CN108969181A - 一种人体加热理疗仪用电路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及理疗器械领域，尤其涉及一种人体加热理疗仪用电路结构。包括依次连接的电源、驱动电路、变压器、滤波电路和输出电路，还包括过流保护电路、电压检测电路、触发电路以及单片机；所述电流检测模块的输入端和输出端分别连接电源的输出端和驱动电路的输入端，所述单片机根据当前设定的工作点和电流检测电路以及电压检测电路输出的信号反馈调节脉冲触发信号，通过脉冲触发信号控制驱动电路输出，并根据用户操作或电流反馈向所述驱动电路发出开启和关断使能信号。本发明采用单片机，利用反馈电流，通过闭环调节控制单片机的触发脉冲信号，从而实现对人体加热理疗仪输出以及其开启关断的控制。
Description
技术领域
本发明涉及理疗器械领域，尤其涉及一种人体加热理疗仪用电路结构。
背景技术
天气寒冷时，有很多人（如：老人、妇女、易感冒的幼儿、过敏体质的人、心血管患者以及肾虚患者等）感觉全身发冷，手脚尤其冰凉，致使很多人夜晚难以入睡。这种情况，多属“阳虚”。加上天气寒冷，人体血管收缩、血液回流能力就会减弱，使得手脚，特别是指尖部分血液循环不畅，也就是人们常说的神经末梢循环不良，而导致手脚总感觉冰凉。
面对这种情况，可以采用人体加热理疗机对人体进行加热取暖进行理疗，减少对皮肤和身体的刺激和影响。在人体加热理疗仪控制中，输出频率和输出电流的控制非常重要，但现在市场上的产品无法实现对输出电流和频率的精确控制，容易导致加热时间过长而对人体造成灼伤。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种人体加热理疗仪用电路结构。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种人体加热理疗仪用电路结构，包括依次连接的电源、驱动电路、变压器、滤波电路和输出电路，还包括电流检测模块，电压检测模块、触发电路以及单片机；所述电流检测模块的输入端和输出端分别连接电源的输出端和驱动电路的输入端，所述电压检测模块采集输出电路的输出电压，所述单片机根据当前用户设定的工作点和电流检测模块以及电压检测模块输出的信号调节脉冲触发信号，通过脉冲触发信号控制驱动电路输出，并根据用户操作以及过电流信号向所述驱动电路发出开启和关断使能信号。
本发明关键是在人体加热理疗仪上加装了电流检测和电压检测装置，利用当前用户设定的工作点和电流的闭环调节控制单片机的触发脉冲信号，从而实现对人体加热理疗仪输出控制以及其开启关断的控制。
进一步的，所述单片机包括输入输出模块和控制电源，所述控制电源输出端与所述单片机的电源引脚连接。
进一步的，所述驱动电路为全桥电路，包括启停控制电路、第一驱动芯片、第二驱动芯片；所述启停控制电路输出端与第一驱动芯片、第二驱动芯片的引脚13连接，所述第一驱动芯片的引脚12和引脚14与所述单片机输入输出模块的引脚4和引脚5连接，所述第二驱动芯片的引脚12和引脚14分别与所述单片机输入输出模块的引脚5和引脚4连接。
进一步的，所述驱动电路还设置有第一控制端QA1、第二控制端QB1、第三控制端QA2、第四控制端QB2、第一输出反馈测试点QAE1和第二输出反馈测试点QBE2；所述第一控制端QA1、第二控制端QB1和第一输出反馈测试点QAE1分别与所述第一驱动芯片的引脚8、引脚1和引脚6连接，所述第三控制端QA2、第四控制端QB2和第二反馈测试点QBE2分别与所述第二驱动芯片的引脚1、引脚8和引脚6连接。
进一步的，所述电压检测模块包括：滤波分压模块，输入端连接电压检测模块输入端口，用于对检测电压进行分压以及滤波操作；运算放大器处理模块，输入端与滤波分压模块输出端连接，用于对输入电压隔离以及放大；去耦合模块，输入端与运算放大器处理模块连接，对输入电压进行去耦合以及分压，并将检测后电压送入单片机的输入输出模块。
进一步的，所述电流检测模块包括：霍尔元件检测模块，输入端连接电流检测模块输入端口，所述霍尔元件检测模块中设置有一个霍尔电流传感器，可以对输入电流进行检测，输出一个与电流成正比的电压信号；隔离模块，输入端连接霍尔元件检测模块，用于隔离、消除空载电流，并将输出的电流信号送入单片机的输出输入模块；过电流保护模块，输入端连接隔离模块，输出与所述驱动电路的启停控制电路的三极管Q3的基极连接。
