CN114334346A - 多线圈强脉冲磁场发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种多线圈强脉冲磁场发生装置，包括开关电源、充电电源模组、充电控制电路、同步控制电路、储能模组、光电隔离电路、电流监测电路和多线圈组；充电电源模组与充电控制电路连接；储能模组包括八个储能模块，多线圈组设在治疗床的下方，多线圈组包括两个主线圈和六个辅线圈，每个主线圈和每个辅线圈分别与一个储能模块连接，两个主线圈分别为第一主线圈和第二主线圈；第一主线圈叠加在第二主线圈上，第二主线圈设在治疗床下方，六个辅线圈均匀围绕在主线圈周围；本发明产生的脉冲磁场更加均匀，治疗效果好，工作效率高，使用更加的安全方便。

Description

多线圈强脉冲磁场发生装置

技术领域

本发明涉及磁疗仪器技术领域，特别涉及一种多线圈强脉冲磁场发生装置。

背景技术

磁场疗法作为糖尿病的一种物理治疗方式有着广泛的应用，磁疗设备是通过将电能转换成脉冲磁场作用于人体穴位和患处，以达到治疗的目的，但是现有的磁疗仪造价成本较高，无法更精确的进行控制，产生的磁场不均匀，达不到较好的治疗效果。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种多线圈强脉冲磁场发生装置，以解决背景技术中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种多线圈强脉冲磁场发生装置，包括开关电源、充电电源模组、充电控制电路、同步控制电路、储能模组、光电隔离电路、电流监测电路和多线圈组；充电电源模组与充电控制电路连接，充电控制电路与储能模组连接，充电控制电路以对储能模组进行充电控制，储能模组与多线圈组连接，开关电源与同步控制电路连接，同步控制电路分别与储能模组和光电隔离电路连接，同步控制电路以输出控制信号控制储能模组的蓄能，光电隔离电路与电流监测电路连接，电流监测电路与多线圈组连接；储能模组包括八个储能模块，多线圈组设在治疗床的下方，多线圈组包括两个主线圈和六个辅线圈，每个主线圈和每个辅线圈分别与一个储能模块连接，两个主线圈分别为第一主线圈和第二主线圈；第一主线圈叠加在第二主线圈上，第二主线圈设在治疗床下方，六个辅线圈均匀围绕在主线圈周围。

优选的是，每个储能模块包括第一储能单元、第二储能单元和第一开关，第一储能单元与第二储能单元串联，第一开关与第二储能单元并联，第一储能单元包括电容模组、泄放电路、IGBT模组、电容模组与IGBT模组串联，电容模组与泄放电路并联；IGBT模组包括第一场效应管和第二场效应管，电容模组包括多个第一电容，每个第一电容并联，泄放电路包括第三场效应管、第二开关和第一电阻；第一场效应管栅极与充电接口连接，第一场效应管源极与第一电容的一端、第一电阻的一端和第二场效应管的漏极连接，第二场效应管源极与多线圈组连接，第二场效应管栅极与放电接口连接，第一电阻的另一端与第三场效应管漏极和第二开关一端连接，第三场效应管栅极与电压泄压接口连接，第三场效应管栅极与第二开关的另一端和第一电容的另一端连接。

在上述任一方案中优选的是，还包括第一电压表和第二电压表，第一电压表与每个第一电容并联以测量第一电容的电压，第二电压表与储能模块并联以测量储能模块两端的电压。

在上述任一方案中优选的是，第二储能单元与第一储能单元的结构相同。

在上述任一方案中优选的是，还包括升降柱和支撑柱，第二主线圈设在升降柱上，每个辅线圈与支撑柱活动连接。

在上述任一方案中优选的是，第一主线圈包括第一电木板和第一铜管，第一电木板上顺时针开设有螺旋槽，第一铜管镶嵌在螺旋槽内。

在上述任一方案中优选的是，第二主线圈包括第二电木板和第二铜管，第二电木板上顺时针开设有螺旋槽，第二铜管嵌在螺旋槽内。

在上述任一方案中优选的是，每个辅线圈与第一主线圈结构相同。

在上述任一方案中优选的是，还包括循环泵、散热器和电机，第一铜管内和第二铜管内装有冷却液，循环泵与铜管连接，散热器和电机设在辅线圈周围。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和有益效果为：

1、本发明的装置集成度高、使用寿命长，通过主线圈和辅线圈配合使用，能产生较为均匀的强脉冲磁场，并且主线圈位置上下可调，辅线圈与支撑柱活动连接，辅线圈与水平方向的夹角可调节，通过调节主辅线圈到合适的位置使磁场更加的均匀，提高治疗效果。

