本实用新型属于中频电疗与超声理疗技术领域,涉及一种超声电导理疗仪器的自动化控制电路。
背景技术:
超声电导理疗是一种新的临床药物辅助治疗技术。它的基本原理是使用电致孔、超声空化等技术手段,在一定范围和深度内使皮肤和组织对药物的通透性大大增加,形成药物进入靶器官的人工生物通道,在特定的动能驱动下,使药物粒子沿生物通道透过皮肤、组织和包膜,定向、定量、定速地进入病变组织和器官,在靶组织内形成药物高浓度浸润区,直接发挥药物治疗作用。
随着该类仪器研发的不断实践,其临床使用安全性与稳定性要求也越来越高。市面现有超声电导理疗仪在设计上多直接使用变压器输出电源作为脉冲耦合与超声驱动电源供电,在市电波动的情况下难以得到理想稳定的输出,此外,对于输出电流的处理多为阴极低电位端做限流处理,存在阳极电极输出与机箱外壳耦合产生漏电的风险。
技术实现要素:
本实用新型的目的是针对现有技术的不足,提供一种超声电导理疗仪器的自动化控制电路。
本实用新型超声电导理疗仪器的自动化控制电路,其电路结构主要包括电源模块、电脉冲耦合模块、脉冲输出反馈模块、脉冲限流恒流与保护模块、超声驱动模块、控制模块,其中脉冲限流恒流与保护模块包括脉冲限流恒流模块、保护电路模块;电源模块为其他模块供电,电脉冲耦合模块的第一输入端与控制模块的第一输出端信号连接,电脉冲耦合模块的第二输入端与保护电路模块的输出端信号连接,电脉冲耦合模块的输出端与脉冲输出反馈模块的第一输入端信号连接,脉冲输出反馈模块的输出端与控制模块的第一输入端信号连接,脉冲限流恒流模块的输入端与控制模块的第二输出端信号连接,脉冲限流恒流模块的第一输出端与保护电路模块的输入端信号连接,脉冲限流恒流模块的第二输出端与控制模块的第二输入端信号连接,超声驱动模块的输入端与控制模块的第三输出端信号连接。
所述电源模块包括变压器t1、整流桥b1、三端稳压器v1-v2、电解电容e1-e4、二极管d1-d5、三极管q1-q3、电阻r1-r7、电容c1-c7等。
变压器t1初级线圈输入端连接市电,次级线圈输出端与整流桥b1的输入正负极连接;整流桥输出正极与隔离二极管d2的阳极连接后作为电渗导供电电源power_a,整流桥输出负极与电解电容e1的负极、电解电容e2的负极、电解电容e3的负极后接地;隔离二极管d1的阴极与电解电容e1的正极、电解电容e2的正极、电解电容e3的正极连接后作为直流电压端dc1;
三端稳压器v1的1号电压反馈输入引脚与电容c3的一端、电阻r1的一端、电阻r2的一端连接,2号电压输出引脚与电阻r1的另一端、电容c2的一端、续流二极管d1的阳极连接后作为降压稳压后的稳定直流电压power_b,3号电压输入引脚与续流二极管d1的阴极、电容c1的一端连接后接直流电压端dc1;电容c1-c3的另一端、电阻r2的另一端接地;
电阻r5的一端接控制模块mcu1的1号引脚,另一端与电阻r6的一端、三极管q2的基极连接;三极管q2的发射极与电阻r6的另一端、三极管q3的集电极、电容c7的一端连接后接地;三极管q2的集电极与电阻r3的一端、三极管q1的基极、三极管q3的基极连接;三极管q1的集电极与电阻r3的另一端、二极管d4的阳极、电解电容e4的负极连接后接稳压电源power_b;三极管q1的发射极与三极管q3的发射极、电解电容e5的负极连接;电解电容e5的正极与二极管d4的阴极、二极管d5的阳极连接;二极管d5的阴极与电解电容e4的正极、电容c7的另一端连接后作为脉冲致孔电源power_c;
三端稳压器v2的1号电压反馈输入引脚与电容c6的一端、电阻r7的一端、电阻r4的一端连接,2号电压输出引脚与电阻r4的另一端、电容c5的一端、续流二极管d3的阳极连接后作为调整输出电压power_d,3号电压输入引脚与续流二极管d3的阴极、电容c4的一端连接后接直流电压端dc1;电容c4-c6的另一端、电阻r7的另一端接地;
所述电脉冲耦合模块包括脉冲电源切换模块与脉冲耦合模块。
