技术领域
[0001] 本实用新型涉及
电子电路领域，特别涉及一种脉冲
电磁场驱动电路及脉冲磁性治疗仪。
背景技术
[0002] 脉冲电磁场技术是一种可用于医疗的技术，如脉冲电磁场是脉冲磁性治疗仪中的重要部件。传统脉冲电磁场发生方式为由直流电源控制电路导通的宽度和周期，控制磁场发生器产生脉冲电磁场。在实际应用中，这种方法不仅需要加装将交流电源转换为恒定的直流电源的装置更对
开关电路和直流电源的要求很高，而且磁场发生器线圈中的
电流难以改变，导致脉冲电磁场发生方法比较复杂。
[0003] 因此，如何简化脉冲电磁场的产生电路，优化脉冲电磁场的发生效果，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种脉冲电磁场驱动电路及脉冲磁性治疗仪，相比于
现有技术节约了脉冲电磁场驱动电路的元件且易于控制，优化了脉冲电磁场的发生效果。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种脉冲电磁场驱动电路，包括第一光
耦合器、第二光耦合器、
单片机、
电阻-电容电路和单向可控
硅；
[0006] 其中，所述第一光耦合器的输入端与交流电源连接，所述单片机的零点检测端与所述第一光耦合器的输出端连接，所述第二光耦合器的输入端与所述单片机的基于所述零点检测端触发的LED控制端连接，所述电阻-电容电路的输入端与所述交流电源连接，所述电阻-电容电路的输出端与负载电磁线圈连接；所述单向可控硅与所述电阻-电容电路并联连接，且所述单向可控硅的
门极与所述第二光耦合器的输出端连接。
[0007] 可选地，所述第二光耦合器具体为双向光耦合器，且所述第二光耦合器的第一输出端与所述单向可控硅的门极连接，所述第二光耦合器的第二输出端连接于所述电阻-电容电路的电阻和电容之间。
[0008] 可选地，所述电阻-电容电路包括第一电阻和第一电容；
[0009] 其中，所述第一电阻的第一端与所述电阻-电容电路的输入端连接，所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述电阻-电容电路的输出端连接；
[0010] 所述第二光耦合器的第二输出端分别与所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第一端连接。
[0011] 可选地，还包括设于所述第二光耦合器的第二输出端与所述第一电阻的第二端之间的第三电阻和
二极管。
[0012] 可选地，还包括第一端与所述电阻-电容电路的输入端连接的、第二端与所述电阻-电容电路的输出端连接的第一压敏电阻。
[0013] 可选地，还包括第一端与所述交流电源连接的、第二端接地的第二压敏电阻。
[0014] 可选地，所述单片机具体为STM32单片机。
[0015] 可选地，所述零点检测端具体为所述STM32单片机的PA15管脚。
[0016] 为了解决上述技术问题，本实用新型还提供一种脉冲磁性治疗仪，包括如上述任意一项所述的脉冲电磁场驱动电路。
[0017] 可选地，还包括：
[0018] 与所述单片机连接的计时器。
[0019] 本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路包括两个光耦合器、单向可控硅和单片机。基于本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路，在交流电源的一个周期内，第一光耦合器的输入端随着交流电源的
波形导通，第一光耦合器的输出端随之导通，单片机通过零点检测端检测到的第一光耦合器的输出端的零点电流
信号，同时与第一光耦合器的输出端连接的电阻-电容电路开始充电；截取一段时间的正向电流，控制第二光耦合器导通，进而通过门极的连接控制可控硅导通，同时电阻-电容电路开始放电，直到单向可控硅的正向导通电流值小于其工作电流时，单向可控硅关断，此时第一光耦合器和第二光耦合器均关断。在这个周期内，单片机通过在零点检测端截取的脉宽控制对负载电磁线圈
输出电压，实现了对产生的磁场大小的控制。本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路无需交直流电源转换模
块和
变压器，通过两个光耦合器和单向可控硅实现了对负载电磁线圈中磁场强度的控制，大大简化了电路，节约了成本，且易于实现控制。
[0020] 本实用新型还提供一种脉冲磁性治疗仪，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本实用新型
实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0022] 图1为本实用新型实施例提供的一种脉冲电磁场驱动电路的连接示意图；
[0023] 图2为本实用新型实施例提供的零点检测端输入电压曲线示意图；
