CN105107087A - 电波治疗仪 - Google Patents
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Abstract
一种电波治疗仪，包括控制电路、射频信号振荡电路、供电电路、功放电路、输出电路，供电电路与控制电路、射频信号振荡电路及功放电路相连接；控制电路射频信号振荡电路相连接；功放电路与射频信号振荡电路及输出电路相连接。本发明的功放电路中采用MOS管取代传统的电子管，有效增加了电波治疗仪使用寿命、减小整机体积、减小功耗、增加电源有效利用率，也可使电波治疗仪大幅降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及康复电子设备，具体涉及一种电波治疗仪。
背景技术
电波治疗仪也是一种传统的治疗仪器，主要在医院的康复理疗科、外科、内科、泌尿科等科室应用。其治疗方法是物理疗法的一种。该设备输出一定的射频功率，对神经系统、心血管系统、消化系统、肾脏、结蒂组织及对炎症的治疗具有较好的效果。
目前众多电疗仪生产厂家采用的是电子管做为振荡和功放电路，但电子管寿命非常短，工作一段时间后电气性能就明显下降，大部分电疗生产厂家在销售时会另外送一对电子管做为配件同整机出厂。另外电子管还有体积大、功耗大、发热厉害、供电电路利用效率低、结构脆弱而且需要高压供电电路等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种电气性能稳定、使用寿命长、功效小的电波治疗仪。
为了解决上述问题，本发明提供一种电波治疗仪，包括控制电路、射频信号振荡电路、供电电路、功放电路、输出电路、，供电电路与控制电路、射频信号振荡电路及功放电路相连接；控制电路射频信号振荡电路相连接；功放电路与射频信号振荡电路及输出电路相连接；功放电路包括耦合变压器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、双股扼流电感、输出变压器、扼流电感，耦合变压器的初级连接振荡频率源输入端，振荡频率源输入端连接射频信号振荡电路，耦合变压器的次极的一端连接第一MOS管、第二MOS管的栅极；耦合变压器的次极的一端连接第三MOS管及第四MOS管的栅极；所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管及第四MOS管的D极漏极与双股扼流电感、输出变压器的初级相连；输出变压器的次级连接电波输出端，接电波输出端连接输出电路；扼流电感的两端分别连接双股扼流电感及第一直流输入端，第一直流输入端连接供电电路。
进一步，所述第一MOS管漏极、第二MOS管的漏极连接第一补偿扼流电感的一端，第一补偿扼流电感的另一端连接双股扼流电感及输出变压器的初级;第三MOS管的漏极及第四MOS管的漏极连接第二补偿扼流电感的一端，第二补偿扼流电感的另一端连接双股扼流电感及输出变压器的初级。
进一步，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管均为N型MOS管。
进一步，所述双股扼流电感为双股环形分流扼流电感；第一MOS管、第三MOS管为ARF444集成电路IC，第二MOS管、第二MOS管为ARF445集成电路IC。
进一步，所述射频信号振荡电路包括晶振、数字电路及信号放大器，晶振连接数字电路，晶振产生振荡频率，数字电路U101的信号输出端连接信号放大器，射频信号经信号放大器进行放大后传输至功放电路的振荡频率源输入端，数字电路的控制端与控制电路相连接，用于接收控制电路输出的控制信号。
进一步，所述控制电路包括控制处理模块及显示控制模块，显示控制模块为人机交互界面，控制处理模块连接显示控制模块的输出端及数字电路的控制端，用于接收显示控制模块发出的控制信号，并发出高、低电平控制信号控制射频信号振荡电路的工作。
进一步，所述供电电路包括：交流输入端、交流输入端、升压变压器及整流变压器，升压变压器连接交流输入端及整流变压器，220V交流电由交流输入端输入后经升压变压器升压、整流变压器整流后输出300V直流电至功放电路的第一直流输入端。
进一步，所述供电电路还包括：降压变压器、第一整流变压器、第一集成芯片，降压变压器的次级连接第一整流变压器，第一整流变压器连接第一集成芯片，220V交流电由交流输入端输入后经降压变压器降压、第一整流变压器整流、第一集成芯片降压后输出5V直流电至控制处理模块。