所述脉冲电源切换模块包括继电器jk1、二极管d6、三极管q8,电阻r14-15;继电器jk1的5脚与二极管d6的阴极连接后接入power_d电源供电,二极管d6的阳极与继电器jk1的4脚、三极管q8的集电极连接,三极管q8的基极与电阻r14的一端、电阻r15的一端相连,电阻r15的另一端与三极管q8的发射极连接后接入gnd,电阻r14的另一端接控制模块mcu1的2号引脚。继电器jk1的两个信号输入端2、7号脚连接后作为信号输入源1接power_a,继电器jk1的两个信号输入端1、8号脚连接后作为信号输入源2连接power_c。继电器jk1的两个信号输出端3、6号脚连接后作为脉冲电源输出power_out。所述继电器jk1的型号为hk19f-dc-5v。
脉冲耦合模块包括电阻r8-r13、三极管q4-q7;电阻r8的一端与三极管q6的集电极、三极管q4基极、三极管q5集电极相连,电阻r8的另一端与三极管q4的集电极相连后接入脉冲电源power_out,三极管q6的基极连接电阻r9的一端、电阻r13的一端,电阻r9的另一端接控制模块mcu1的3号引脚,电阻r13的另一端接入power_d,三极管q4的发射极与三极管q7的发射极、电阻r11的一端相连,三极管q7的集电极与三极管q6的发射极、三极管q5的发射极连接后接入gnd,三极管q5的基极与电阻r10的一端、电阻r12的一端连接,电阻r12的另一端接powerd,电阻r10的另一端作为接收保护电路模块的protect触发信号输入端。电阻r11的另一端作为耦合脉冲输出cure_wave。
所述脉冲输出反馈模块包括电流互感器ci1、电容c8、电阻r16-r19、运算放大器ic1;电流互感器ci1的4脚接理疗耦合脉冲cure_wave,3脚作为理疗电导的阳极输出端cure_out_p,1脚与运算放大器ic1的3脚、电阻r19的一端连接,2脚与运算放大器ic1的4脚、电阻r19的另一端连接后接地;运算放大器ic1的1脚与电阻r17的一端、电阻r18的一端连接,2脚与电阻r16的一端、电阻r17的另一端连接,8脚接电源模块的调整输出电压power_d;电阻r18的另一端与电容c8的一端连接后作为load_test输出端接控制模块mcu1的42脚;电容c8的另一端、电阻r16的另一端接地。所述运算放大器ic1的型号为opa365。
所述脉冲限流恒流模块包括基准电路模块、基准切换电路模块、限流恒流电路模块;
所述的基准电路模块包括数模转换器tlv1、电容c9-c12、电阻r22、电感l1;模数转换器tlv1的1-4脚为控制脚,分布接控制模块mcu1的9-12号引脚,模数转换器tlv1的5脚与8脚分别为电源供电负极与正极,模数转换器tlv1的5脚与电阻r22的一端连接,电阻r22的另一端与电容c11的一端、电容c12的一端连接后接地,模数转换器tlv1的7脚与电容c11的另一端、电容c12的另一端后作为基准电压输出信号dc_vref,模数转换器tlv1的8脚与电感l1的一端、电容c9的一端连接,电感l1的另一端与电容c10的一端连接后接power_d,电容c9的另一单与电容c10的另一端连接后接地。所述的数模转换器tlv1的型号为tlv5636。
所述基准切换电路模块包括电阻r20-r21、r23-r24、二极管d7、继电器jk2、三极管q9;电阻r20的一端与电阻r21的其中一个固定端相连后接入继电器jk2的5号脚,电阻r20的另一端连接power_b,电阻r21的另一个固定端与滑动端连接后接gnd,继电器jk2的4号脚接入dc_vref,继电器jk2的3号脚为基准切换电路模块输出基准信号vref,继电器jk2的2号脚与二极管d7的阴极连接后接入power_d,继电器jk2的1号脚与二极管d7的阳极、三极管q9的集电极相连,二极管q9的发射极与电阻r23的一端接入gnd,二极管q9的基极与电阻r23的另一端、电阻r24的一端相连,电阻r24的另一端接控制模块mcu1的4号引脚。所述的继电器jk2的型号为hrs1h-s-dc5v。
所述限流恒流电路模块包括电阻r25-r26,r30-r31、运算放大器u1-u2、二极管d8-d9、三极管q10;运算放大器u2与u1的4脚与7脚均分别接入power_d与gnd,运算放大器u2的3脚接入vref,运算放大器u2的2脚与运算放大器u2的6脚、电阻r25的一端连接,电阻r25另一端接入运算放大器u1的3号引脚,电阻r26的一端连接运算放大器u1的6号脚,电阻r26的另一端与二极管d8的阳极、三极管q10的基极相连,二极管d8的阴极接入power_d,三极管q10的集电极连接理疗电导的阴极输出端cure_out_n,三极管q10的发射极与电阻r30的一端、电阻r31的一端、二极管d9的阳极连接后作为限流恒流电路模块的输出端,电阻r30的另一端连接运算放大器u1的2脚,电阻r31另一端与gnd相连,运算放大器u1-u2其他引脚悬空设置。所述运算放大器u1-u2型号为opa365。
