CN115227971A - 一种自主神经电刺激器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自主神经电刺激器，通过控制器输出电压控制信号控制所述第一电压转换模块将所述供电输入端输入的供电信号转换为对应强度的电压信号，输出给所述输出控制模块；所述输出控制模块在所述控制器输出的脉冲控制信号控制下，将所述电压信号转换为双向脉冲信号输出，实现输出低频电脉冲输出，实现对自主神经的无创调节。通过控制器调节输出的电压控制信号的占空比和脉冲控制信号的脉宽和频率，控制双向脉冲信号的强度、脉宽和频率，实现对脉冲输出的动态调节。

Description

一种自主神经电刺激器
技术领域
本发明涉及医疗仪器技术领域，具体地说，涉及一种自主神经电刺激器。
背景技术
自主神经系统主要由交感神经系统和副交感神经系统组成，两者可拮抗、协同或独立地工作，从而调节除骨骼肌外所有器官、组织的非随意运动及分泌功能，维持机体正常生理活动和内环境稳态。自主神经系统失衡，即交感神经或副交感神经张力的异常增高或降低，可表现为静息心率增加(核心特征)、心率变异性下降、压力反射敏感性下降、肌肉交感神经活性增加、呼吸性窦性心律不齐以及运动后心率恢复异常。多项研究显示，自主神经功能失衡与多种疾病的发生发展密切相关，如心肌梗死后心律失常、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、糖尿病、慢性阻塞性肺病和帕金森病等，导致的不良临床事件包括：增加猝死风险，增加心血管并发症的风险，例如左室肥大、内皮功能障碍、动脉硬化恶化；对于脑卒中患者而言，还可能增加二次卒中的风险，导致更差的功能结局、临床结局以及预后不良。
因此，如何调节自主神经功能，对于多种疾病患者的临床和康复结局非常关键。现有技术中促进自主神经再平衡的方法包括抑制交感神经、阻断有关受体和刺激迷走神经。其中，药物例如：β受体阻滞剂可以调节心率，但可能导致不利的心血管、代谢、呼吸和中枢神经系统效应；去交感神经疗法可显著减少交感神经传入和传出信息传递，但是属于有创的干预手段。亟需一种高效、无创的自主神经调节手段。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种自主神经电刺激器，输出低频电脉冲刺激，实现对自主神经的无创调节。
本发明实施例提供的一种自主神经电刺激器，所述自主神经电刺激器包括控制器、第一电压转换模块和输出控制模块；
所述第一电压转换模块的输入端作为供电输入端，所述第一电压转换模块的控制端与所述控制器的第一输出端连接，所述第一电压转换模块的输出端与所述输出控制模块的输入端连接；
所述输出控制模块的控制端与所述控制器的第二输出端连接，所述输出控制模块的输出端用于输出脉冲信号；
所述控制器输出电压控制信号，控制所述第一电压转换模块将所述供电输入端输入的供电信号转换为对应强度的电压信号，输出给所述输出控制模块；
所述输出控制模块在所述控制器输出的脉冲控制信号控制下，将所述电压信号转换为双向脉冲信号输出。
优选地，所述第一电压转换模块包括反激式变压器、第一开关单元、第一二极管单元、第一电容单元、第一负载单元、第二负载单元和第三负载单元；
所述反激式变压器的一次绕组的输入端与所述第三负载单元的第一端连接，所述第三负载单元的第二端作为所述第一电压转换模块的输入端，所述反激式变压器的一次绕组的输出端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一开关单元的控制端作为所述第一电压转换模块的控制端，所述第一开关单元的输出端接地；
所述反激式变压器的二次绕组的输入端与所述第一二极管单元的阳极连接，所述第一二极管单元的阴极作为所述第一电压转换模块的输出端；
所述第一二极管单元的阴极通过所述第一电容单元接地，所述第一二极管单元的阴极与所述第一负载单元的输入端连接，所述第一负载单元的输出端接地；
所述反激式变压器的二次绕组的输出端通过所述第二负载单元接地；
所述控制器通过输出高低电平的电压控制信号，控制所述第一开关单元的导通/截止，以使所述第一电容单元在所述第一开关单元导通时存储所述反激式变压器的二次绕组的能量，并在所述第一开关单元截止时释放存储的能量，产生电压信号。
作为上述方案的改进，所述控制器通过改变输出的电压控制信号的占空比，调整所述第一开关单元导通时间与截止时间，控制所述第一电压转换模块输出的电压信号的电位。
优选地，所述第一电压转换模块还包括稳压管和第二电容单元；
所述稳压管的阴极与所述第一二极管单元的阴极连接，所述稳压管的阳极接地；
所述反激式变压器的一次绕组的输入端还通过所述第二电容单元接地。
作为一种优选方案，所述第一开关单元包括第一开关管、第一电阻和第二电阻；
所述第一开关管的输入端作为所述第一开关单元的输入端，所述第一开关管的控制端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端作为所述第一开关单元的控制端，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻与所述第一开关管的输出端连接，所述第一开关管的输出端作为所述第一开关单元的输出端。
优选地，所述第一负载单元包括第三电阻和第二开关子单元；
所述第三电阻的第一端作为所述第一负载单元的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关子单元的控制端与所述控制器的第三输出端连接，所述第二开关子单元的输出端作为所述第一负载单元的输出端；
所述控制器通过输出电位信号，控制所述第二开关子单元的导通/截止，以使所述第一负载单元间歇性导通。
作为上述方案的改进，所述第二开关子单元包括第二开关管、第四电阻和第五电阻；
所述第二开关管的输入端作为所述第二开关子单元的输入端，所述第二开关管的控制端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端作为所述第二开关子单元的控制端，所述第二开关管的控制端通过所述第五电阻与所述第二开关管的输出端连接，所述第二开关管的输出端作为所述第二开关子单元的输出端。
优选地，所述控制器还用于监测所述第一电压转换模块输出的电压信号，并将监测的电压信号与预设的电压值进行比较，根据比较结果调整输出的电压控制信号，以调节所述第一电压转换模块的电压信号。
作为上述方案的改进，所述控制器通过电压采集模块采集所述第一电压转换模块输出端的输出端；
