CN111701141A - 一种电疗集成电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电疗集成电路，包括：微控制器、多路驱动电路、多绕组变压器、第一可控开关以及第一开关控制电路；各驱动电路与多绕组变压器的不同的初级线圈相连，第一可控开关连接多绕组变压器的各次级线圈以及负载，多绕组变压器的各初级线圈以及各次级线圈的匝数不同；微控制器，用于输出不同脉冲宽度的电刺激信号至驱动电路，以及控制第一可控开关的开关状态；驱动电路，用于将电刺激信号放大后输出至对应的初级线圈；第一可控开关，用于依据开关状态，择一地将多绕组变压器的次级线圈与负载连接，以使与负载相连的次级线圈输出相应的电刺激至负载。该电疗集成电路能够输出不同脉冲宽度的电刺激。

Description

一种电疗集成电路

技术领域

本申请涉及电疗技术领域，特别涉及一种电疗集成电路。

背景技术

目前，现有的电刺激产品的设计方案中，所有的电刺激产品均工作在特定的频率，如工作于低频的电刺激产品，低频电刺激产品的工作频率都在1KHz以下，输出脉宽为毫秒级，或者工作于中频的电刺激产品，中频电刺激产品的工作频率在1KHz-100KHz，输出脉宽为微秒级，而不能实现所有脉宽及频率的电刺激输出。这是因为电刺激产品的输出变压器是唯一的，不能够输出超出该变压器工作频率范围之外的其他频率，或者在该变压器工作频率外的其他频率工作时，波形会产生畸变，由此导致不能兼顾所有脉宽的电刺激输出。

因此，如何实现一个电刺激产品能够输出不同脉宽的电刺激已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电疗集成电路，能够输出不同脉冲宽度的电刺激。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电疗集成电路，包括：

微控制器、多路驱动电路、多绕组变压器、第一可控开关以及第一开关控制电路；各所述驱动电路的输入端与所述微控制器相连，各所述驱动电路的输出端与所述多绕组变压器的不同的初级线圈相连，所述第一开关控制电路分别连接所述微控制器与所述第一可控开关，所述第一可控开关还分别连接所述多绕组变压器的各次级线圈以及负载，所述多绕组变压器的各所述初级线圈的匝数不同、各所述次级线圈的匝数不同；

所述微控制器，用于输出电刺激信号至所述驱动电路；其中，输出至不同的所述驱动电路的所述电刺激信号的脉冲宽度不同；以及输出第一开关控制信号至所述第一开关控制电路，以控制所述第一可控开关的开关状态；

所述驱动电路，用于将所述电刺激信号放大后输出至对应的所述初级线圈；

所述第一可控开关，用于依据所述开关状态，择一地将所述多绕组变压器的所述次级线圈与所述负载连接，以使与所述负载相连的所述次级线圈输出相应的电刺激至所述负载。

可选的，所述驱动电路包括：

低频驱动电路、第二可控开关、第二开关控制电路以及中频驱动电路；所述第二开关控制电路分别连接所述微控制器与所述第二可控开关，所述第二可控开关还分别连接所述低频驱动电路以及所述多绕组变压器的第一低频初级线圈与第二低频初级线圈；所述中频驱动电路连接所述多绕组变压器的中频初级线圈；

所述微控制器相应的还用于输出第二开关控制信号至所述第二开关控制电路，以控制所述第二可控开关的开关状态；

所述第二可控开关，用于将所述低频驱动电路输出的放大后的电刺激信号择一地输出至所述第一低频初级线圈或所述第二低频初级线圈，并通过所述多绕组变压器的低频次级线圈输出相应的电刺激；

所述中频驱动电路，用于将所述电刺激信号放大后输出至所述中频初级线圈，并通过所述多绕组变压器的中频次级线圈输出相应的电刺激。

可选的，所述低频驱动电路包括：

比较器、第一开关管、第一电阻、第二电阻、二极管以及第一电容；所述比较器的同相输入端连接所述微控制器，所述比较器的反相输入端串接所述第一电阻后接地，所述比较器的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端串接所述第一电阻后接地，所述第一开关管的第三端连接所述第二选择开关以及所述二极管的阳极，以及串接所述第一电容后连接电源，所述二极管的阴极串接所述第二电阻后连接所述第二可控开关。