进一步的，所述驱动电路的启停控制电路包括光电耦合器、三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3和三极管Q2；所述光电耦合器输入端和单片机输出输入模块的引脚7连接，且输出端连接在三极管Q5的基极上；所述三极管Q4基极与三极管Q5的集电极以及所述电流检测模块的输出端连接，且集电极与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3基极与三极管Q4的集电极以及所述控制电源的5V输出端连接，且集电极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2集电极与所述驱动电路的使能输入端连接，所述三极管Q3和三极管Q2的集电极上还连接有所述控制电源的12V输出端，所述三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3和三极管Q2的发射极均与地连接。
进一步的，所述触发脉冲的频率可通过用户操作设定在300kHz-1000kHz之间的一个值，脉冲宽度依据用户设定以及电流闭环调节进行调整。
进一步的，所述滤波电路包括第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2和第二电容C2，所述第一电感L1两端连接在变压器输出端1和输出电路端子1，所述第二电感L2两端连接在变压器输出端2和输出电路端子2；所述第一电容C1并联在变压器的二个输出端之间，所述第二电容C2并联在输出电路的端子1和端子2之间。
与现有技术相比，本发明的人体加热理疗仪用电路结构通过在人体加热理疗仪上加装了电流检测和电压检测装置，实现电流的闭环控制，利用当前用户设定的工作点和电流的闭环控制调节单片机发出的触发脉冲信号,从而实现对人体加热理疗仪输出控制；同时，依据用户的操作以及是否过电流来实现开启关断的控制。
附图说明
图1为本发明实施例主电路电路图；
图2为本发明实施例电流检测模块电路图；
图3为本发明实施例驱动电路电路图；
图4为本发明实施例驱动电路启停处理电路电路图；
图5为本发明实施例驱动芯片结构图；
图6为本发明实施例滤波电路电路图；
图7为本发明实施例电压检测模块电路图；
图8为本发明实施例单片机电路图；
图9为本发明实施例单片机控制电路电路图；
其中：1电源、2电流检测模块、3驱动电路、4变压器、5滤波电路、6电压检测模块、7输出电路、8单片机、21霍尔元件检测模块、22隔离模块、23过电流保护模块、31启停控制电路、32第一驱动芯片、33第二驱动芯片、61滤波分压模块、62运算放大器处理模块、63去耦合模块、81输入输出模块、82控制电源、311光电耦合器。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例一
参阅图1-9，包括依次连接的电源1、驱动电路3、变压器4、滤波电路5和输出电路7，还包括电流检测模块2、电压检测模块6、触发电路以及单片机8；所述电流检测模块2的输入端和输出端分别连接电源1的输出端和驱动电路3的输入端，所述电压检测模块6采集输出电路7的输出电压，所述单片机8根据当前用户设定的工作点和电流检测模块2以及电压检测模块6输出的信号调节脉冲触发信号，通过脉冲触发信号控制驱动电路3输出，并根据用户外部操作以及过电流信号向所述驱动电路3发出开启和关断使能信号。
实施例二
参阅图1-9，本实施例类似于实施例一，进一步的，所述单片机8包括输入输出模块81和控制电源82，所述控制电源82为单片机8、光电耦合器311以及第一驱动芯片32和第二驱动芯片33等集成芯片提供电源1。
所述驱动电路3为全桥电路，包括启停控制电路31、第一驱动芯片32、第二驱动芯片33；所述启停控制电路31输出端与第一驱动芯片32、第二驱动芯片33的引脚13连接，所述单片机8的引脚4和引脚5分别发出触发脉冲信号PWM1和PWM2，单片机8的引脚4与第一驱动芯片32的引脚12和第二驱动芯片33的引脚14连接，引脚5与第一驱动芯片32的引脚14和第二驱动芯片33的引脚12连接。
所所述驱动电路3还设置有第一控制端QA1、第二控制端QB1、第三控制端QA2、第四控制端QB2、第一输出反馈测试点QAE1和第二输出反馈测试点QBE2；所述第一控制端QA1、第二控制端QB1和第一输出反馈测试点QAE1分别与所述第一驱动芯片32的引脚8、引脚1和引脚6连接，所述第三控制端QA2、第四控制端QB2和第二输出反馈测试点QBE2分别与所述第二驱动芯片33的引脚1、引脚8和引脚6连接。
所述电压检测模块6包括：滤波分压模块61，输入端连接电压检测模块6输入端口，用于对检测电压进行分压以及滤波操作；运算放大器处理模块62，输入端与滤波分压模块61输出端连接，用于对输入电压隔离以及放大；去耦合模块63，输入端与运算放大器处理模块62连接，对输入电压进行去耦合以及分压，并将检测后电压送入单片机8的输入输出模块81。
在进入电压检测模块6前，输入电压会先经过整流二极管D7、D8，将交流输入电压转变为直流电压。后通过滤波分压模块61，对电压实行一个预处理，除去其中的干扰，再对电压进行隔离放大。经过放大后的电压通过去耦合模块63，最后送达单片机8的输出输入模块81。