所述电压采集模块包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三电容；
所述第六电阻的第一端作为所述电压采集模块的输入端，与所述第一电压转换模块的输出端连接，所述第六电阻的第二端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻的第二端还与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端作为所述电压采集的输出端，与所述控制器的数据采集端连接，所述第八电阻的第二端还通过所述第三电容接地。
作为上述方案的并列实施方案，所述控制器通过数字PID控制算法，将采集的电压信号作为输入量，将预设的电压值作为给定量，通过比例控制、积分控制和微分控制计算控制量；
根据计算得到的控制量对输出的电压控制信号进行脉宽调制，改变输出的电压控制型号的占空比。
优选地，所述输出控制模块包括第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第七开关单元、第八开关单元、第九开关单元、第十开关单元、第一分压单元和第二分压单元；
所述第三开关单元的输入端作为所述输出控制模块的输入端，所述第三开关单元的输出端作为所述输出控制模块的第一脉冲输出端，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的输入端连接，所述第四开关单元的控制端作为所述输出控制模块的第一控制端，所述第四开关单元的输出端接地；
所述第五开关单元的输入端与所述第三开关单元的输入端连接，所述第五开关单元的输出端作为所述输出控制模块的第二脉冲输出端，所述第五开关单元的控制端与所述第六开关单元的输入端连接，所述第六开关单元的控制端作为所述输出控制模块的第二控制端，所述第六开关单元的输出端接地；
所述第七开关单元的输入端与所述第三开关单元的输出端连接，所述第七开关单元的输出端接地，所述第七开关单元的控制端与所述第八开关单元的输入端连接，所述第八开关单元的输入端通过所述第一分压单元与所述第三开关单元的输入端连接，所述第八开关单元的控制端与所述第六开关单元的控制端连接，所述第八开关单元的输出端接地；
所述第九开关单元的输入端与所述第五开关单元的输出端连接，所述第九开关单元的输出端接地，所述第九开关单元的控制端与所述第十开关单元的输入端连接，所述第十开关单元的输入端通过所述第二分压单元与所述第三开关单元的输入端连接，所述第十开关单元的控制端与所述第四开关单元的控制端连接，所述第十开关单元的输出端接地；
所述控制器通过两路输出端分别输出两路峰值交错的脉冲信号给所述输出控制模块的第一控制端和第二控制端，控制所述输出控制模块中的开关单元导通/截止，以控制所述输出控制模块将其输入端输入的电压信号输出为相应强度的两路方向相反的脉冲信号，分别通过所述第一脉冲输出端和所述第二脉冲输出端输出。
优选地，所述控制器通过调整输出给所述输出控制模块输出的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率，对应控制所述输出控制模块输出的脉冲信号的脉冲宽度与频率。
作为一种优选方案，所述第三开关单元包括第九电阻、第十电阻和第三开关管；
所述第三开关管的输入端作为所述第三开关单元的输入端，所述第三开关管的输出端作为所述第三开关单元的输出端，所述第三开关管的输入端还通过所述第九电阻与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的控制端还与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端作为所述第三开关单元的控制端；
所述第四开关单元包括第十一电阻、第十二电阻和第四开关管；
所述第四开关管的输入端作为所述第四开关单元的输入端，所述第四开关管的输出端作为所述第四开关单元的输出端，所述第四开关管的控制端还通过所述第十一电阻与所述第四开关管的输出端连接，所述第四开关管的控制端还与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端作为所述第四开关单元的控制端。
优选地，所述第五开关单元包括第十三电阻、第十四电阻和第五开关管；
所述第五开关管的输入端作为所述第五开关单元的输入端，所述第五开关管的输出端作为所述第五开关单元的输出端，所述第五开关管的输入端还通过所述第十三电阻与所述第五开关管的控制端连接，所述第五开关管的控制端还与所述第十四电阻的第一端连接，所述第十四电阻的第二端作为所述第五开关单元的控制端；
所述第六开关单元包括第十五电阻、第十六电阻和第六开关管；
所述第六开关管的输入端作为所述第六开关单元的输入端，所述第六开关管的输出端作为所述第六开关单元的输出端，所述第六开关管的控制端还通过所述第十五电阻与所述第六开关管的输出端连接，所述第六开关管的控制端还与所述第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端作为所述第六开关单元的控制端。
优选地，所述第七开关单元包括第十七电阻和第七开关管；
所述第七开关管的输入端作为所述第七开关单元的输入端，所述第七开关管的输出端作为所述第七开关单元的输出端，所述第七开关管的控制端还与所述第十七电阻的第一端连接，所述第十七电阻的第二端作为所述第七开关单元的控制端；
所述第一分压单元包括第十八电阻，所述第八开关单元包括第十九电阻、第二十电阻和第八开关管；
所述第八开关管的输入端作为所述第八开关单元的输入端，所述第八开关管的输出端作为所述第八开关单元的输出端，所述第八开关管的控制端还通过所述第十九电阻与所述第八开关管的输出端连接，所述第八开关管的控制端还与所述第二十电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端作为所述第八开关单元的控制端。
优选地，所述第九开关单元包括第二十一电阻和第九开关管；
所述第九开关管的输入端作为所述第九开关单元的输入端，所述第九开关管的输出端作为所述第九开关单元的输出端，所述第九开关管的控制端还与所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十一电阻的第二端作为所述第九开关单元的控制端；
所述第二分压单元包括第二十二电阻，所述第十开关单元包括第二十三电阻、第二十四电阻和第十开关管；