可选的，所述中频驱动电路包括：

音频功率放大电路、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容以及第四电容；所述音频功率放大电路的同相输入端串接所述第二电容与所述第三电阻后连接所述微控制器，所述音频功率放大电路的反相输入端串接所述第三电容与所述第四电阻后接地，所述音频功率放大电路的输出端串接所述第四电容后连接所述多绕组变压器的所述中频初级线圈的一端，所述中频初级线圈的另一端串接所述第四电阻后接地。

可选的，所述第一可控开关及所述第二可控开关为双刀双掷继电器。

可选的，所述第一开关控制电路及所述第二开关控制电路均包括：

第二开关管与第五电阻；所述第二开关管的第一端串接所述第五电阻后连接所述微控制器，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的第三端连接所述双刀双掷继电器的线圈。

可选的，所述第一开关管为N沟道MOS管。

可选的，所述第二开关管为NPN型三极管。

可选的，所述第三电阻为可调电阻；所述可调电阻的滑动端串接所述第二电容后连接所述音频功率放大电路的同向输入端，所述可调电阻的第一固定端连接所述微控制器，所述可调电阻的第二固定端接地。

可选的，所述微控制器为单片机。

本申请所提供的电疗集成电路，包括：微控制器、多路驱动电路、多绕组变压器、第一可控开关以及第一开关控制电路；各所述驱动电路的输入端与所述微控制器相连，各所述驱动电路的输出端与所述多绕组变压器的不同的初级线圈相连，所述第一开关控制电路分别连接所述微控制器与所述第一可控开关，所述第一可控开关还分别连接所述多绕组变压器的各次级线圈以及负载，所述多绕组变压器的各所述初级线圈的匝数不同、各所述次级线圈的匝数不同；所述微控制器，用于输出电刺激信号至所述驱动电路；其中，输出至不同的所述驱动电路的所述电刺激信号的脉冲宽度不同；以及输出第一开关控制信号至所述第一开关控制电路，以控制所述第一可控开关的开关状态；所述驱动电路，用于将所述电刺激信号放大后输出至对应的所述初级线圈；所述第一可控开关，用于依据所述开关状态，择一地将所述多绕组变压器的所述次级线圈与所述负载连接，以使与所述负载相连的所述次级线圈输出相应的电刺激至所述负载。

可见，本申请所提供的电疗集成电路，设置多路驱动电路以及一个多绕组变压器，多绕组变压器的各初级线圈的匝数不同，多绕组变压器的各次级线圈的匝数也不同，从而利用多绕组变压器初级线圈与次级线圈的匝数不同，即利用多绕组变压器初级线圈与次级线圈的电感量的不同，使多绕组变压器工作在不同的频率范围内，通过微控制器输出不同脉宽的电刺激信号，并借助可控开关选择最终输出电刺激的次级线圈，达到输出不同脉冲宽度的电刺激的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种电疗集成电路的示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种电疗集成电路的示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种低频驱动电路的示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种中频驱动电路的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种电疗集成电路，能够输出不同脉冲宽度的电刺激。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电疗集成电路的示意图，参考图1所示，该电疗集成电路包括：

微控制器10、多路驱动电路20、多绕组变压器30、第一可控开关40以及第一开关控制电路50；各驱动电路20的输入端与微控制器10相连，各驱动电路20的输出端与多绕组变压器30的不同的初级线圈相连，第一开关控制电路50分别连接微控制器10与第一可控开关40，第一可控开关40还分别连接多绕组变压器30的各次级线圈以及负载，多绕组变压器30的各初级线圈的匝数不同、各次级线圈的匝数不同；

微控制器10，用于输出电刺激信号至驱动电路20；其中，输出至不同的驱动电路20的电刺激信号的脉冲宽度不同；以及输出第一开关控制信号至第一开关控制电路50，以控制第一可控开关40的开关状态；

驱动电路20，用于将电刺激信号放大后输出至对应的初级线圈；

第一可控开关40，用于依据开关状态，择一地将多绕组变压器30的次级线圈与负载连接，以使与负载相连的次级线圈输出相应的电刺激至负载。

具体的，本申请所提供的电疗集成电路主要包括微控制器10、多路驱动电路20、多绕组变压器30、第一可控开关40以及第一开关控制电路50，旨在实现一个电刺激产品能够输出不同脉冲宽度的电刺激。多绕组变压器30的各初级线圈的匝数不同、各次级线圈的匝数不同，从而，利用多绕组变压器30的初级线圈与次级线圈的匝数不同，即利用多绕组变压器30的初级线圈与次级线圈的电感量的不同，可使多绕组变压器30工作在不同频率范围内。

