U8A (型號為⑶4801，其他的與門的型號都同為⑶4801)、與門U8B后轉化為信號SPWMAN，其中電阻R11、C8起信號延遲作用，使輸出的SPWMAN比原來PWMl要窄，電阻R15 做光電耦合器輸入限流作用；信號PWMl經(jīng)反相器UlOA(型號為SN74LS14)、與門U8C、與門 U8D轉化為信號SPWMAP，其中電阻R12、C9起信號延遲作用，使輸出的SPWMAP比原來P麗1 要窄，電阻R16做光電耦合器輸入限流作用；同樣信號PWM2經(jīng)與門U9A、與門U9B后轉化為信號SPWMBN，其中電阻R13、C10起信號延遲作用，使輸出的SPWMBN比原來PWM2要窄，電阻 R17做光電耦合器輸入限流作用；信號PWM2經(jīng)反相器U10B(型號為SN74LS14)、與門U9C、 與門U9D轉化為信號SPWMBP，其中電阻R14、C11起信號延遲作用，使輸出的SPWMBP比原來 PWM2要窄，電阻R18做光電耦合器輸入限流作用。其中控制信號NBBU控制這四路信號的輸出，NBBU為高電平時信號SPWMAP、信號SPWMAN、信號SPWMBP、信號SPWMBN輸出，NBBU為低電平時這四路信號為低電平。這四路信號經(jīng)光電耦合器隔離后，隔離后的PWM信號分別接到所述全橋逆變單元的四個MOS管的柵極。作為全橋逆變單元的驅動信號。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MOS管Q1、Q2、Q3、Q4構成橋形。每個MOS管并聯(lián)一個電阻電容的串聯(lián)回路作為過壓保護回路，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)。當經(jīng)光電耦合器隔離后的驅動信號A_P、A_N、 B_P、B_N分別加到MOS管的柵極時，當Q1、Q4導通時，Q2、Q3不導通，同樣當Q2、Q3導通時， Q1、Q4不導通，另外Q1、Q2、Q3、Q4共同存在一段共同的不導通時間，為死區(qū)時間。Q1、Q4與 Q2、Q3的交替導通和閉合，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，能有效防止MOS管導通時因電流過大而燒壞。電感Li、電感L2、電容C5共同構成濾波單元6，將全橋電路逆變出來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置的頻率和波形一致。變壓器(Tl) 7將濾波單元6產生的波形放大為治療波形。變壓器內部輸出端串聯(lián)兩個電阻RT1、RT2對輸出(OUT) 作限流保護。
以下結合附圖來描述本實用新型提供的實施例的工作過程。人機交互單元3是操作者與所述治療儀的信息交互平臺，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)設置的按鍵，也具有使用紅外遙控器來操作紅外接收接口，液晶顯示模塊也設置有觸摸按鍵功能，通過它操作者可設置治療電壓幅度、波形、頻率、 治療時間等治療參數(shù)；操作者將治療儀的工作參數(shù)通過人機交互單元3傳遞給主控制單元 2，主控制單元2在執(zhí)行相應操作的同時將執(zhí)行操作的狀況反饋給人機交互單元3，通過液晶屏顯示出來，以便操作者及時了解治療儀的工作狀況。主控制單元2接收到所述人機交互單元3發(fā)來的操作信息后，將所獲得的頻率波形信息分析處理，將一周期的波形計算為一組PWM脈寬數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，根據(jù)這組數(shù)據(jù)定時發(fā)出兩路反相的PWM信號給信號處理單元4。如圖3所示信號處理單元4將所述主控制單元2產生的PWM信號分為四路PWM信號，經(jīng)光電耦合器隔離，隔離后的PWM信號分別接到全橋逆變單元5的四個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產生的交流波形轉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上輸出相應的治療電場。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通過將設置電壓和實際輸出電壓比較，可自動調節(jié)校準變壓器7的輸出電壓，達到輸出穩(wěn)定的治療電場的目的。所述的治療儀可實現(xiàn)輸出電壓為1000V至15000V以每檔1000V可調節(jié)，頻率調節(jié)范圍為50Hz至ΙΚΗζ，輸出波形可設置為正弦波、三角波、階梯波、鋸齒波或其他任意波形。以上對本實用新型實施例所提供的全橋逆變式變頻變波電位治療儀進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求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、人機交互單元、信號處理單元、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處理單元，所述信號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。
專利摘要本實用新型提供一種全橋逆變式變頻變波電位治療儀，包括人機交互單元連接主控制單元，主控制單元連接信號處理單元，信號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，將直流電壓轉化為不同頻率，不同波形的治療電場，實現(xiàn)了治療場能的多樣性。具有人性化的人機操作模式，穩(wěn)定可靠的治療場能等特點。
文檔編號A61N1/32GK201988062SQ20112006193
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2011年3月11日
發(fā)明者劉艷新 申請人:李雙喜