所述第十开关管的输入端作为所述第十开关单元的输入端，所述第十开关管的输出端作为所述第十开关单元的输出端，所述第十开关管的控制端还通过所述第二十三电阻与所述第十开关管的输出端连接，所述第十开关管的控制端还与所述第二十四电阻的第一端连接，所述第二十四电阻的第二端作为所述第十开关单元的控制端。
优选地，所述控制器通过控制输出给所述第一电压转换模块的电压控制信号的占空比以及输出给所述输出控制模块的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率，控制所述输出控制模块输出脉冲宽度为200us、脉冲频率为2hz、最大脉冲电压90V的双向脉冲方波信号。
优选地，所述自主神经电刺激器还包括电池和第二电压转换模块；
所述电池用于输出供电信号给所述第二电压转换模块，并输出供电信号给所述供电输入端；
所述第二电压转换模块将输入的供电信号转化为预设强度的电压信号，输出给所述控制器的电源端；
所述电池还配置有充电模块。
作为一种优选方案，所述控制器、所述第一电压转换模块和所述输出控制模块配置于所述自主神经电刺激器的无线电极中；
所述自主神经电刺激器还配置有主控制器；
所述主控制器通过蓝牙/wifi与所述无线电极的控制器连接，用于控制所述控制器输出的电压控制信号和脉冲控制信号，以改变输出的脉冲信号的参数。
作为上述方案的改进，所述主控制器获取用户输入的身份信息，向云端预建的参数数据库中，查询所述身份信息对应的个人信息；所述个人信息包括个人生理参数；
将所述个人生理参数中的每一参数与预设的正常参数范围进行对比，根据比对结果计算对应的控制参数，根据所述控制参数输出控制信号，以控制所述控制器输出的电压控制信号的占空比和所述脉冲控制信号的脉宽和频率。
进一步，所述主控制器计算对应的控制参数的过程具体包括：
判断所述个人生理参数是否在所述正常参数范围内；
若是，则输出预设的控制参数；
若否，计算所述个人生理参数与所述正常参数范围的偏差值，根据计算得到的偏差值输出对应数值的控制参数。
作为上述方案的改进，所述主控制器将输出给所述控制器的控制参数上传至云端的数据库中，以使所述云端的数据库存储对应每一身份信息对应的控制参数。
本发明提供的一种自主神经电刺激器，通过控制器输出电压控制信号控制所述第一电压转换模块将所述供电输入端输入的供电信号转换为对应强度的电压信号，输出给所述输出控制模块；所述输出控制模块在所述控制器输出的脉冲控制信号控制下，将所述电压信号转换为双向脉冲信号输出，实现输出低频电脉冲输出，实现对自主神经的无创调节。通过控制器调节输出的电压控制信号的占空比和脉冲控制信号的脉宽和频率，控制双向脉冲信号的强度、脉宽和频率，实现对脉冲输出的动态调节。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种自主神经电刺激器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电压转换模块的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种电压采集模块的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种增量式PID控制算法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种输出控制模块的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的两路脉冲控制信号的波形示意图；
图7是本发明实施例提供的双向脉冲方波信号的波形示意图；
图8是本发明另一实施例提供的一种自主神经电刺激器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1，是本发明实施例提供的一种自主神经电刺激器的结构示意图，所述自主神经电刺激器包括控制器、第一电压转换模块和输出控制模块；
所述第一电压转换模块的输入端作为供电输入端，所述第一电压转换模块的控制端与所述控制器的第一输出端连接，所述第一电压转换模块的输出端与所述输出控制模块的输入端连接；
所述输出控制模块的控制端与所述控制器的第二输出端连接，所述输出控制模块的输出端用于输出脉冲信号；
所述控制器用于电压控制信号，控制所述第一电压转换模块将所述供电输入端输入的供电信号转换为对应强度的电压信号，输出给所述输出控制模块；
所述输出控制模块在所述控制器输出的脉冲控制信号控制下，将所述电压信号转换为双向脉冲信号输出。
在本实施例具体实施时，所述自主神经电刺激器的第一电压转换模块的输入端IN1作为供电输入端VCC，第一电压转换模块的控制端CON1与控制器的第一输出端I/O1连接，第一电压转换模块的输出端OUT1与输出控制模块的输入端IN2连接；
输出控制模块的控制端CON2与控制器的第二输出端I/O2连接，输出控制模块的输出端作为脉冲输出端，用于输出脉冲信号。
控制器用于电压控制信号，控制第一电压转换模块将供电输入端VCC输入的供电信号转换为对应强度的电压信号VD1，通过输出端OUT1输出给输出控制模块的输入端IN2；
控制器还通过第二输出端I/O2输出脉冲控制信号给输出控制模块，以使输出控制模块根据脉冲控制信号将第一电压转换模块输出的电压信号转化为双向脉冲信号输出。
所述双向脉冲信号通过两个电极片与人体连接，用于对人体进行电刺激治疗。
所述控制器输出的电压控制信号和脉冲控制信号分别控制电压信号的强度和双向脉冲信号的参数，实现输出低频电脉冲输出，实现对自主神经的无创调节。
实施例二
在本发明提供的又一实施例中，所述第一电压转换模块包括反激式变压器、第一开关单元、第一二极管单元、第一电容单元、第一负载单元、第二负载单元和第三负载单元；
所述反激式变压器的一次绕组的输入端与所述第三负载单元的第一端连接，所述第三负载单元的第二端作为所述第一电压转换模块的输入端，所述反激式变压器的一次绕组的输出端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一开关单元的控制端作为所述第一电压转换模块的控制端，所述第一开关单元的输出端接地；
所述反激式变压器的二次绕组的输入端与所述第一二极管单元的阳极连接，所述第一二极管单元的阴极作为所述第一电压转换模块的输出端；
所述第一二极管单元的阴极通过所述第一电容单元接地，所述第一二极管单元的阴极与所述第一负载单元的输入端连接，所述第一负载单元的输出端接地；
所述反激式变压器的二次绕组的输出端通过所述第二负载单元接地；