所述保护电路模块包括电阻r27-r29,r40,电容c13,比较器ic2a。电阻r27的一端与限流恒流电路模块的输出端相连,另一端连接比较器ic2a的2脚;比较器ic2a的8脚、4脚分别与power_d、gnd相连,电容c13的一端、电阻r29的一端连接后接入gnd,电容c13的另一端与电阻r29的另一端、电阻r28的一端以及比较器ic2a的3号脚连接,电阻r28的另一端接入power_d,比较器ic2a的1号作为保护电路模块触发信号输出protect。电阻r40一端与power_d相连,另一端与protect相连,比较器ic2a的其他引脚悬空设置。所述比较器ic2a型号为lm393。
所述超声驱动模块包括电阻r32-r39、电容c14-c18、二极管d10-d12、三极管q11-q13、电感l2-l3。电感l2一端接入power_b,另一端连接三极管q13的集电极、二极管d12的阴极、电容c14的一端、电容c16的一端作为超声驱动输出out_a;电阻r37的一端连接三极管q13的基极,另一端连接二极管d12的阳极、电容c18的一端、电容c17的一端、电阻r36的一端;电感l3的一端连接三极管q13的发射极,另一端与电容c16的另一端、电容c18的另一端、电阻r38的一端连接后接入gnd;电阻r38的另一端连接电阻r36的另一端后接入三极管q12的集电极;三极管q12的基极连接电阻r39的一端;电阻r39另一端接控制模块mcu1的5号引脚;三极管q12的发射极与电阻r35的一端、三极管q11的发射极相连;电阻r35的另一端与三极管q11的集电极连接后接入power_d;三极管q11的基极连接电阻r32的一端、电阻r33的一端;电阻r32的另一端与电容c15的一端、二极管d10的阴极相连;二极管d10的阳极与二极管d11的阴极相连;二极管d11的阳极连接电容c14的另一端、电阻r34的一端;r33的另一端与电容c15的另一端、电阻r34的另一端相连后接入gnd;电容c17的另一端作为超声驱动输出out_b。
所述控制模块包括芯片mcu1、电容c19;电容c19的一端与芯片mcu1的14引脚连接后接power_d,电容c19的另一端与芯片mcu1的16引脚连接后接地。芯片mcu1其余引脚悬空。芯片mcu1的型号为stc15f2k60s2。
本实用新型通过在电源模块增加降压稳压结构保证驱动电源输入的稳定性,同时在电渗导高电位阳极输出端使用脉冲输出反馈模块、在阴极低电位输入端设置脉冲限流恒流电路模块,保证了输出渗导脉冲的稳定性与安全性,同时保护电路模块的设计可以保证在极端条件下用户的使用安全。超声驱动电路设计了动态功率反馈调节电路,可在空载与负载情况下自动调节输出功率,可保障超声驱动的稳定输出。
本实用新型电路为超声电导理疗仪器长时间提供稳定、安全、可靠的理疗输出。
附图说明
图1为本实用新型的系统流程图;
图2为电源模块的电路图;
图3为电脉冲耦合模块;
图4为脉冲输出反馈模块;
图5为脉冲限流恒流与保护模块;
图6为超声驱动模块;
图7为控制模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
如图1所示,本实用新型超声电导理疗仪器的自动化控制模块,其电路结构主要包括电源模块、电脉冲耦合模块、脉冲输出反馈模块、脉冲限流恒流与保护模块、超声驱动模块、控制模块,其中脉冲限流恒流与保护模块包括脉冲限流恒流模块、保护电路模块;电源模块为其他模块供电,电脉冲耦合模块的第一输入端与控制模块的第一输出端信号连接,电脉冲耦合模块的第二输入端与保护电路模块的输出端信号连接,电脉冲耦合模块的输出端与脉冲输出反馈模块的第一输入端信号连接,脉冲输出反馈模块的输出端与控制模块的第一输入端信号连接,脉冲限流恒流模块的输入端与控制模块的第二输出端信号连接,脉冲限流恒流模块的第一输出端与保护电路模块的输入端信号连接,脉冲限流恒流模块的第二输出端与控制模块的第二输入端信号连接,超声驱动模块的输入端与控制模块的第三输出端信号连接。