[0024] 图3为本实用新型实施例提供的输出电压曲线示意图。
具体实施方式
[0025] 本实用新型的核心是提供一种脉冲电磁场驱动电路及脉冲磁性治疗仪，相比于现有技术节约了脉冲电磁场驱动电路的元件且易于控制，优化了脉冲电磁场的发生效果。
[0026] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
[0027] 图1为本实用新型实施例提供的一种脉冲电磁场驱动电路的连接示意图。
[0028] 图2为本实用新型实施例提供的零点检测端输入电压曲线示意图。图3为本实用新型实施例提供的输出电压曲线示意图。
[0029] 如图1所示，脉冲电磁场驱动电路包括第一光耦合器U1、第二光耦合器U2、单片机、电阻-电容电路和单向可控硅Q1；
[0030] 其中，第一光耦合器U1的输入端1与交流电源AC-220V连接，单片机的零点检测端与第一光耦合器U1的输出端2连接，第二光耦合器U2的输入端4与单片机的基于零点检测端触发的LED控制端连接，电阻-电容电路的输入端与交流电源AC-220V连接，电阻-电容电路的输出端与负载电磁线圈CN3连接；单向可控硅Q1与电阻-电容电路并联连接，且单向可控硅Q1的门极G与第二光耦合器U2的输出端连接。
[0031] 需要说明的是，图1中只展示了单片机的零点检测端和LED控制端，未体现单片机整体。在具体实施中，单片机具体可以采用STM32单片机，相应的，零点检测端具体可以为STM32单片机的PA15管脚，LED控制端具体可以为STM32单片机的LED0管脚。单相可控硅Q1可以采用BTW69-1200。
[0032] 进一步的，第二光耦合器U2具体为双向光耦合器，且第二光耦合器U2的第一输出端5与单向可控硅Q1的门极G连接，第二光耦合器U2的第二输出端6连接于电阻-电容电路的电阻和电容之间。
[0033] 如图1所示，第二光耦合器U2的输入端的正极3连接于3.3V正向电压，第二光耦合器U2的输入端的负极4连接于STM32单片机的LED0管脚。
[0034] 电阻-电容电路具体包括第一电阻R1和第一电容C1；
[0035] 其中，第一电阻R1的第一端与电阻-电容电路的输入端连接，第一电容C1的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第一电容C1的第二端与电阻-电容电路的输出端连接；
[0036] 第二光耦合器的第二输出端分别与第一电阻R1的第二端和第一电容C1的第一端连接。
[0037] 进一步的，电阻-电容电路还包括第二电阻R2和第二电容C2；
[0038] 其中，第二电容C2的第一端与电阻-电容电路的输入端连接，第二电阻R2的第一端与第二电容C2的第二端连接，第二电阻R2的第二端与电阻-电容电路的输出端连接。
[0039] 进一步的，脉冲电磁场驱动电路还包括设于第二光耦合器U2的第二输出端与第二电阻R2的第二端之间的第三电阻R3和二极管D1。
[0040] 进一步的，脉冲电磁场驱动电路还包括第一端与电阻-电容电路的输入端连接的、第二端与电阻-电容电路的输出端连接的第一压敏电阻Z1。
[0041] 可选的，脉冲电磁场驱动电路还包括与负载电磁线圈CN1并联的二极管D2，用以防止负载电磁线圈CN1中的电流反向。
[0042] 可选的，脉冲电磁场驱动电路还包括第一端与交流电源AC-220V连接的、第二端接地AC-GND的第二压敏电阻Z2。
[0043] 第一压敏电阻Z1和第二压敏电阻Z2具体可以采用14D391。
[0044] 可选的，脉冲电磁场驱动电路还包括与第二压敏电阻Z2并联的负载CN2。
[0045] 基于本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路，单片机通过零点检测端接收到的电压曲线如图2所示。通过示波器接收零点检测端PA15处的电压如图3中的曲线1所示，LED0端的输出电压如图3中的曲线2所示，控制单向可控硅Q1的门开关电压如图3中的曲线3所示。
[0046] 交流电源AC-220V由负半周期到正半周期时，单片机的零点检测端PA15输出一个下降沿(如图3中的曲线1所示)，单片机控制单元认为是一个零点信号，实现对AC-220V正半轴零点检测。当检测到一个正半轴零点信号时，作为一个周期T的开始，交流电源AC-220V经过第一电阻R1对第一电容C1充电；单片机控制距离零点的时间t1，在t1时通过LED0端控制第二光耦合器U2中的
光电二极管导通，此时第一电容C1快速放电，在单向可控硅Q1的门极G和
阴极K之间输入一个正向脉冲信号(如图3中的曲线2所示)，使单向可控硅Q1导通(对应图2中的A点，同时如图3中的曲线3所示)；交流电源AC-220V在 半周期时，单向可控硅Q1的正向导通电流值小于其工作维持电流值，单向可控硅Q1关断(对应图2中的B点，同时如图3中的曲线3所示)，此时单片机通过LED0端控制关闭第二光耦合器U2中的光电二极管。