所述控制器通过输出高低电平的电压控制信号，控制所述第一开关单元的导通/截止，以使所述第一电容单元在所述第一开关单元导通时存储所述反激式变压器的二次绕组的能量，并在所述第一开关单元截止时释放存储的能量，产生电压信号。
在本实施例具体实施时，参见图2，是本发明实施例提供的一种电压转换模块的结构示意图；
第一电压转换模块包括反激式变压器T、第一开关单元Q1、第一二极管单元D1、第一电容单元C1、第一负载单元R1、第二负载单元R2和第三负载单元R3；
反激式变压T器的一次绕组的输入端第三负载单元R3的第一端连接，第三负载单元R3的第二端作为所述第一电压转换模块的输入端IN1，反激式变压器T的一次绕组的输出端与第一开关单元Q1的输入端连接，第一开关单元Q1的控制端作为第一电压转换模块的控制端，第一开关单元Q1的输出端接地；
需要说明的是，在图2中，所述第二负载单元具体为一电阻器，在其他实施例中，所述第二负载单元可由若干电阻器组成的器件或其他具有阻抗功能的器件。
反激式变压器T的二次绕组的输入端与第一二极管单元D1的阳极连接，第一二极管单元D1的阴极作为第一电压转换模块的输出端；
需要说明的是，在图2中，所述第一二极管单元具体为一二极管，在其他实施例中，所述第一二极管单元可由若干二极管组成的器件或其他具有单向单通功能的器件。
第一二极管单元D1的阴极通过第一电容单元C1接地，第一二极管单元D1的阴极与第一负载单元R1的输入端连接，第一负载单元R1的输出端接地；
需要说明的是，在图2中，所述第一电容单元具体为一电容器，在其他实施例中，所述第一电容单元可由若干电容器组成的器件或其他具有容抗功能的器件。
反激式变压器T的二次绕组的输出端通过第二负载单元R2接地；
需要说明的是，在图2中，所述第三负载单元具体为一电阻器，在其他实施例中，所述第三负载单元可由若干电阻器组成的器件或其他具有阻抗功能的器件。
利用第一开关单元的导通/截止特性，使得电路实现电压输出，第一电压转换模块具体工作原理为：以使第一电容单元C1在第一开关单元Q1导通时存储反激式变压器T的二次绕组的能量，并在第一开关单元Q1截止时释放存储的能量，产生电压信号。
第一电压转换模块采用反激升压的方案，反激式变压器的一次绕组和二次绕组的极性相反，控制器通过输出高低电平的电压控制信号，控制第一开关单元Q1的导通/截止；电压控制信号使第一开关单元导通时，反激式变压器原边电感电流开始上升，此时由于次级同名端的关系，电流方向与所述第一二极管单元的极性相反，第一二极管单元截止，反激式变压器的二次绕组不构成回路，通过所述第一电容单元存储反激式变压器的能量，负载由输出电容提供能量。电压控制信号使第一开关单元导通时，反激式变压器原边电感感应电压反向，电流方向与所述第一二极管单元的极性相同，此时第一二极管单元导通，反激式变压器的二次绕组构成回路，第一电容单元释放能量给负载供电，同时对第一电容单元，补充刚刚损失的能量。
通过反激式变压器存储并释放能够，实现对输入端的供电信号进行升压输出。
实施例三
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器通过改变输出的电压控制信号的占空比，调整所述第一开关单元导通时间与截止时间，控制所述第一电压转换模块输出的电压信号的电位。
在本实施例具体实施时，控制器通过改变输出的电压控制信号的占空比，即高点平脉宽和低电平脉宽之间的比值，能够控制第一开关单元导通/截止时间，进而控制反激式变压器的电流方向时间，控制第一电容单元储存能量与释放能量的时间，通过改变占空比，能够控制第一电容单元存储能量的时间，存储能量的时间越久，释放能量越多，对应输出的电压越高，因此通过改变输出的电压控制信号的占空比，可以实现输出电压信号的电位的控制。
通过控制器输出的电压控制信号，改变电压信号的电位，实现对输出的脉冲信号的控制。
实施例四
在本发明提供的又一实施例中，所述第一电压转换模块还包括稳压管和第二电容单元；
所述稳压管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，所述稳压管的阳极接地；
所述反激式变压器的一次绕组的输入端还通过所述第二电容单元接地。
在本实施例具体实施时，参见图2，第一电压转换模块还包括稳压管D2和第二电容单元C2；
稳压管D2的阴极与第一二极管单元D1的阴极连接，所述稳压管的阳极接地；
反激式变压器的一次绕组的输入端还通过所述第二电容单元C2接地。
通过稳压管维持第一二极管单元的阴极的电压，也保证第一电容在存储能量存储中两极板间电压不至于过高，提高第一电压转换模块的安全性能。
通过第二电容单元将反激式变压器的一次绕组的输入端接地，保证反激式变压器在电路导通与截止过程中，线圈能量释放与消耗，减少对电路其他元件的损伤，提高安全性能。
实施例五
在本发明提供的又一实施例中，所述第一开关单元包括第一开关管、第一电阻和第二电阻；
所述第一开关管的输入端作为所述第一开关单元的输入端，所述第一开关管的控制端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端作为所述第一开关单元的控制端，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻与所述第一开关管的输出端连接，所述第一开关管的输出端作为所述第一开关单元的输出端。
在本实施例具体实施时，参见图2，第一开关单元Q1包括第一开关管q1、第一电阻r1和第二电阻r2；第一开关管q1的输入端作为第一开关单元Q1的输入端，第一开关管q1的控制端与第一电阻r1的第一端连接，第一电阻r1的第二端作为第一开关单元Q1的控制端，用于连接电压控制信号，第一开关管q1的控制端通过第二电阻r2与第一开关管q1的输出端连接，第一开关管q1的输出端作为第一开关单元Q1的输出端。
需要说明的是，在图2中第一开关管具体为一三极管，在其他实施例中，第一开关管可由其他具有开关组成，例如，MOS管和场效应管等。
通过第一开关管的导通/关断对反激式变压器的供电，通过第一电阻和第二电阻的分压，在电压控制信号为高电平时满足第一开关管的导通条件，在电压控制信号为低电平时截止，实现对第一开关单元的控制，并通过电阻对通过第一开关管的导通电流进行限流，提高第一开关单元的稳定性。
实施例六
在本发明提供的又一实施例中，所述第一负载单元包括第三电阻和第二开关子单元；
所述第三电阻的第一端作为所述第一负载单元的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关子单元的控制端与所述控制器的第三输出端连接，所述第二开关子单元的输出端作为所述第一负载单元的输出端；