如图2所述电源模块包括变压器t1、整流桥b1、三端稳压器v1-v2、电解电容e1-e4、二极管d1-d5、三极管q1-q3、电阻r1-r7、电容c1-c7等。
变压器t1初级线圈输入端连接市电,次级线圈输出端与整流桥b1的输入正负极连接;整流桥输出正极与隔离二极管d2的阳极连接后作为电渗导供电电源power_a,整流桥输出负极与电解电容e1的负极、电解电容e2的负极、电解电容e3的负极后接地;隔离二极管d1的阴极与电解电容e1的正极、电解电容e2的正极、电解电容e3的正极连接后作为直流电压端dc1;
三端稳压器v1的1号电压输入引脚与电容c3的一端、电阻r1的一端、电阻r2的一端连接,2号电压输出引脚与电阻r1的另一端、电容c2的一端、续流二极管d1的阳极连接后作为降压稳压后的稳定直流电压power_b,3号电压反馈输入引脚与续流二极管d1的阴极、电容c1的一端连接后接直流电压端dc1;电容c1-c3的另一端、电阻r2的另一端接地;
电阻r5的一端接控制模块mcu1的1号引脚,另一端与电阻r6的一端、三极管q2的基极连接;三极管q2的发射极与电阻r6的另一端、三极管q3的集电极、电容c7的一端连接后接地;三极管q2的集电极与电阻r3的一端、三极管q1的基极、三极管q3的基极连接;三极管q1的集电极与电阻r3的另一端、二极管d4的阳极、电解电容e4的负极连接后接稳压电源power_b;三极管q1的发射极与三极管q3的发射极、电解电容e5的负极连接;电解电容e5的正极与二极管d4的阴极、二极管d5的阳极连接;二极管d5的阴极与电解电容e4的正极、电容c7的另一端连接后作为脉冲致孔电源power_c;
三端稳压器v2的1号电压输入引脚与电容c6的一端、电阻r7的一端、电阻r4的一端连接,2号电压输出引脚与电阻r4的另一端、电容c5的一端、续流二极管d3的阳极连接后作为调整输出电压power_d,3号电压反馈输入引脚与续流二极管d3的阴极、电容c4的一端连接后接直流电压端dc1;电容c4-c6的另一端、电阻r7的另一端接地;
如图3所述电脉冲耦合模块包括脉冲电源切换模块与脉冲耦合模块。
所述脉冲电源切换模块包括继电器jk1、二极管d6、三极管q8,电阻r14-15;继电器jk1的5脚与二极管d6的阴极连接后接入power_d电源供电,二极管d6的阳极与继电器jk1的4脚、三极管q8的集电极连接,三极管q8的基极与电阻r14的一端、电阻r15的一端相连,电阻r15的另一端与三极管q8的发射极连接后接入gnd,电阻r14的另一端接控制模块mcu1的2号引脚。继电器jk1的两个信号输入端2、7号脚连接后作为信号输入源1接power_a,继电器jk1的两个信号输入端1、8号脚连接后作为信号输入源2连接power_c。继电器jk1的两个信号输出端3、6号脚连接后作为脉冲电源输出power_out。所述继电器jk1的型号为hk19f-dc-5v。
脉冲耦合模块包括电阻r8-r13、三极管q4-q7;电阻r8的一端与三极管q6的集电极、三极管q4基极、三极管q5集电极相连,电阻r8的另一端与三极管q4的集电极相连后接入脉冲电源power_out,三极管q6的基极连接电阻r9的一端、电阻r13的一端,电阻r9的另一端接控制模块mcu1的3号引脚,电阻r13的另一端接入power_d,三极管q4的发射极与三极管q7的发射极、电阻r11的一端相连,三极管q7的集电极与三极管q6的发射极、三极管q5的发射极连接后接入gnd,三极管q5的基极与电阻r10的一端、电阻r12的一端连接,电阻r12的另一端接powerd,电阻r10的另一端作为接收保护电路模块的protect触发信号输入端。电阻r11的另一端作为耦合脉冲输出cure_wave。
如图4所述脉冲输出反馈模块包括电流互感器ci1、电容c8、电阻r16-r19、运算放大器ic1;电流互感器ci1的4脚接理疗耦合脉冲cure_wave,3脚作为理疗电导的阳极输出端cure_out_p,1脚与运算放大器ic1的3脚、电阻r19的一端连接,2脚与运算放大器ic1的4脚、电阻r19的另一端连接后接地;运算放大器ic1的1脚与电阻r17的一端、电阻r18的一端连接,2脚与电阻r16的一端、电阻r17的另一端连接,8脚接电源模块的调整输出电压power_d;电阻r18的另一端与电容c8的一端连接后作为load_test输出端接控制模块mcu1的42脚;电容c8的另一端、电阻r16的另一端接地。所述运算放大器ic1的型号为opa365。