进一步，所述供电电路还包括：第二整流变压器、第二集成芯片,降压变压器的次级连接第二整流变压器，第二整流变压器连接第二集成芯片，220V交流电由交流输入端输入后经降压变压器降压、第二整流变压器整流、第二集成芯片降压后输出12V直流电至显示控制电路。
进一步，所述第一集成芯片、第二集成芯片均为LM2596-ADJ芯片。
本发明的功放电路中采用MOS管取代传统的电子管，有效增加了电波治疗仪使用寿命、减小整机体积、减小功耗、增加电源有效利用率，也可使电波治疗仪大幅降低制造成本。
附图说明
图1是本发明的原理框图，
图2是本发明的功放电路图，
图3是发明的射频信号振荡电路图，
图4是发明的供电电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
如图1所示，本发明电波治疗仪包括控制电路10、射频信号振荡电路13、供电电路14、功放电路15、输出电路16。供电电路14与控制电路10、射频信号振荡电路13及功放电路15相连接；控制电路10射频信号振荡电路13相连接；功放电路15与射频信号振荡电路13及输出电路16相连接。
射频信号振荡电路13包括晶振Z101、数字电路U101及信号放大器Q101，晶振Z101连接数字电路U101，晶振Z101产生振荡频率，数字电路U101的信号输出端连接信号放大器Q101，晶振Z101产生振荡频率，数字电路U101的信号输出端连接信号放大器Q101，射频信号经信号放大器Q101进行放大后传输至功放电路15的振荡频率源输入端J301，数字电路U101的控制端与控制电路10相连接，用于接收控制电路10输出的控制信号。射频信号振荡电路13输出具有一定幅度短波或超短波信号，具体频率为13.56MHz、27.12MHz、或40.68MHz。射频信号振荡电路13与控制电路10相连接，用于接收微型计算机11发出的控制信号，实现启动、停止、间歇三种工作状态。
如图2所示，功放电路15是C类推挽功放电路，供电电路14为功放电路15提供300V直流电压。
功放电路15包括耦合变压器T301、第一MOS管Q301、第二MOS管Q302、第三MOS管Q303、第四MOS管Q304、双股扼流电感BFC301、输出变压器T302、扼流电感RFC301。耦合变压器T301提供推免功放电路的平衡输入，双股扼流电感BFC301是双股环形分流扼流电感。
耦合变压器T301的初级连接振荡频率源输入端J301，振荡频率源输入端J301连接射频信号振荡电路13，耦合变压器T301的次极的一端连接第一MOS管Q301的栅极（G极）、第二MOS管Q302的栅极；耦合变压器T301的次极的另一端连接第三MOS管Q303的栅极及第四MOS管Q304的栅极；所述第一MOS管Q301的漏极（D极）、第二MOS管Q302的漏极、第三MOS管Q303的漏极及第四MOS管Q304的漏极均与双股扼流电感BFC301、输出变压器T302的初级相连，输出变压器T302的次级连接电波输出端J302，电波输出端J302连接输出电路16；扼流电感RFC301的两端分别连接双股扼流电感BFC301及第一直流输入端J3，第一直流输入端J3连接供电电路14。第一MOS管Q301的源极（S极）、第二MOS管Q302的源极、第三MOS管Q303的源极及第四MOS管Q304的源极均接地。第一MOS管Q301的漏输出变压器T302次级，最后由电波输出端J302输出到输出电路16作用人体。
进一步，为得到意的输出电阻匹配效果，本发明采用输出电路串联补偿方法，第一MOS管Q301的漏极、第二MOS管Q302的漏极连接第一补偿扼流电感L303的一端，第一补偿扼流电感L303的另一端连接双股扼流电感BFC301及输出变压器T302的初级;第三MOS管Q303的漏极四MOS管Q304的漏极连接第二补偿扼流电感L304的一端，第二补偿扼流电感L304的另一端连接双股扼流电感BFC301及输出变压器T302的初级。
进一步，第一MOS管Q301、第二MOS管Q302、第三MOS管Q303、第四M
OS管Q304均为N型MOS管，其中第一MOS管Q301、第三MOS管Q303为ARF444集成电路IC，第二MOS管Q302、第二MOS管Q304为ARF445集成电路IC。