所述控制器通过输出电位信号，控制所述第二开关子单元的导通/截止，以使所述第一负载单元间歇性导通。
在本实施例具体实施时，参见图2，第一负载单元R1包括第三电阻r3和第二开关子单元Q2；第三电阻r3的第一端作为第一负载单元R1的输入端，用于连接第一电压转换模块的输出端，第三电阻r3的第二端与第二开关子单元Q2的输入端连接，第二开关子单元Q2的控制端作为第一电压转换模块的第二控制端CON3，与控制器的第三输出端连接，第二开关子单元Q2的输出端作为第一负载单元R1的输出端；
第三电阻为假负载，在反激式变压器空载的情况下，在某些工作点处会发生振荡现象，表现为反激式变压器的啸叫或输出的不稳定，这是由于空载或轻载时第一开关单元瞬时开通时间过大，造成输出能量太大，因此电压过冲也很大。但若将第一负载单元设计为大阻抗的负载会使反激式变压器的电源效率降低，而且即使在轻载的情况下，在某一特定工作点也有可能发生振荡。而且由于本设计为锂电池供电，如果一直接上假负载，会比较耗电。
这种情况下输出端需要较长的时间去恢复到正常电压，因此第一负载单元需要停止一段时间，这样第一负载单元工作于间歇性工作模式。
为了解决振荡而将第一负载单元设计为假负载，这样通过控制第二开关子单元导通/截止，使得电压过冲减小或消失。
通过将第一负载单元设计为可选择接通的假负载，根据开关电源的工作情况，控制器通过输出电位信号，控制所述第二开关子单元的导通/截止，以使所述第一负载单元间歇性导通，实现假负载，减缓电压过冲。
实施例七
在本发明提供的又一实施例中，所述第二开关子单元包括第二开关管、第四电阻和第五电阻；
所述第二开关管的输入端作为所述第二开关子单元的输入端，所述第二开关管的控制端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端作为所述第二开关子单元的控制端，所述第二开关管的控制端通过所述第五电阻与所述第二开关管的输出端连接，所述第二开关管的输出端作为所述第二开关子单元的输出端。
在本实施例具体实施时，第二开关子单元Q2包括第二开关管q2、第四电阻r4和第五电阻r5；
第二开关管q2的输入端作为第二开关子单元Q2的输入端，第二开关管q2的控制端与第四电阻r4的第一端连接，第四电阻r4的第二端作为第二开关子单元Q2的控制端，第二开关管q2的控制端通过第五电阻r5与第二开关管q2的输出端连接，第二开关管q2的输出端作为第二开关子单元Q2的输出端。
需要说明的是，在图2中第二开关管具体为一三极管，在其他实施例中，第一开关管可由其他具有开关组成，例如，MOS管和场效应管等。
通过第二开关管的导通/关断，控制第一负载单元是否接入电路；通过第四电阻和第五电阻的分压，在控制器输出的电位信号为高电平时满足第二开关管的导通条件，在电位信号为低电平时截止，实现对第一开关单元的控制，并通过电阻对通过第二开关管的导通电流进行限流，提高第二开关单元的稳定性。
实施例八
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器还用于监测所述第一电压转换模块输出的电压信号，并将监测的电压信号与预设的电压值进行比较，根据比较结果调整输出的电压控制信号，以调节所述第一电压转换模块的电压信号。
在本实施例具体实施时，为了达到预定的强度的脉冲输出，控制器通过电路设计的元件参数进行计算，得到输出电压控制信号的占空比，以实现对应强度的脉冲输出；
但在实际工作过程中，受到元器件的实际参数和标定参数误差影响，以及电路工作状态的偏差，导致第一电压转换模块输出的电压信号的电压强度存在一定的偏差；
需要通过控制器监测第一电压转换模块输出端输出的电压信号，将监测的电压信号与预设的电压值进行比较，根据比较结果调整输出的电压控制信号，在电压信号的电压存在偏差时，通过主控制器的监测，控制输出的电压控制信号的占空比，以调节所述第一电压转换模块的电压信号，维持第一电压转换模块输出的电压信号的准确，提高输出的脉冲信号强度的稳定性。
实施例九
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器通过电压采集模块采集所述第一电压转换模块输出端的输出端；
所述电压采集模块包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三电容；
所述第六电阻的第一端作为所述电压采集模块的输入端，与所述第一电压转换模块的输出端连接，所述第六电阻的第二端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻的第二端还与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端作为所述电压采集的输出端，与所述控制器的数据采集端连接，所述第八电阻的第二端还通过所述第三电容接地。
在本实施例具体实施时，参见图3，是本发明实施例提供的一种电压采集模块的结构示意图；电压采集模块包括第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8和第三电容C3；第六电阻r6的第一端作为电压采集模块的输入端，与第一电压转换模块的输出端连接，第六电阻r6的第二端通过第七电阻r7接地，第六电阻r6的第二端还与第八电阻r8的第一端连接，第八电阻r8的第二端作为电压采集的输出端，与控制器的数据采集端GPIO连接，第八电阻r8的第二端还通过第三电容C3接地。
第一电压转换模块输出的电压信号经过第六电阻和第七电阻的分压后接入控制器的数据采集端，并通过第三电容进行滤波，提高检测的电压信号的稳定性。
实施例十
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器通过数字PID控制算法，将采集的电压信号作为输入量，将预设的电压值作为给定量，通过比例控制、积分控制和微分控制计算控制量；
根据计算得到的控制量对输出的电压控制信号进行脉宽调制，改变输出的电压控制型号的占空比。
在本实施例具体实施时，控制器采用数字PID控制算法，通过过比例控制、积分控制和微分控制计算控制量；
比例控制，控制当前，将误差值和一个负常数P(表示比例)相乘，然后和预定的值相加。
积分控制，控制过去，误差值是过去一段时间的误差和，然后乘以一个负常数I，然后和预定值相加。
微分控制，控制将来，计算误差的一阶导，并和一个负常数D相乘，最后和预定值相加；