如图5所述的脉冲限流恒流与保护模块包括脉冲限流恒流模块、保护电路模块;
所述脉冲限流恒流模块包括基准电路模块、基准切换电路模块、限流恒流电路模块;
所述的基准电路模块包括数模转换器tlv1、电容c9-c12、电阻r22、电感l1;模数转换器tlv1的1-4脚为控制脚,分布接控制模块mcu1的9-12号引脚,模数转换器tlv1的5脚与8脚分别为电源供电负极与正极,模数转换器tlv1的5脚与电阻r22的一端连接,电阻r22的另一端与电容c11的一端、电容c12的一端连接后接地,模数转换器tlv1的7脚与电容c11的另一端、电容c12的另一端后作为基准电压输出信号dc_vref,模数转换器tlv1的8脚与电感l1的一端、电容c9的一端连接,电感l1的另一端与电容c10的一端连接后接power_d,电容c9的另一单与电容c10的另一端连接后接地。所述的数模转换器tlv1的型号为tlv5636。
基准电路模块中电阻r22的另一端与gnd连接以限制环路电流,抑制gnd噪声,使模数转换器tlv1得到更稳定的输出,控制系统供电电压power_d经由电感l1输入至tlv1的8号引脚为其供电、电容c9、c10的一端并联接入gnd,另一端分别连接tlv1的8号引脚与power_d,组成lc电源滤波,为tlv1提供稳定的供电电源输入。7脚为数模转换器tlv1的输出端,与电容c11的一端、电容c12的一端连接,c11、c12的另一端并联至gnd,组成输出滤波电路,输出信号为dc_vref。
所述基准切换电路模块包括电阻r20-r21、r23-r24、二极管d7、继电器jk2、三极管q9;电阻r20的一端与电阻r21的其中一个固定端相连后接入继电器jk2的5号脚,电阻r20的另一端连接power_b,电阻r21的另一个固定端与滑动端连接后接gnd,继电器jk2的4号脚接入dc_vref,继电器jk2的3号脚为基准切换电路模块输出基准信号vref,继电器jk2的2号脚与二极管d7的阴极连接后接入power_d,继电器jk2的1号脚与二极管d7的阳极、三极管q9的集电极相连,二极管q9的发射极与电阻r23的一端接入gnd,二极管q9的基极与电阻r23的另一端、电阻r24的一端相连,电阻r24的另一端接控制模块mcu1的4号引脚。所述的继电器jk2的型号为hrs1h-s-dc5v。
所述限流恒流电路模块包括电阻r25-r26,r30-r31、运算放大器u1-u2、二极管d8-d9、三极管q10;运算放大器u2与u1的4脚与7脚均分别接入power_d与gnd,运算放大器u2的3脚接入vref,运算放大器u2的2脚与运算放大器u2的6脚、电阻r25的一端连接,电阻r25另一端接入运算放大器u1的3号引脚,电阻r26的一端连接运算放大器u1的6号脚,电阻r26的另一端与二极管d8的阳极、三极管q10的基极相连,二极管d8的阴极接入power_d,三极管q10的集电极连接理疗电导的阴极输出端cure_out_n,三极管q10的发射极与电阻r30的一端、电阻r31的一端、二极管d9的阳极连接后作为限流恒流电路模块的输出端,电阻r30的另一端连接运算放大器u1的2脚,电阻r31另一端与gnd相连,运算放大器u1-u2其他引脚悬空设置。所述运算放大器u1-u2型号为opa365。
所述保护电路模块包括电阻r27-r29,r40,电容c13,比较器ic2a。电阻r27的一端与限流恒流电路模块的输出端相连,另一端连接比较器ic2a的2脚;比较器ic2a的8脚、4脚分别与power_d、gnd相连,电容c13的一端、电阻r29的一端连接后接入gnd,电容c13的另一端与电阻r29的另一端、电阻r28的一端以及比较器ic2a的3号脚连接,电阻r28的另一端接入power_d,比较器ic2a的1号作为保护电路模块触发信号输出protect。电阻r40一端与power_d相连,另一端与protect相连,比较器ic2a的其他引脚悬空设置。所述比较器ic2a型号为lm393。