微控制器10分别连接各驱动电路20以及第一开关控制电路50，一方面，用于输出电刺激信号至驱动电路20，其中，输出至不同驱动电路20的电刺激信号的脉冲宽度不同；另一方面，用于输出第一开关控制信号至第一开关控制电路50，以控制连接第一开关控制电路50的第一可控开关40的开关状态。在一种具体的实施方式中，微控制器10可具体为单片机。

各驱动电路20的输入端均连接微控制器10，各输驱动电路20的输出端则连接多绕组变压器30的不同的初级线圈，用于对微控制器10输出的电刺激信号进行放大处理，并将放大后的电刺激信号输出至与其相连的多绕组变压器30的初级线圈。

其中，参考图2所示，在一种具体的实施方式中，驱动电路20包括低频驱动电路、第二可控开关、第二开关控制电路以及中频驱动电路；第二开关控制电路分别连接微控制器10与第二可控开关，第二可控开关还分别连接低频驱动电路以及多绕组变压器30的第一低频初级线圈L1与第二低频初级线圈L2；中频驱动电路连接多绕组变压器30的中频初级线圈L3；微控制器10相应的还用于输出第二开关控制信号至第二开关控制电路，以控制第二可控开关的开关状态；第二可控开关，用于将低频驱动电路输出的放大后的电刺激信号择一地输出至第一低频初级线圈L1或第二低频初级线圈L2，并通过多绕组变压器30的低频次级线圈L4输出相应的电刺激；中频驱动电路，用于将电刺激信号放大后输出至中频初级线圈L3，并通过多绕组变压器30的中频次级线圈L5输出相应的电刺激。

具体而言，本实施例中，驱动电路20具体包括一路低频驱动电路、一路中频驱动电路以及第二可控开关与第二开关控制电路。多绕组变压器30为三输入、两输出的变压器，即多绕组变压器30包括三个初级线圈(两个低频初级线圈：第一低频初级线圈L1，对应脉宽为1ms-10ms的电刺激信号、第二低频初级线圈L2，对应脉宽大于10ms的电刺激信号以及一个中频初级线圈L3对应脉宽小于1ms的电刺激信号)与两个次级线圈(低频次级线圈L4与中频次级线圈L5)，由第一低频初级线圈L1与第二低频初级线圈L2输入的电刺激信号，均通过低频次级线圈L4输出，由中频初级线圈L3输入的电刺激信号，通过中频次级线圈L5输出。

低频驱动电路连接微控制器10，用于对微控制器10输出的电刺激信号进行放大处理，并将放大处理后的电刺激信号输出至多绕组变压器30的第一低频初级线圈L1或第二低频初级线圈L2，至于具体输出至第一低频初级线圈L1还是第二低频初级线圈L2，则由第二可控开关控制，第二可控开关处于不同开关状态时，低频驱动电路输出电刺激信号至不同的低频初级线圈。微控制器10通过向第二开关控制电路输出第二开关控制信号来控制第二可控开关的开关状态。

中频驱动电路连接微控制器10，用于将电刺激信号放大后输出至中频初级线圈L3，并通过多绕组变压器30的中频次级线圈L5输出相应的电刺激。

进一步，参考图3所示，在一种具体的实施方式中，低频驱动电路包括：比较器、第一开关管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、二极管D以及第一电容C1；比较器的同相输入端连接微控制器10，比较器的反相输入端串接第一电阻R1后接地，比较器的输出端连接第一开关管Q1的第一端，第一开关管Q1的第二端串接第一电阻R1后接地，第一开关管Q1的第三端连接第二选择开关以及二极管D的阳极，以及串接第一电容C1后连接电源，二极管D的阴极串接第二电阻R2后连接第二可控开关。

其中，在一种具体的实施方式中，第一开关管Q1为N沟道MOS管，第一开关管Q1的第一端为N沟道MOS管的栅极，第一开关管Q1的第二端为N沟道MOS管的源极，第一开关管Q1的第三端为N沟道MOS管的漏极，即比较器的输出端连接N沟道MOS管的栅极，N沟道MOS管的源极串接第一电阻R1后接地，N沟道MOS管的漏极连接第二选择开关以及二极管D的阳极，以及串接第一电容C1后连接电源。