在本实施例中，采用了增量式PID控制算法，参见图4，是本发明实施例提供的一种增量式PID控制算法的流程示意图。
将采集的电压信号作为输入量y，将预设的电压值作为给定量r，通过比例，积分，微分的线性组合，构成控制量u；
具体计算过程为：
Figure BDA0003768939600000131
其中：
Figure BDA0003768939600000132
D(s)为数字PID控制算法的控制器。在数字PID控制算法系统中，D(s)完成PID控制规律，称为PID控制器。PID控制器是一种线性控制器，构建采集的电压信号作为输入量y(t)和预设的电压值作为给定量r(t)之间的误差的时间函数：e(t)＝r(t)-y(t)；
时间函数e(t)为的比例，积分，微分的线性组合，构成控制量u(t)，称为比例积分微分控制。
根据计算得到的控制量对输出的电压控制信号进行脉宽调制，改变输出的电压控制型号的占空比。
第一电压转换模块的反馈控制的方案包括脉宽调制和数字PID控制，采用能自动调节升压后的电压值，更能精确的控制输出电压。就算各个器件参数发生了变化，CPU也能智能的自动调节到合适的点。
控制器通过数字PID控制算法可以精确的控制输出电压，即使器件参数发生了变化，反馈控制技术也可以使输出电压稳定在预期的范围内，提高脉冲输出的稳定性。
实施例十一
在本发明提供的又一实施例中，所述输出控制模块包括第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第七开关单元、第八开关单元、第九开关单元、第十开关单元、第一分压单元和第二分压单元；
所述第三开关单元的输入端作为所述输出控制模块的输入端，所述第三开关单元的输出端作为所述输出控制模块的第一脉冲输出端，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的输入端连接，所述第四开关单元的控制端作为所述输出控制模块的第一控制端，所述第四开关单元的输出端接地；
所述第五开关单元的输入端与所述第三开关单元的输入端连接，所述第五开关单元的输出端作为所述输出控制模块的第二脉冲输出端，所述第五开关单元的控制端与所述第六开关单元的输入端连接，所述第六开关单元的控制端作为所述输出控制模块的第二控制端，所述第六开关单元的输出端接地；
所述第七开关单元的输入端与所述第三开关单元的输出端连接，所述第七开关单元的输出端接地，所述第七开关单元的控制端与所述第八开关单元的输入端连接，所述第八开关单元的输入端通过所述第一分压单元与所述第三开关单元的输入端连接，所述第八开关单元的控制端与所述第六开关单元的控制端连接，所述第八开关单元的输出端接地；
所述第九开关单元的输入端与所述第五开关单元的输出端连接，所述第九开关单元的输出端接地，所述第九开关单元的控制端与所述第十开关单元的输入端连接，所述第十开关单元的输入端通过所述第二分压单元与所述第三开关单元的输入端连接，所述第十开关单元的控制端与所述第四开关单元的控制端连接，所述第十开关单元的输出端接地；
通过第一分压单元和第二分压单元将VD1处电压进行降压，保证第七开关单元和第九开关单元的控制端和输入端间满足导通电压差，保证电路运行稳定；并且第一分压单元和第二分压单元还能够避免第八开关单元和第九开关单元直接接地，起到限流作用。
所述控制器通过两路输出端分别输出两路峰值交错的脉冲信号给所述输出控制模块的第一控制端和第二控制端，控制所述输出控制模块中的开关单元导通/截止，以控制所述输出控制模块将其输入端输入的电压信号输出为相应强度的两路方向相反的脉冲信号，分别通过所述第一脉冲输出端和所述第二脉冲输出端输出。
在本实施例具体实施时，参见图5，是本发明实施例提供的一种输出控制模块的结构示意图；所述输出控制模块包括第三开关单元Q3、第四开关单元Q4、第五开关单元Q5、第六开关单元Q6、第七开关单元Q7、第八开关单元Q8、第九开关单元Q9、第十开关单元Q10、第一分压单元A1和第二分压单元A2；
第三开关单元Q3的输入端作为输出控制模块的输入端IN2，与第一电压转换模块的输出端连接，用于输入电压信号VD1，第三开关单元Q3的输出端作为输出控制模块的第一脉冲输出端CHIPV，用于输出正常脉冲信号，第三开关单元Q3的控制端与第四开关单元Q4的输入端连接，第四开关单元Q4的控制端作为输出控制模块的第一控制端SIGI+，用于输入控制器的一路脉冲控制信号，第四开关单元Q4的输出端接地；
第五开关单元Q5的输入端与第三开关单元Q3的输入端连接，第五开关单元Q5的输出端作为输出控制模块的第二脉冲输出端CHINV，用于输出负向脉冲信号；第五开关单元Q5的控制端与第六开关单元Q6的输入端连接，第六开关单元Q6的控制端作为输出控制模块的第二控制端SIGI-，用于输入控制器的一路脉冲控制信号，第六开关单元Q6的输出端接地；
第七开关单元Q7的输入端与第三开关单元Q3的输出端连接，第七开关单元Q7的输出端接地，第七开关单元Q7的控制端与第八开关单元Q8的输入端连接，第八开关单元Q8的输入端通过第一分压单元A1与第三开关单元Q3的输入端连接，第八开关单元Q8的控制端与第六开关单元Q6的控制端连接，第八开关单元Q8的输出端接地；
第九开关单元Q9的输入端与第五开关单元Q5的输出端连接，第九开关单元Q9的输出端接地，第九开关单元Q9的控制端与第十开关单元Q10的输入端连接，第十开关单元Q10的输入端通过第二分压单元A2与第三开关单元Q3的输入端连接，第十开关单元Q10的控制端与第四开关单元Q4的控制端连接，第十开关单元Q10的输出端接地；
参见图6，是本发明实施例提供的两路脉冲控制信号的波形示意图；通过控制器输出给第一控制端SIGI+和第二控制端SIGI-的脉冲控制信号的高低电位信号，别控制斜对角的开关单元导通与关闭，以控制输入端输入的电压信号VD1输出线路，将输入端输入的电压信号VD1输出为相应强度的两路方向相反的脉冲信号，分别通过第一脉冲输出端和第一脉冲输出端输出。
实施例十二
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器通过调整输出给所述输出控制模块输出的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率，对应控制所述输出控制模块输出的脉冲信号的脉冲宽度与频率。
在本实施例具体实施时，控制器通过调整输出给所述输出控制模块输出的两路脉冲信号的脉冲宽度，来控制斜对角的开关管的导通时间，控制输出的脉冲宽度；控制器通过调整输出的两路脉冲信号的频率，对应控制所述输出控制模块输出的脉冲信号的频率。