如图6所述超声驱动模块包括电阻r32-r39、电容c14-c18、二极管d10-d12、三极管q11-q13、电感l2-l3。电感l2一端接入power_b,另一端连接三极管q13的集电极、二极管d12的阴极、电容c14的一端、电容c16的一端作为超声驱动输出out_a;电阻r37的一端连接三极管q13的基极,另一端连接二极管d12的阳极、电容c18的一端、电容c17的一端、电阻r36的一端;电感l3的一端连接三极管q13的发射极,另一端与电容c16的另一端、电容c18的另一端、电阻r38的一端连接后接入gnd;电阻r38的另一端连接电阻r36的另一端后接入三极管q12的集电极;三极管q12的基极连接电阻r39的一端;电阻r39另一端接控制模块mcu1的5号引脚;三极管q12的发射极与电阻r35的一端、三极管q11的发射极相连;电阻r35的另一端与三极管q11的集电极连接后接入power_d;三极管q11的基极连接电阻r32的一端、电阻r33的一端;电阻r32的另一端与电容c15的一端、二极管d10的阴极相连;二极管d10的阳极与二极管d11的阴极相连;二极管d11的阳极连接电容c14的另一端、电阻r34的一端;r33的另一端与电容c15的另一端、电阻r34的另一端相连后接入gnd;电容c17的另一端作为超声驱动输出out_b。
如图7所述控制模块包括芯片mcu1、电容c19;电容c19的一端与芯片mcu1的14引脚连接后接power_d,电容c19的另一端与芯片mcu1的16引脚连接后接地。芯片mcu1其余引脚悬空。
工作原理:
电脉冲耦合模块通过耦合中频脉冲信号与电流控制信号,输出耦合中频脉冲低频电流的电渗导脉冲cure_wave至超声电导理疗仪器的治疗阳极电极a,脉冲输出反馈模块同步监测超声电导理疗仪器的治疗阳极电极a输出电流大小并反馈至控制系统;脉冲信号经治疗阳极电极a透过病灶组织后,由超声电导理疗仪器的治疗阴极电极b接入脉冲限流恒流模块,脉冲限流恒流模块的恒流电路通过采样阴极输入电流与基准参考电压比较,动态调节阴极负载,实现限流恒流功能,基准参考电压由控制模块控制基准电路提供;脉冲限流恒流模块可保证输出电流不受理疗负载变换的影响,处于安全范围;保护电路实时监测输出状态,发生异常时通过电脉冲耦合模块的备用控制桥臂即刻切断电源,立即停止输出,从而起到保护作用;备用控制桥臂由电阻r10、r12,三极管q5组成;超声驱动模块由控制模块控制为超声电导理疗仪器的超声振子提供驱动电源,产生超声输出。
上述实施例并非是对于本发明的限制,本发明并非仅限于上述实施例,只要符合本发明要求,均属于本发明的保护范围。
1.一种超声电导理疗仪器的自动化控制电路,其特征在于其电路结构主要包括电源模块、电脉冲耦合模块、脉冲输出反馈模块、脉冲限流恒流与保护模块、超声驱动模块、控制模块,其中脉冲限流恒流与保护模块包括脉冲限流恒流模块、保护电路模块;电源模块为其他模块供电,电脉冲耦合模块的第一输入端与控制模块的第一输出端信号连接,电脉冲耦合模块的第二输入端与保护电路模块的输出端信号连接,电脉冲耦合模块的输出端与脉冲输出反馈模块的第一输入端信号连接,脉冲输出反馈模块的输出端与控制模块的第一输入端信号连接,脉冲限流恒流模块的输入端与控制模块的第二输出端信号连接,脉冲限流恒流模块的第一输出端与保护电路模块的输入端信号连接,脉冲限流恒流模块的第二输出端与控制模块的第二输入端信号连接,超声驱动模块的输入端与控制模块的第三输出端信号连接。
2.如权利要求1所述的一种超声电导理疗仪器的自动化控制电路,其特征在于所述电源模块包括变压器t1、整流桥b1、三端稳压器v1-v2、电解电容e1-e4、二极管d1-d5、三极管q1-q3、电阻r1-r7、电容c1-c7;
变压器t1初级线圈输入端连接市电,次级线圈输出端与整流桥b1的输入正负极连接;整流桥输出正极与隔离二极管d2的阳极连接后作为电渗导供电电源power_a,整流桥输出负极与电解电容e1的负极、电解电容e2的负极、电解电容e3的负极后接地;隔离二极管d1的阴极与电解电容e1的正极、电解电容e2的正极、电解电容e3的正极连接后作为直流电压端dc1;
三端稳压器v1的1号电压反馈输入引脚与电容c3的一端、电阻r1的一端、电阻r2的一端连接,2号电压输出引脚与电阻r1的另一端、电容c2的一端、续流二极管d1的阳极连接后作为降压稳压后的稳定直流电压power_b,3号电压输入引脚与续流二极管d1的阴极、电容c1的一端连接后接直流电压端dc1;电容c1-c3的另一端、电阻r2的另一端接地;