2、本发明能够产生脉冲强磁场，所谓脉冲强磁场在短时间内有一很大的脉冲电流通过过线圈而产生的磁场，磁感应强度在0.1-2.5T周期可调脉冲磁场；采用先蓄能,后瞬间释放能量的工作方式，运行更加的安全可靠，能赚转换率高，节约更多的成本。

3、本发明的充电回路与放电回路互不影响,充电时不能放电,放电时不能充电；设有泄放电路，当不工作时候或者出现事故的时候会进行泄放，能够对储能模块的电压进行快速的泄放，使用更加安全方便。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例一种多线圈强脉冲磁场发生装置的结构示意图。

图2为根据本发明实施例一种多线圈强脉冲磁场发生装置的俯视图。

图3为根据本发明实施例一种多线圈强脉冲磁场发生装置图1中所示的第一主线圈俯视剖视图。

图4为根据本发明实施例一种多线圈强脉冲磁场发生装置图1中所示的第二主线圈俯视剖视图。

图5为根据本发明实施例一种多线圈强脉冲磁场发生装置的电路结构框图。

图6为根据本发明实施例一种多线圈强脉冲磁场发生装置图5中所示的的储能模组电路原理图。

其中：1-充电电源模组；2-充电控制电路；3-储能模组；31-第一储能单元；32-第二储能单元；33-电容模组；34-泄放电路；35-IGBT模组；4-多线圈组；41-第一主线圈；42-第二主线圈；43-辅线圈；5-开关电源；6-同步控制电路；7-光电隔离电路；8-电流监测电路；9-升降柱；10-支撑柱；11-第一电木板；12-第一铜管；13-第二电木板；14-第二铜管；15循环泵；16-电机；17-散热器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2、图5所示，本发明实施例的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，包括开关电源5、充电电源模组1、充电控制电路2、同步控制电路6、储能模组3、光电隔离电路7、电流监测电路8和多线圈组4；充电电源模组1与充电控制电路2连接，充电控制电路2与储能模组3连接，充电控制电路2以对储能模组3进行充电控制，储能模组3与多线圈组4连接，开关电源5与同步控制电路6连接，同步控制电路6分别与储能模组3和光电隔离电路7连接，同步控制电路6以输出控制信号控制储能模组3的蓄能，光电隔离电路7与电流监测电路8连接，电流监测电路8与多线圈组4连接；储能模组3包括八个储能模块，多线圈组4设在治疗床的下方，多线圈组4包括两个主线圈和六个辅线圈43，每个主线圈和每个辅线圈43分别与一个储能模块连接，两个主线圈分别为第一主线圈41和第二主线圈42；第一主线圈41叠加在第二主线圈42上，第二主线圈42设在治疗床下方，六个辅线圈43均匀围绕在主线圈周围。

本发明实施例的装置集成度高、使用寿命长，通过主线圈和辅线圈43配合使用，能产生较为均匀的强脉冲磁场，并且主线圈位置上下可调，辅线圈43与支撑柱10活动连接，辅线圈43与水平方向的夹角可调节，通过调节主辅线圈43到合适的位置使磁场更加的均匀，提高治疗效果。

进一步的，如图6所示，每个储能模块包括第一储能单元31、第二储能单元32和第一开关K1，第一储能单元31与第二储能单元32串联，第一开关K1与第二储能单元32并联，第一储能单元31包括电容模组33、泄放电路34、IGBT模组35、电容模组33与IGBT模组35串联，电容模组33与泄放电路34并联；IGBT模组包括第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，电容模组33包括多个第一电容C1，每个第一电容C1并联，泄放电路34包括第三场效应管Q3、第二开关K2和第一电阻R1；第一场效应管Q1栅极与充电接口连接，第一场效应管Q1源极与第一电容C1的一端、第一电阻R1的一端和第二场效应管Q2的漏极连接，第二场效应管Q2源极与多线圈组4连接，第二场效应管Q2栅极与放电接口连接，第一电阻R1的另一端与第三场效应管Q3漏极和第二开关K2一端连接，第三场效应管Q3栅极与电压泄压接口连接，第三场效应管Q3栅极与第二开关的另一端和第一电容C1的另一端连接。