所述电流检测模块2包括：霍尔元件检测模块21，输入端连接电流检测模块2输入端口，所述霍尔元件检测模块21中设置有一个霍尔电流传感器，可以感应输入电流，输出一个与电流信号成正比的电压信号；隔离模块22，输入端连接霍尔元件检测模块21，用于隔离、消除空载电流；并将处理后的输出送入单片机8的输出输入模块81；过电流保护模块23，输入端连接隔离模块22，输出端连接所述驱动电路3的启停控制电路31。
所述驱动电路3的启停控制电路31包括光电耦合器311、三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3和三极管Q2；所述光电耦合器311输入端和单片机8输出输入模块的引脚7连接，且输出端连接在三极管Q5的基极上；所述三极管Q4基极与三极管Q5的集电极以及所述过电流保护模块23的输出端连接，且集电极与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3基极与三极管Q4的集电极以及所述控制电源82的5V输出端连接，且集电极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2集电极与所述驱动电路3的使能输入端连接，所述三极管Q3和三极管Q2的集电极上还连接有所述控制电源82的12V输出端，所述三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3和三极管Q2的发射极均与地连接。
单片机8通过启停控制电路31控制驱动电路3的开启和关断，开机时，单片机8引脚7输出的信号RUN为低电平，此时三极管Q5处于截止状态，三极管Q4的导通或截止取决于是否发生过电流I-Overcurrent，没有过电流，Q4导通，三极管Q3截止、同时三极管Q2导通，输出信号Shutdown-IH为低电平，第一驱动芯片32和第二驱动芯片33正常输出；如果发生过电流，Q4截止，三极管Q3导通、同时三极管Q2截止，输出信号Shutdown-IH为高电平，封锁第一驱动芯片32和第二驱动芯片33的输出，从而主电路停置输出。当单片机8发出停机信号，即RUN为高电平，三极管Q5处于导通状态，三极管Q4截止、三极管Q3导通，同时三极管Q2截止，输出信号Shutdown-IH为高电平，封锁第一驱动芯片32和第二驱动芯片33的输出，从而主电路停置输出。
所述触发脉冲的频率通过用户进行外部操作而设定在300kHz-1000kHz之间的一个值，脉冲宽度依据用户设定的工作点和电流闭环调节结果自行调整。
所述滤波电路5包括第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2和第二电容C2，所述第一电感L1两端连接在变压器输出端1和输出电路端子1，所述第二电感L2两端连接在变压器输出端2和输出电路端子2；所述第一电容C1并联在变压器的二个输出端之间，所述第二电容C2并联在输出电路的端子1和端子2之间。
当用户设定电路的输出强度后，单片机8根据所设定的强度预置相对的触发脉冲工作点，通过电流反馈进行闭环调节，进而调整触发脉冲信号。单片机8发出的触发脉冲信号PWM1和PWM2送至第一驱动芯片32和第二驱动芯片33，通过第一驱动芯片32和第二驱动芯片33控制驱动电路3上的控制端，从而实现对主电路输出的控制。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，包括依次连接的电源（1）、驱动电路（3）、变压器（4）、滤波电路（5）和输出电路（7），还包括过流保护模块，所述过流保护模块包括电流检测模块（2）、电压检测模块（6）、触发电路以及单片机（8）；所述电流检测模块（2）的输入端和输出端分别连接电源（1）的输出端和驱动电路（3）的输入端，所述电压检测模块（6）采集输出电路（7）的输出电压，所述单片机（8）根据当前用户设定的工作点和电流检测电路（2）以及电压检测电路（6）输出的信号反馈调节脉冲触发信号，通过脉冲触发信号控制驱动电路（3）输出，并根据用户操作或电流反馈向所述驱动电路发出开启和关断使能信号。
2.根据权利要求1所述的人体加热理疗仪用电路结构，所述单片机（8）包括输入输出模块（81）和控制电源（82），所述控制电源（82）输出端与所述单片机（8）的电源（1）引脚连接。
3.根据权利要求1所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述驱动电路（3）为全桥电路，包括启停控制电路（31）、第一驱动芯片（32）、第二驱动芯片（33）；所述启停控制电路（31）输出端与第一驱动芯片（32）、第二驱动芯片（33）的引脚13连接，所述第一驱动芯片（32）的引脚12和引脚14与所述单片机（8）输入输出模块（81）的引脚4和引脚5连接，所述第二驱动芯片（33）的引脚12和引脚14分别与所述单片机（8）输入输出模块（81）的引脚5和引脚4连接。