电阻r5的一端接控制模块mcu1的1号引脚,另一端与电阻r6的一端、三极管q2的基极连接;三极管q2的发射极与电阻r6的另一端、三极管q3的集电极、电容c7的一端连接后接地;三极管q2的集电极与电阻r3的一端、三极管q1的基极、三极管q3的基极连接;三极管q1的集电极与电阻r3的另一端、二极管d4的阳极、电解电容e4的负极连接后接稳压电源power_b;三极管q1的发射极与三极管q3的发射极、电解电容e5的负极连接;电解电容e5的正极与二极管d4的阴极、二极管d5的阳极连接;二极管d5的阴极与电解电容e4的正极、电容c7的另一端连接后作为脉冲致孔电源power_c;
三端稳压器v2的1号电压反馈输入引脚与电容c6的一端、电阻r7的一端、电阻r4的一端连接,2号电压输出引脚与电阻r4的另一端、电容c5的一端、续流二极管d3的阳极连接后作为调整输出电压power_d,3号电压输入引脚与续流二极管d3的阴极、电容c4的一端连接后接直流电压端dc1;电容c4-c6的另一端、电阻r7的另一端接地。
3.如权利要求2所述的一种超声电导理疗仪器的自动化控制电路,其特征在于所述电脉冲耦合模块包括脉冲电源切换模块与脉冲耦合模块;
所述脉冲电源切换模块包括继电器jk1、二极管d6、三极管q8,电阻r14-15;继电器jk1的5脚与二极管d6的阴极连接后接入power_d电源供电,二极管d6的阳极与继电器jk1的4脚、三极管q8的集电极连接,三极管q8的基极与电阻r14的一端、电阻r15的一端相连,电阻r15的另一端与三极管q8的发射极连接后接入gnd,电阻r14的另一端接控制模块mcu1的2号引脚;继电器jk1的两个信号输入端2、7号脚连接后作为信号输入源1接power_a,继电器jk1的两个信号输入端1、8号脚连接后作为信号输入源2连接power_c;继电器jk1的两个信号输出端3、6号脚连接后作为脉冲电源输出power_out;所述继电器jk1的型号为hk19f-dc-5v;
脉冲耦合模块包括电阻r8-r13、三极管q4-q7;电阻r8的一端与三极管q6的集电极、三极管q4基极、三极管q5集电极相连,电阻r8的另一端与三极管q4的集电极相连后接入脉冲电源power_out,三极管q6的基极连接电阻r9的一端、电阻r13的一端,电阻r9的另一端接控制模块mcu1的3号引脚,电阻r13的另一端接入power_d,三极管q4的发射极与三极管q7的发射极、电阻r11的一端相连,三极管q7的集电极与三极管q6的发射极、三极管q5的发射极连接后接入gnd,三极管q5的基极与电阻r10的一端、电阻r12的一端连接,电阻r12的另一端接powerd,电阻r10的另一端作为接收保护电路模块的protect触发信号输入端;电阻r11的另一端作为耦合脉冲输出cure_wave;
所述脉冲输出反馈模块包括电流互感器ci1、电容c8、电阻r16-r19、运算放大器ic1;电流互感器ci1的4脚接理疗耦合脉冲cure_wave,3脚作为理疗电导的阳极输出端cure_out_p,1脚与运算放大器ic1的3脚、电阻r19的一端连接,2脚与运算放大器ic1的4脚、电阻r19的另一端连接后接地;运算放大器ic1的1脚与电阻r17的一端、电阻r18的一端连接,2脚与电阻r16的一端、电阻r17的另一端连接,8脚接电源模块的调整输出电压power_d;电阻r18的另一端与电容c8的一端连接后作为load_test输出端接控制模块mcu1的42脚;电容c8的另一端、电阻r16的另一端接地;所述运算放大器ic1的型号为opa365;
所述脉冲限流恒流模块包括基准电路模块、基准切换电路模块、限流恒流电路模块;
所述的基准电路模块包括数模转换器tlv1、电容c9-c12、电阻r22、电感l1;模数转换器tlv1的1-4脚为控制脚,分布接控制模块mcu1的9-12号引脚,模数转换器tlv1的5脚与8脚分别为电源供电负极与正极,模数转换器tlv1的5脚与电阻r22的一端连接,电阻r22的另一端与电容c11的一端、电容c12的一端连接后接地,模数转换器tlv1的7脚与电容c11的另一端、电容c12的另一端后作为基准电压输出信号dc_vref,模数转换器tlv1的8脚与电感l1的一端、电容c9的一端连接,电感l1的另一端与电容c10的一端连接后接power_d,电容c9的另一单与电容c10的另一端连接后接地;所述的数模转换器tlv1的型号为tlv5636;