进一步，参考图4所示，在一种具体的实施方式中，中频驱动电路包括：音频功率放大电路、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4；音频功率放大电路的同相输入端串接第二电容C2与第三电阻R3后连接微控制器10，音频功率放大电路的反相输入端串接第三电容C3与第四电阻R4后接地，音频功率放大电路的输出端串接第四电容C4后连接多绕组变压器30的中频初级线圈L3的一端，中频初级线圈L3的另一端串接第四电阻R4后接地。第二电容C2与第四电容C4起到隔直流、通交流的作用。

另外，为了避免由于变压器批次不同所产生的影响，更好的适应不同批次的变压器，方便调整电路参数，在一种具体的实施方式中，第三电阻R3为可调电阻；如图4所示，可调电阻的滑动端串接第二电容C2后连接音频功率放大电路的同向输入端，可调电阻的第一固定端连接微控制器10，可调电阻的第二固定端接地。

不同驱动电路20输入多绕组变压器30的初级线圈的电刺激信号会通过不同的次级线圈输出至负载(即电疗作用对象：患者)，而具体从而多绕组变压器30的哪一个次级线圈输出，则是由第一可控开关40决定，微控制器10通过向第一开关控制电路50输入第一开关控制信号来控制第一可控开关40的开关状态，进而第一可控开关40择一地将多绕组变压器30的次级线圈与负载连接，以使与负载相连的次级线圈输出相应的电刺激至负载。

其中，在一种具体的实施方式中，第一可控开关40与第二可控开关为双刀双掷继电器。另外，在一种具体的实施方式中，第一开关控制电路50与第二开关控制电路均包括第二开关管Q2与第五电阻R5；第二开关管Q2的第一端串接第五电阻R5后连接微控制器10，第二开关管Q2的第二端接地，第二开关管Q2的第三端连接双刀双掷继电器的线圈。此外，在一种具体的实施方式中，第二开关管Q2为NPN型三极管，此时，第二开关管Q2的第一端为NPN型三极管的基极，第二开关管Q2的第二端为NPN型三极管的发射极，第二开关管Q2的第三端为NPN型三极管的集电极。

具体而言，参考图3所示，NPN型三极管的基极串接第五电阻R5后连接微控制器10，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的集电极连接双刀双掷继电器的线圈的一端，双刀双掷继电器的另一端连接电源。当微控制器10输出开关控制信号后，NPN型三极管导通，双刀双掷继电器的线圈通电，进而双刀双掷继电器的开关状态发生变化。

例如，如图3所示，双刀双掷继电器的两个常闭触点与第一低频初级线圈L1相连，双刀双掷继电器的两个常开触点与第二低频初级线圈L2相连；双刀双掷继电器的线圈断电时，双刀双掷继电器的两个动触头与常闭触点接触，此时低频驱动电路输出的电刺激信号输入第一低频初级线圈L1，并经由低频次级线圈L4输出；当双刀双掷继电器的线圈通电后，两个动触头与常开触点接触，此时低频驱动电路输出的电刺激信号输入第二低频初级线圈L2，并经由低频次级线圈L4输出。

同理，如图2所示，第一可控开关40具体为双刀双掷继电器时，其两个常闭触点可与中频次级线圈L5相连，两个常开触点可与低频次级线圈L4相连。在双刀双掷继电器的线圈断电时，双刀双掷继电器的两个动触头与常闭触点接触，此时中频次级线圈L5与负载连接，中频次级线圈L5输出电刺激至负载当双刀双掷继电器的线圈通电后，两个动触头与常开触点接触，此时低频次级线圈L4与负载连接，低频次级线圈L4输出电刺激至负载。

综上所述，本申请所提供的电疗集成电路，设置多路驱动电路以及一个多绕组变压器，多绕组变压器的各初级线圈的匝数不同，多绕组变压器的各次级线圈的匝数也不同，从而利用多绕组变压器初级线圈与次级线圈的匝数不同，即利用多绕组变压器初级线圈与次级线圈的电感量的不同，使多绕组变压器工作在不同的频率范围内，通过微控制器输出不同脉宽的电刺激信号，并借助可控开关选择最终输出电刺激的次级线圈，达到输出不同脉冲宽度的电刺激的目的。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