4.根据权利要求3所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述驱动电路（3）还设置有第一控制端QA1、第二控制端QB1、第三控制端QA2、第四控制端QB2、第一输出反馈测试点QAE1和第二输出反馈测试点QBE2；所述第一控制端QA1、第二控制端QB1和第一输出反馈测试点QAE1分别与所述第一驱动芯片（32）的引脚8、引脚1和引脚6连接，所述第三控制端QA2、第四控制端QB2和第二输出反馈测试点QBE2分别与所述第二驱动芯片（33）的引脚1、引脚8和引脚6连接。
5.根据权利要求2所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述电压检测模块（6）包括：
滤波分压模块（61），输入端连接电压检测模块（6）输入端口，用于对检测电压进行分压以及滤波操作；
运算放大器处理模块（62），输入端与滤波分压模块（61）输出端连接，用于对输入电压隔离以及放大；
去耦合模块（63），输入端与运算放大器处理模块（62）连接，对输入电压进行去耦合以及分压，并将检测后电压送入单片机（8）的输出输入模块（81）。
6.根据权利要求4所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述电流检测模块（2）包括：
霍尔元件检测模块（21），输入端连接电流检测模块（2）输入端口，所述霍尔元件检测模块（21）中设置有一个霍尔电流传感器，可以对输入电流进行检测，输出一个与电流成正比的电压信号；
隔离模块（22），输入端连接霍尔元件检测模块（21），用于隔离、消除空载电流；并将输出的电流信号送入单片机的输出输入模块（81）和过电流保护模块（23）的输入端；
过电流保护模块（23），输入端连接隔离模块（22），且输出端与所述驱动电路（3）的启停控制电路（31）连接。
7.根据权利要求6所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述驱动电路（3）的启停控制电路（31）包括光电耦合器（311）、三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3和三极管Q2；所述光电耦合器（311）输入端和单片机（8）输出输入模块的引脚7连接，且输出端连接在三极管Q5的基极上；所述三极管Q4基极与三极管Q5的集电极以及所述电流检测模块（2）的过电流保护模块（23）的输出端连接，且集电极与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3基极与三极管Q4的集电极以及所述控制电源（82）的5V输出端连接，且集电极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2集电极与所述驱动电路（3）的使能输入端连接，所述三极管Q3和三极管Q2的集电极上还连接有所述控制电源（82）的12V输出端，所述三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3和三极管Q2的发射极均与地连接。
8.根据权利要求6所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述触发脉冲的频率设定在300kHz-1000kHz之间的一个值，脉冲宽度依据外部设定以及电流闭环调节进行调整。
9.根据权利要求1所述的人体加热理疗仪用电路结构，其特征在于，所述滤波电路（5）包括第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2和第二电容C2，所述第一电感L1两端连接在变压器（4）的第一个输出端和输出电路（7）的端子1之间，所述第二电感L2两端连接在变压器（4）的第二输出端和输出电路（7）的端子2之间；所述第一电容C1并联在变压器（4）的二个输出端之间，所述第二电容C2并联在输出电路（7）的端子1和端子2之间。
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| CN111632270A (zh) * | 2019-03-01 | 2020-09-08 | 上海库石医疗技术有限公司 | 具有安全保护功能的人体电疗装置 |
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2018
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