[0047] 在交流电源AC-220V的一个周期T中，单片机通过截取时间长度为t2的脉宽波形。由脉宽与电压峰峰值的对应关系，截取的脉宽越大，电压的峰峰值越高，输出到负载电磁线圈CN1时，磁场强度越大，反之同理，因此单片机通过控制的长短即可实现控制脉冲电磁场的强度。下一个周期时重复以上过程。
[0048] 本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路包括两个光耦合器、单向可控硅和单片机。基于本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路，在交流电源的一个周期内，第一光耦合器的输入端随着交流电源的波形导通，第一光耦合器的输出端随之导通，单片机通过零点检测端检测到的第一光耦合器的输出端的零点电流信号，同时与第一光耦合器的输出端连接的电阻-电容电路开始充电；截取一段时间的正向电流，控制第二光耦合器导通，进而通过门极的连接控制可控硅导通，同时电阻-电容电路开始放电，直到单向可控硅的正向导通电流值小于其工作电流时，单向可控硅关断，此时第一光耦合器和第二光耦合器均关断。在这个周期内，单片机通过在零点检测端截取的脉宽控制对负载电磁线圈输出电压，实现了对产生的磁场大小的控制。本实用新型提供的脉冲电磁场驱动电路无需交直流电源转换模块和变压器，通过两个光耦合器和单向可控硅实现了对负载电磁线圈中磁场强度的控制，大大简化了电路，节约了成本，且易于实现控制。
[0049] 上文详述了脉冲电磁场驱动电路对应的各个实施例，在此
基础上，本实用新型还公开了一种脉冲磁性治疗仪，包括上述实施例所述的脉冲电磁场驱动电路。
[0050] 在具体实施中，脉冲电磁场驱动电路输出的脉冲波形为单向三
角波，脉冲磁场治疗仪中可以包括两组脉冲电磁场驱动电路以及负载电磁线圈。
[0051] 进一步的，脉冲磁性治疗仪还可以包括：与单片机连接的计时器。
[0052] 除了脉冲电磁场驱动电路和计时器外，脉冲磁性治疗仪还可以包括输入装置以及与输入装置、单片机和计时器连接的
控制器，通过输入装置接收用户设置的输出脉冲
频率、输出脉冲宽度、磁感应强度、治疗时间、振动时间等，并通过控制器控制单片机截取的脉宽长度以及通过计时器记录时间，实现对用户设置的实现。可选的，脉冲磁性治疗仪还可以包括指示灯、时间显示器和振动装置。
[0053] 在实际应用中，输出脉冲频率的范围可以为20次/min～80次/min，并伴有指示灯闪烁；磁场输出脉冲宽度可以包括：1档0.75ms，2档1.25ms，3档2ms，4档3.5ms，5档6.25ms。
[0054] 通过控制器设置输出脉冲强度磁感应强度，范围可以为1～5档：
[0055] 当脉冲磁性治疗仪包括圆形磁垫时：1档20mT，允差±10mT；2档600mT，允差±20mT；3档100mT，允差±30mT；4档150mT，允差±40mT；5档200mT，允差±60mT；
[0056] 当脉冲磁性治疗仪包括方形磁垫时：1档20mT，允差±4mT；2档40mT，允差±8mT；3档60mT，允差±12mT；4档80mT，允差±16mT；5档100mT，允差±20mT；
[0057] 磁场安全范围：环境中距磁垫20cm以外，磁场强度应≤0.5mT。
[0058] 通过输入装置接收用户设置的治疗时间，并通过控制器控制计时器进行计时，并通过时间显示器显示剩余治疗时间。
[0059] 通过输入装置接收用户设置的振动时间，并通过控制器控制振动装置实现振动以及计时器进行计时，可选的，可将初始设置中的振动时间设置为0.5s，间歇时间设置为2.2s。
[0060] 本实用新型实施例提供了一种包括上述实施例中的脉冲电磁场驱动电路的脉冲磁性治疗仪，通过应用上述实施例中的脉冲电磁场驱动电路，相比于现有技术中的脉冲磁性治疗仪更节约成本且易于控制脉冲电磁场的强度，并通过说明脉冲磁性治疗仪的辅助功能模块，提供了一种用户体验效果较好的脉冲磁性治疗仪。
[0061] 以上对本实用新型所提供的脉冲电磁场驱动电路及脉冲磁性治疗仪进行了详细介绍。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明都是与其它实施例的不用之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0062] 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型
权利要求的保护范围内。
[0063] 还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列的要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