具体的，光电隔离电路7与IGBT(全称为：绝缘栅双极型晶体管)模组连接，同步控制电路6与泄放电路34连接。

充电模组通过充电接口Gin对储能模组3进行充电蓄能，充电电源模组1逐一对每个电容模组33充电防止对电网形成干扰，充电完成后充电控制电路2控制形成电容组的串并联以达到所需的电压和电路；第二场效应管Q2的源极与多线圈组4连接，储能模块为八个，每个主线圈和每个辅线圈43分别与一个储能模块连接；通过放电接口Kin放电，通过泄放电路34在特殊情况对电容泄压，第三场效应管Q3的栅极为泄压接口Fin，能够进行快速的泄压。

具体的，还包括第一电压表U1和第二电压表U2，第一电压表U1与每个第一电容C1并联以测量第一电容C1的电压，第二电压表U2与储能模块并联以测量储能模块两端的电压。

具体的，第二储能单元32与第一储能单元31的结构相同。

具体的，还包括升降柱9和支撑柱10，第二主线圈42设在升降柱9上，每个辅线圈43与支撑柱10活动连接；升降柱9能够对第二主线圈42进行升降，这样可以调整主线圈与治疗床之间的距离，辅线圈43相对水平方向的角度可调节，从而能够调整到合适的位置角度进行治疗；可选的，主线圈位于中心位置治疗床面下10cm处。

进一步的，如图3所示，第一主线圈41包括第一电木板11和第一铜管12，第一电木板11上顺时针开设有螺旋槽，第一铜管12镶嵌在螺旋槽内；第一铜管12既能当做电感L1使用，铜管的内部可以循环冷却液，起到冷却降温作用。

还包括第二电阻R2和二极管D1，第二电阻R2一端与二极管D1负极连接，二极管D1正极与电感L1的一端连接，第二电阻R2的另一端与电感L1的另一端和第二场效应管Q2源极连接。

进一步的，如图4所示，第二主线圈42包括第二电木板13和第二铜管14，第二电木板13上顺时针开设有螺旋槽，第二铜管14嵌在螺旋槽内；可选的，第二主线圈42上与第一主线圈41底面重合部分以外的部分开设螺旋槽，在不减低磁场强度情况下可以更加节省材料成本。

具体的，每个辅线圈43与第一主线圈41结构相同；本发明能够产生脉冲强磁场，所谓强脉冲强磁场是在短时间内有一很大的脉冲电流通过过线圈而产生的磁场；脉冲持续的时间视不用的充磁电流参数而定；本发明采用低频脉冲强磁场，磁感应强度在0.1-2.5T周期可调脉冲磁场；即在线圈匝数仅有几匝,也能产生磁感应强度为2.5T的脉冲强磁场,最大释放电流高达2000多安；本发明实施例采用先蓄能,后瞬间释放能量的工作方式；蓄能是指将市电升压,通过限流电阻,以脉冲方式逐一对高压大容值电容充电,将能量以电场能储存在电容中。释放能量是指要产生脉冲磁场时,电容中储存的电场能损耗很小地通过多线圈组4转化为磁场能,通过多线圈组4的脉冲电流产生脉冲强磁场,磁场的空间分布取决于每个线圈。

电容储能：功率变压器将220V的市电升到1 400V,通过桥式整流电路变为脉动电流。当充电使IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模组导通时,脉动电流的上升部分通过限流电阻对电容器充电。为了检测电容蓄能的多少,在电容模组33的两极和储能模块两极分别并联有电压表。当电容模组33的电压达到予定电压同步控制电路6中的比较器比较采样电压与控制电压后,输出控制信号,使充电IGBT模组关断,蓄能过程结束。

能量转换：在蓄能过程结束,并要将电磁场能转换为磁场能时,控制放电回路的IGBT导通,通过线圈的电流产生脉冲磁场；电容模组33、IGBT模组和多线圈组4构成正向电流的放电回路；二极管D1与电容构成反向电流的泄放回路。

控制电路：电路具有控制充电、脉冲磁场的产生、参数设置和改变操作方式等功能。电容模组33的充电受三个条件制约,其一要有充电脉冲触发,其二要看电容模组33所处的状态，电容所蓄能量是否达到予设值,最后还要看是否放电，充电不放电,放电不充电；当只有充电脉冲时触发,并且电容模组33没有达到予设的蓄能值和不放电时,充电才能进行充电脉冲，可以通过设置自动实现,也可按使用者意愿手控或脚控位器控制,电压表通过检测电容模组33两极的电压,便可获取电容的蓄能状况。为了保证充电回路与放电回路互不影响,充电时不能放电,放电时不能充电。将电场能转换为磁场能受两个条件制约,一要有放电脉冲触发,二要看电容模组33所处的状态，电容模组33所蓄能量没有达到予设值,不能放电。设置参数是指可以设置多线圈强脉冲磁场发生装置的产生脉冲磁场的个数、每个脉冲磁场的周期、脉冲磁场的最大值,并在运行中,可随时中断和修改。