扼流电感RFC301的两端分别连接双股扼流电感BFC301及第一直流输入端J3，第一直流输入端J3连接供电电路14。BFC301是起滤波作用，起到滤除直流电源中交流成分，使电源纹波变小。
如图2所示，当耦合变压器T301次级为上正下负时，第一MOS管Q301、第二MOS管Q302因栅极为正电压导通，但导通周期小于半个周期。当耦合变压器T301次级为下正上负时，第三MOS管Q303、第四MOS管Q304因栅极为正电压导通，同样导通周期也小于半个周期。推挽工作过程需要一个平衡电路。
进一步，双股扼流电感BFC301为双股环形分流扼流电感，双股扼流电感BFC301连接第一补偿扼流电感L303及第二补偿扼流电感L304补偿扼流电感的ru低阻抗端，射频电压对双股扼流电感BFC301的影响很小，因此不会饱和。
该功放电路由300V直流电压供电，效率80%，工作在13.56MHz时输出功率可达1KW。
如图3所示，射频信号振荡电路13包括晶振Z101、数字电路U101及信号放大器Q101，晶振Z101连接数字电路U101，晶振Z101产生13.56MHz的振荡频率，数字电路U101的信号输出端连接信号放大器Q101，射频信号经信号放大器Q101进行放大后传输至功放电路15的振荡频率源输入端J301，数字电路U101的控制端与控制电路10相连接，用于接收控制电路10输出的控制信号。
请参阅图1至图4，进一步，控制电路10包括控制处理模块11及显示控制模块12，显示控制模块12是人机交互界面，可为触摸屏或电脑，为降低成本，也可以由数码管加控制按键构成，过显示控制模块12可以设置工作时间、工作模式等，控制处理模块11将电波治疗仪的电流、电压、温度等工作状态进行收集分析，并发出相应的工作状态信号至射频信号振荡电路13或显示控制模块12，控制处理模块11接收显示控制模块12发出的控制命令，并把控制命令译成相对应的工作状态信号发送到射频信号振荡电路13。控制处理模块11连接显示控制模块12的输出端及数字电路U101的控制端，用于接收显示控制模块12发出的控制信号，并发出高、低电平控制信号至数字电路U101，从而控制振荡电路的工作。控制处理模块11可为微型计算机IC。
如图4所示，供电电路14包括：交流输入端J201、整流变压器T202及第四整流桥D204，整流变压器T202连接交流输入端J201及第四整流桥D204，220V交流电经整流变压器T202、第四整流桥D204整流后输出300V直流电压至功放电路15的第一直流输入端J3。
供电电路14还包括：降压变压器T201、第一整流桥D201、第一集成芯片U201、第二整流桥器D202、第二集成芯片U202。降压变压器T201的初级连接交流输入端J201，降压变压器T201的次级分为两组，第一次级（图中未标示）连接第一整流桥D201，第一整流桥D201连接第一集成芯片U201。第一组输出8V1A交流电，经第一整流桥D201整流、第一集成芯片U201降压至5V，最后输出直流5V1A至控制处理模块11。第二次级（图中未标示）连接第二整流桥D202，第二整流桥D202连接第二集成芯片U202。第二组输出15V1A交流电，经第二整流桥D202整流、第二集成芯片U202降压至12V，最后输出直流12V1A至显示控制电路12。第一集成芯片U201、第二集成芯片U202均为LM2596-ADJ芯片。
本发明的功放电路中采用MOS管取代传统的电子管，有效增加了电波治疗仪使用寿命、减小整机体积、减小功耗、增加电源有效利用率，也可使电波治疗仪大幅降低制造成本。
Claims (10)
1.一种电波治疗仪，其特征在于：包括控制电路（10）、射频信号振荡电路（13）、供电电路（14）、功放电路（15）、输出电路（16），供电电路（14）与控制电路（10）、射频信号振荡电路（13）及功放电路（15）相连接；控制电路（10）射频信号振荡电路（13）相连接；功放电路（15）与射频信号振荡电路（13）及输出电路（16）相连接；