通过控制器输出的脉冲控制信号能够实现对输出脉冲信号的脉宽和频率控制，实现电刺激器的脉冲参数可调。
实施例十三
在本发明提供的又一实施例中，所述第三开关单元包括第九电阻、第十电阻和第三开关管；
所述第三开关管的输入端作为所述第三开关单元的输入端，所述第三开关管的输出端作为所述第三开关单元的输出端，所述第三开关管的输入端还通过所述第九电阻与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的控制端还与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端作为所述第三开关单元的控制端；
所述第四开关单元包括第十一电阻、第十二电阻和第四开关管；
所述第四开关管的输入端作为所述第四开关单元的输入端，所述第四开关管的输出端作为所述第四开关单元的输出端，所述第四开关管的控制端还通过所述第十一电阻与所述第四开关管的输出端连接，所述第四开关管的控制端还与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端作为所述第四开关单元的控制端。
在本实施例具体实施时，参见图5，第三开关单元Q3包括第九电阻r9、第十电阻r10和第三开关管q3；
第三开关管q3的输入端作为第三开关单元Q3的输入端，第三开关管q3的输出端作为第三开关单元Q3的输出端，用于输入电压信号VD1，第三开关管q3的输入端还通过第九电阻r9与第三开关管q3的控制端连接，第三开关管q3的控制端还与第十电阻r10的第一端连接，第十电阻r10的第二端作为第三开关单元Q3的控制端，用于输入一路脉冲控制信号；
第四开关单元Q4包括第十一电阻r11、第十二电阻r12和第四开关管q4；
第四开关管q4的输入端作为第四开关单元Q4的输入端，第四开关管q4的输出端作为第四开关单元Q4的输出端，第四开关管q4的控制端还通过第十一电阻r11与第四开关管q4的输出端连接，第四开关管q4的控制端还与第十二电阻r12的第一端连接，第十二电阻r12的第二端作为第四开关单元Q4的控制端，用于输入一路脉冲控制信号。
需要说明的是，图5中开关管均以三极管为例说明其连接关系，在其他实施例中，开关管可为MOS管或场效应管，不影响方案具体实施，连接关系与本申请类似，在此不作赘述。
通过在第三开关管的控制端和输入端间配置的电阻、第四开关管的控制端和输出端配置的电阻、以及开关管的控制端配置的电阻，使得无论任一开关管的导通/截止状态如何，输入的电压信号均通过负载电阻接地，进行限流，避免电流过大，导致开关管损坏，提高电路安全性能。
实施例十四
在本发明提供的又一实施例中，所述第五开关单元包括第十三电阻、第十四电阻和第五开关管；
所述第五开关管的输入端作为所述第五开关单元的输入端，所述第五开关管的输出端作为所述第五开关单元的输出端，所述第五开关管的输入端还通过所述第十三电阻与所述第五开关管的控制端连接，所述第五开关管的控制端还与所述第十四电阻的第一端连接，所述第十四电阻的第二端作为所述第五开关单元的控制端；
所述第六开关单元包括第十五电阻、第十六电阻和第六开关管；
所述第六开关管的输入端作为所述第六开关单元的输入端，所述第六开关管的输出端作为所述第六开关单元的输出端，所述第六开关管的控制端还通过所述第十五电阻与所述第六开关管的输出端连接，所述第六开关管的控制端还与所述第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端作为所述第六开关单元的控制端。
在本实施例具体实施时，参见图5，第五开关单元Q5包括第十三电阻r13、第十四电阻r14和第五开关管q5；
第五开关管q5的输入端作为第五开关单元Q5的输入端，第五开关管q5的输出端作为第五开关单元Q5的输出端，第五开关管q5的输入端还通过第十三电阻r13与第五开关管q5的控制端连接，第五开关管q5的控制端还与第十四电阻r14的第一端连接，第十四电阻r14的第二端作为第五开关单元Q5的控制端；
第六开关单元Q6包括第十五电阻r15、第十六电阻r16和第六开关管q6；
第六开关管q6的输入端作为第六开关单元Q6的输入端，第六开关管q6的输出端作为第六开关单元Q6的输出端，第六开关管q6的控制端还通过第十五电阻r15与第六开关管q6的输出端连接，第六开关管q6的控制端还与第十六电阻r16的第一端连接，第十六电阻r16的第二端作为第六开关单元Q6的控制端。
需要说明的是，在图5中开关管均以三极管为例说明其连接关系，在其他实施例中，开关管可为MOS管或场效应管，不影响方案具体实施，连接关系与本申请类似，在此不作赘述。
通过在第五开关管的控制端和输入端间配置的电阻、第六开关管的控制端和输出端配置的电阻、以及开关管的控制端配置的电阻，使得无论任一开关管的导通/截止状态如何，输入的电压信号均通过负载电阻接地，进行限流，避免电流过大，导致开关管损坏，提高电路安全性能。
实施例十五
在本发明提供的又一实施例中，所述第七开关单元包括第十七电阻和第七开关管；
所述第七开关管的输入端作为所述第七开关单元的输入端，所述第七开关管的输出端作为所述第七开关单元的输出端，所述第七开关管的控制端还与所述第十七电阻的第一端连接，所述第十七电阻的第二端作为所述第七开关单元的控制端；
所述第一分压单元包括第十八电阻，所述第八开关单元包括第十九电阻、第二十电阻和第八开关管；
所述第八开关管的输入端作为所述第八开关单元的输入端，所述第八开关管的输出端作为所述第八开关单元的输出端，所述第八开关管的控制端还通过所述第十九电阻与所述第八开关管的输出端连接，所述第八开关管的控制端还与所述第二十电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端作为所述第八开关单元的控制端。在本实施例具体实施时，第七开关单元Q7包括第十七电阻r17和第七开关管q7；
第七开关管q7的输入端作为第七开关单元Q7的输入端，第七开关管q7的输出端作为第七开关单元Q7的输出端，第七开关管q7的控制端还与第十七电阻r17的第一端连接，第十七电阻r17的第二端作为第七开关单元Q7的控制端；
第一分压单元A1包括第十八电阻r18，第八开关单元Q8包括,第十九电阻r19、第二十电阻r20和第八开关管q8；
第十八电阻r18的第一端与第三开关单元Q3的输入端连接，第十八电阻r18的第二端与第七开关单元Q7的控制端及第八开关单元Q8的输入端连接；