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的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的电疗集成电路进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等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操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或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”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、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，或者是还包括为这种过程、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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电疗集成电路，其特征在于，包括：

微控制器、多路驱动电路、多绕组变压器、第一可控开关以及第一开关控制电路；各所述驱动电路的输入端与所述微控制器相连，各所述驱动电路的输出端与所述多绕组变压器的不同的初级线圈相连，所述第一开关控制电路分别连接所述微控制器与所述第一可控开关，所述第一可控开关还分别连接所述多绕组变压器的各次级线圈以及负载，所述多绕组变压器的各所述初级线圈的匝数不同、各所述次级线圈的匝数不同；

所述微控制器，用于输出电刺激信号至所述驱动电路；其中，输出至不同的所述驱动电路的所述电刺激信号的脉冲宽度不同；以及输出第一开关控制信号至所述第一开关控制电路，以控制所述第一可控开关的开关状态；

所述驱动电路，用于将所述电刺激信号放大后输出至对应的所述初级线圈；

所述第一可控开关，用于依据所述开关状态，择一地将所述多绕组变压器的所述次级线圈与所述负载连接，以使与所述负载相连的所述次级线圈输出相应的电刺激至所述负载。

2.根据权利要求1所述的电疗集成电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

低频驱动电路、第二可控开关、第二开关控制电路以及中频驱动电路；所述第二开关控制电路分别连接所述微控制器与所述第二可控开关，所述第二可控开关还分别连接所述低频驱动电路以及所述多绕组变压器的第一低频初级线圈与第二低频初级线圈；所述中频驱动电路连接所述多绕组变压器的中频初级线圈；

所述微控制器相应的还用于输出第二开关控制信号至所述第二开关控制电路，以控制所述第二可控开关的开关状态；

所述第二可控开关，用于将所述低频驱动电路输出的放大后的电刺激信号择一地输出至所述第一低频初级线圈或所述第二低频初级线圈，并通过所述多绕组变压器的低频次级线圈输出相应的电刺激；

所述中频驱动电路，用于将所述电刺激信号放大后输出至所述中频初级线圈，并通过所述多绕组变压器的中频次级线圈输出相应的电刺激。

3.根据权利要求2所述的电疗集成电路，其特征在于，所述低频驱动电路包括：

比较器、第一开关管、第一电阻、第二电阻、二极管以及第一电容；所述比较器的同相输入端连接所述微控制器，所述比较器的反相输入端串接所述第一电阻后接地，所述比较器的输出端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端串接所述第一电阻后接地，所述第一开关管的第三端连接所述第二选择开关以及所述二极管的阳极，以及串接所述第一电容后连接电源，所述二极管的阴极串接所述第二电阻后连接所述第二可控开关。

4.根据权利要求3所述的电疗集成电路，其特征在于，所述中频驱动电路包括：

音频功率放大电路、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容以及第四电容；所述音频功率放大电路的同相输入端串接所述第二电容与所述第三电阻后连接所述微控制器，所述音频功率放大电路的反相输入端串接所述第三电容与所述第四电阻后接地，所述音频功率放大电路的输出端串接所述第四电容后连接所述多绕组变压器的所述中频初级线圈的一端，所述中频初级线圈的另一端串接所述第四电阻后接地。

5.根据权利要求4所述的电疗集成电路，其特征在于，所述第一可控开关及所述第二可控开关为双刀双掷继电器。

6.根据权利要求5所述的电疗集成电路，其特征在于，所述第一开关控制电路及所述第二开关控制电路均包括：

第二开关管与第五电阻；所述第二开关管的第一端串接所述第五电阻后连接所述微控制器，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的第三端连接所述双刀双掷继电器的线圈。

7.根据权利要求6所述的电疗集成电路，其特征在于，所述第一开关管为N沟道MOS管。

8.根据权利要求7所述的电疗集成电路，其特征在于，所述第二开关管为NPN型三极管。

9.根据权利要求8所述的电疗集成电路，其特征在于，所述第三电阻为可调电阻；所述可调电阻的滑动端串接所述第二电容后连接所述音频功率放大电路的同向输入端，所述可调电阻的第一固定端连接所述微控制器，所述可调电阻的第二固定端接地。

10.根据权利要求9所述的电疗集成电路，其特征在于，所述微控制器为单片机。

Images