功放电路（15）包括耦合变压器（T301）、第一MOS管（Q301）、第二MOS管（Q302）、第三MOS管（Q303）、第四MOS管（Q304）、双股扼流电感（BFC301）、输出变压器（T302）、扼流电感（RFC301），耦合变压器（T301）的初级连接振荡频率源输入端（J301），振荡频率源输入端（J301）连接射频信号振荡电路（13），耦合变压器（T301）的次极的一端连接第一MOS管（Q301）的栅极、第二MOS管（Q302）的栅极；耦合变压器（T301）的次极的另一端连接第三MOS管（Q303）及第四MOS管（Q304）的栅极；所述第一MOS管（Q301）的漏极、第二MOS管（Q302）的漏极、第三MOS管（Q303）的漏极及第四MOS管（Q304）的漏极与双股扼流电感（BFC301）、输出变压器（T302）的初级相连；输出变压器（T302）的次级连接电波输出端（J302），电波输出端（J302）连接输出电路（16）；扼流电感（RFC301）的两端分别连接双股扼流电感（BFC301）及第一直流输入端（J3），第一直流输入端（J3）连接供电电路（14）。
2.根据权利要求1所述的电波治疗仪，其特征在于：所述第一MOS管（Q301）的漏极、第二MOS管（Q302）的漏极连接第一补偿扼流电感（L303）的一端，第一补偿扼流电感（L303）的另一端连接双股扼流电感（BFC301）及输出变压器（T302）的初级;第三MOS管（Q303）的漏极、第四MOS管（Q304）的漏极连接第二补偿扼流电感（L304）的一端，第二补偿扼流电感（L304）的另一端连接双股扼流电感（BFC301）及输出变压器（T302）的初级。
3.根据权利要求2所述的电波治疗仪，其特征在于：所述第一MOS管（Q301）、第二MOS管（Q302）、第三MOS管（Q303）、第四MOS管（Q304）均为N型MOS管。
4.根据权利要求1所述的电波治疗仪，其特征在于：所述双股扼流电感（BFC301）为双股环形分流扼流电感；第一MOS管（Q301）、第三MOS管（Q303）为ARF444集成电路IC；第二MOS管（Q302）、第二MOS管（Q304）为ARF445集成电路IC。
5.根据权利要求1所述的电波治疗仪，其特征在于：所述射频信号振荡电路（13）包括晶振（Z101）、数字电路（U101）及信号放大器（Q101），晶振（Z101）连接数字电路（U101），晶振（Z101）产生振荡频率，数字电路（U101）的信号输出端连接信号放大器（Q101），射频信号经信号放大器（Q101）进行放大后传输至功放电路（15）的振荡频率源输入端（J301），数字电路（U101）的控制端与控制电路（10）相连接，用于接收控制电路（10）输出的控制信号。
6.根据权利要求1所述的电波治疗仪，其特征在于：所述控制电路（10）包括控制处理模块（11）及显示控制模块（12），显示控制模块（12）为人机交互界面，控制处理模块（11）连接显示控制模块（12）的输出端及数字电路（U101）的控制端，控制处理模块（11）接收显示控制模块（12）发出的控制信号，并发出高、低电平控制信号控制射频信号振荡电路（13）的工作。
7.根据权利要求1所述的电波治疗仪，其特征在于：所述供电电路（14）包括：交流输入端（J201）、隔离变压器（T202）及第四整流桥（D204），隔离变压器（T202）连接交流输入端（J201）及第四整流桥（D204），220V交流电由交流输入端（J201）输入后经隔离变压器（T202）、第四整流桥（D204）整流后输出300V直流电至功放电路（15）的第一直流输入端（J3）。
8.根据权利要求7所述的电波治疗仪，其特征在于：所述供电电路（14）还包括：降压变压器（T201）、第一整流桥（D201）、第一集成芯片（U201），降压变压器（T201）的次级连接第一整流桥（D201），第一整流桥（D201）连接第一集成芯片（U201），220V交流电由交流输入端（J201）输入后经降压变压器（T201）降压、第一整流桥（D201）整流、第一集成芯片（U201）降压后输出5V直流电至制处理模块（11）。
9.根据权利要求8所述的电波治疗仪，其特征在于：所述供电电路（14）还包括：第二整流桥（D202）、第二集成芯片（U202）,降压变压器（T201）的次级连接第二整流桥（D202），第二整流桥（D202）连接第二集成芯片（U202），220V交流电由交流输入端（J201）输入后经降压变压器（T201）降压、第二整流桥（D202）整流、第二集成芯片（U202）降压后输出12V直流电至显示控制电路（12）。
10.根据权利要求9所述的电波治疗仪，其特征在于：所述第一集成芯片（U201）、第二集成芯片（U202）均为LM2596-ADJ芯片。
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