进一步的，还包括循环泵15、散热器17和电机16，第一铜管12内和第二铜管14内装有冷却液，循环泵15与铜管连接，散热器17和电机16设在辅线圈43周围；电机16可调节升降柱9的升降，循环泵15通过循环冷却液经过铜管进行有效的散热，散热效率高；同时还配有散热器17以对整个装置进行散热。

本发明的工作原理为：病人躺在床上，开启多线圈强脉冲磁场发生装置，逐步对多线圈组中的每个线圈进行充电，在充电蓄能过程结束,多线圈强脉冲磁场发生装置将电磁场能转换为磁场能时,控制放电回路的IGBT导通,通过线圈的电流产生脉冲磁场进行治疗，当治疗结束后，通过放电接口可以实现同时放电，效率高，治疗效果好。

本发明产生的磁场更加均匀，治疗效果好，工作控制效率高，操作方便，安全性高，满足医院和病人的使用需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，包括开关电源、充电电源模组、充电控制电路、同步控制电路、储能模组、光电隔离电路、电流监测电路和多线圈组；所述充电电源模组与所述充电控制电路连接，所述充电控制电路与所述储能模组连接，所述充电控制电路以对所述储能模组进行充电控制，所述储能模组与所述多线圈组连接，所述开关电源与所述同步控制电路连接，所述同步控制电路分别与所述储能模组和所述光电隔离电路连接，所述同步控制电路以输出控制信号控制所述储能模组的蓄能，所述光电隔离电路与所述电流监测电路连接，所述电流监测电路与所述多线圈组连接；所述储能模组包括八个储能模块，所述多线圈组设在治疗床的下方，所述多线圈组包括两个主线圈和六个辅线圈，每个所述主线圈和每个所述辅线圈分别与一个所述储能模块连接，两个所述主线圈分别为第一主线圈和第二主线圈；所述第一主线圈叠加在所述第二主线圈上，所述第二主线圈设在治疗床下方，六个所述辅线圈均匀围绕在所述主线圈周围。

2.如权利要求1所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，每个储能模块包括第一储能单元、第二储能单元和第一开关，所述第一储能单元与所述第二储能单元串联，所述第一开关与所述第二储能单元并联，所述第一储能单元包括电容模组、泄放电路、IGBT模组、所述电容模组与所述IGBT模组串联，所述电容模组与所述泄放电路并联；所述IGBT模组包括第一场效应管和第二场效应管，所述电容模组包括多个第一电容，每个所述第一电容并联，所述泄放电路包括第三场效应管、第二开关和第一电阻；所述第一场效应管栅极与所述充电接口连接，所述第一场效应管源极与所述第一电容的一端、第一电阻的一端和所述第二场效应管的漏极连接，所述第二场效应管源极与所述多线圈组连接，所述第二场效应管栅极与所述放电接口连接，所述第一电阻的另一端与所述第三场效应管漏极和所述第二开关一端连接，所述第三场效应管栅极与所述电压泄压接口连接，所述第三场效应管栅极与所述第二开关的另一端和所述第一电容的另一端连接。

3.如权利要求2所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，还包括第一电压表和第二电压表，所述第一电压表与每个所述第一电容并联以测量所述第一电容的电压，所述第二电压表与所述储能模块并联以测量储能模块两端的电压。

4.如权利要求2所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，所述第二储能单元与所述第一储能单元的结构相同。

5.如权利要求1所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，还包括升降柱和支撑柱，所述第二主线圈设在所述升降柱上，每个所述辅线圈与所述支撑柱活动连接。

6.如权利要求5所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，所述第一主线圈包括第一电木板和第一铜管，所述第一电木板上顺时针开设有螺旋槽，所述第一铜管镶嵌在所述螺旋槽内。

7.如权利要求5所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，所述第二主线圈包括第二电木板和第二铜管，所述第二电木板上顺时针开设有螺旋槽，所述第二铜管嵌在所述螺旋槽内。

8.如权利要求6所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，每个所述辅线圈与所述第一主线圈结构相同。

9.如权利要求6-8任一项所述的一种多线圈强脉冲磁场发生装置，其特征在于，还包括循环泵、散热器和电机，所述第一铜管内和所述第二铜管内装有冷却液，所述循环泵与所述铜管连接，所述散热器和所述电机设在所述辅线圈周围。

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