所述基准切换电路模块包括电阻r20-r21、r23-r24、二极管d7、继电器jk2、三极管q9;电阻r20的一端与电阻r21的其中一个固定端相连后接入继电器jk2的5号脚,电阻r20的另一端连接power_b,电阻r21的另一个固定端与滑动端连接后接gnd,继电器jk2的4号脚接入dc_vref,继电器jk2的3号脚为基准切换电路模块输出基准信号vref,继电器jk2的2号脚与二极管d7的阴极连接后接入power_d,继电器jk2的1号脚与二极管d7的阳极、三极管q9的集电极相连,二极管q9的发射极与电阻r23的一端接入gnd,二极管q9的基极与电阻r23的另一端、电阻r24的一端相连,电阻r24的另一端接控制模块mcu1的4号引脚;所述的继电器jk2的型号为hrs1h-s-dc5v;
所述限流恒流电路模块包括电阻r25-r26,r30-r31、运算放大器u1-u2、二极管d8-d9、三极管q10;运算放大器u2与u1的4脚与7脚均分别接入power_d与gnd,运算放大器u2的3脚接入vref,运算放大器u2的2脚与运算放大器u2的6脚、电阻r25的一端连接,电阻r25另一端接入运算放大器u1的3号引脚,电阻r26的一端连接运算放大器u1的6号脚,电阻r26的另一端与二极管d8的阳极、三极管q10的基极相连,二极管d8的阴极接入power_d,三极管q10的集电极连接理疗电导的阴极输出端cure_out_n,三极管q10的发射极与电阻r30的一端、电阻r31的一端、二极管d9的阳极连接后作为限流恒流电路模块的输出端,电阻r30的另一端连接运算放大器u1的2脚,电阻r31另一端与gnd相连,运算放大器u1-u2其他引脚悬空设置;所述运算放大器u1-u2型号为opa365;
所述保护电路模块包括电阻r27-r29,r40,电容c13,比较器ic2a;电阻r27的一端与限流恒流电路模块的输出端相连,另一端连接比较器ic2a的2脚;比较器ic2a的8脚、4脚分别与power_d、gnd相连,电容c13的一端、电阻r29的一端连接后接入gnd,电容c13的另一端与电阻r29的另一端、电阻r28的一端以及比较器ic2a的3号脚连接,电阻r28的另一端接入power_d,比较器ic2a的1号作为保护电路模块触发信号输出protect;电阻r40一端与power_d相连,另一端与protect相连,比较器ic2a的其他引脚悬空设置;所述比较器ic2a型号为lm393;
所述超声驱动模块包括电阻r32-r39、电容c14-c18、二极管d10-d12、三极管q11-q13、电感l2-l3;电感l2一端接入power_b,另一端连接三极管q13的集电极、二极管d12的阴极、电容c14的一端、电容c16的一端作为超声驱动输出out_a;电阻r37的一端连接三极管q13的基极,另一端连接二极管d12的阳极、电容c18的一端、电容c17的一端、电阻r36的一端;电感l3的一端连接三极管q13的发射极,另一端与电容c16的另一端、电容c18的另一端、电阻r38的一端连接后接入gnd;电阻r38的另一端连接电阻r36的另一端后接入三极管q12的集电极;三极管q12的基极连接电阻r39的一端;电阻r39另一端接控制模块mcu1的5号引脚;三极管q12的发射极与电阻r35的一端、三极管q11的发射极相连;电阻r35的另一端与三极管q11的集电极连接后接入power_d;三极管q11的基极连接电阻r32的一端、电阻r33的一端;电阻r32的另一端与电容c15的一端、二极管d10的阴极相连;二极管d10的阳极与二极管d11的阴极相连;二极管d11的阳极连接电容c14的另一端、电阻r34的一端;r33的另一端与电容c15的另一端、电阻r34的另一端相连后接入gnd;电容c17的另一端作为超声驱动输出out_b;
所述控制模块包括芯片mcu1、电容c19;电容c19的一端与芯片mcu1的14引脚连接后接power_d,电容c19的另一端与芯片mcu1的16引脚连接后接地;芯片mcu1其余引脚悬空;芯片mcu1的型号为stc15f2k60s2。
技术总结