第八开关管q8的输入端作为第八开关单元Q8的输入端，第八开关管q8的输出端作为第八开关单元Q8的输出端，第八开关管q8的控制端还通过第十九电阻r19与第八开关管q8的输出端连接，第八开关管q8的控制端还与第二十电阻r20的第一端连接，第二十电阻r20的第二端作为第八开关单元Q8的控制端。
需要说明的是，在图5中开关管均以三极管为例说明其连接关系，在其他实施例中，开关管可为MOS管或场效应管，不影响方案具体实施，连接关系与本申请类似，在此不作赘述。
通过在第七开关管的控制端配置的电阻、第八开关管的输入端、控制端和输出端配置的电阻、以及第八开关管的控制端配置的电阻，使得无论任一开关管的导通/截止状态如何，输入的电压信号均通过负载电阻接地，进行限流，避免电流过大，导致开关管损坏，提高电路安全性能。
实施例十六
在本发明提供的又一实施例中，所述第九开关单元包括第二十一电阻和第九开关管；
所述第九开关管的输入端作为所述第九开关单元的输入端，所述第九开关管的输出端作为所述第九开关单元的输出端，所述第九开关管的控制端还与所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十一电阻的第二端作为所述第九开关单元的控制端；
所述第二分压单元包括第二十二电阻，所述第十开关单元包括第二十三电阻、第二十四电阻和第十开关管；
所述第十开关管的输入端作为所述第十开关单元的输入端，所述第十开关管的输出端作为所述第十开关单元的输出端，所述第十开关管的控制端还通过所述第二十三电阻与所述第十开关管的输出端连接，所述第十开关管的控制端还与所述第二十四电阻的第一端连接，所述第二十四电阻的第二端作为所述第十开关单元的控制端。在本实施例具体实施时，第九开关单元Q9包括第二十一电阻r21和第九开关管q9；
第九开关管q9的输入端作为第九开关单元Q9的输入端，第九开关管q9的输出端作为第九开关单元Q9的输出端，第九开关管q9的控制端还与第二十一电阻r21的第一端连接，第二十一电阻r21的第二端作为第九开关单元Q9的控制端；
第二分压单元A2包括第二十二电阻r22，第十开关单元Q10包括第二十三电阻r23、第二十四电阻r24和第十开关管q10；
第二十二电阻r22的第一端与第三开关单元Q3的输入端连接，第二十二电阻r22的第二端与第九开关单元Q9的控制端及第十开关单元Q10的输入端连接；
第十开关管q10的输入端作为第十开关单元Q10的输入端，第十开关管q10的输出端作为第十开关单元Q10的输出端，第十开关管q10的控制端还通过第二十三电阻r23与第十开关管q10的输出端连接，第十开关管q10的控制端还与第二十四电阻r24的第一端连接，第二十四电阻r24的第二端作为第十开关单元Q10的控制端。
需要说明的是，在图5中开关管均以三极管为例说明其连接关系，在其他实施例中，开关管可为MOS管或场效应管，不影响方案具体实施，连接关系与本申请类似，在此不作赘述。
通过在第九开关管的控制端配置的电阻、第十开关管的输入端、控制端和输出端配置的电阻、以及第十开关管的控制端配置的电阻，使得无论任一开关管的导通/截止状态如何，输入的电压信号均通过负载电阻接地，进行限流，避免电流过大，导致开关管损坏，提高电路安全性能。
实施例十七
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器通过控制输出给所述第一电压转换模块的电压控制信号的占空比以及输出给所述输出控制模块的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率，控制所述输出控制模块输出脉冲宽度为200us、脉冲频率为2hz、最大脉冲电压90V的双向脉冲方波信号。
在本实施例具体实施时，控制器通过控制输出给所述第一电压转换模块的电压控制信号的占空比和输出给所述输出控制模块的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率调整输出控制模块输出的双向脉冲信号的脉冲宽度、电压强度和频率；通过预先计算，控制电压控制信号的占空比、两路脉冲信号的脉冲宽度与频率。
参见图7，是本发明实施例提供的双向脉冲方波信号的波形示意图；所述电刺激器输出的双向脉冲方波信号的脉冲宽度τ＝200us，相邻正负脉冲间隔τj＝200us，脉冲频率f＝2hz，最大脉冲电压90V。
通过控制器输出的电压控制信号和脉冲控制信号还可控制单次输出时间和间隔频率。
实施例十八
在本发明提供的又一实施例中，所述自主神经电刺激器还包括电池和第二电压转换模块；
所述电池用于输出供电信号给所述第二电压转换模块，并输出供电信号给所述供电输入端；
所述第二电压转换模块将输入的供电信号转化为预设强度的电压信号，输出给所述控制器的电源端；
所述电池还配置有充电模块。
在本实施例具体实施时，参见图8，是本发明另一实施例提供的一种自主神经电刺激器的结构示意图；所述自主神经电刺激器还包括电池和第二电压转换模块；
电池分别给第一电压转换模块的供电输入端供电，并给第二电压转换模块的输入端供电，以使第一电压转换模块在控制器的控制下对供电信号进行升压，输出电压信号给输出控制模块，并使第二电压转换模块对供电信号进行降压，将输入的供电信号转化为预设强度的电压信号，输出给所述控制器的电源端给控制器供电。
第二电压转换模块可具体为电压转换器。
所述电池还配置有充电模块，通过充电模块给电池充电。
通过电池储能对控制器和第一电压转换模块供电，自主神经电刺激器在使用时无需外接电源，实现自主神经电刺激器的便捷性。
实施例十九
在本发明提供的又一实施例中，所述控制器、所述第一电压转换模块和所述输出控制模块配置于所述自主神经电刺激器的无线电极中；
所述自主神经电刺激器还配置有主控制器；
所述主控制器通过蓝牙/wifi与所述无线电极的控制器连接，用于控制所述控制器输出的电压控制信号和脉冲控制信号，以改变输出的脉冲信号的参数。
在本实施例具体实施时，参见图8，所述自主神经电刺激器包括主控制器和无线电极，所述控制器、所述第一电压转换模块和所述输出控制模块配置于在无线电极中；
所述主控制器通过蓝牙/wifi与所述无线电极的控制器连接，用于控制所述控制器输出的电压控制信号和脉冲控制信号，以改变输出的脉冲信号的参数。
所述自主神经电刺激器的还配置有电池、降压模块、显示屏驱动模块、背光控制模块、蜂鸣器、FLASH、LED和按键，通过配置的外设，实现主控制器的信号输入、显示，报警提示等功能。
通过主控制器对无线电极的控制器进行控制，实现自主神经电刺激器的真无线与便捷控制的功能。
实施例二十
在本发明提供的又一实施例中，所述主控制器获取用户输入的身份信息，向云端预建的参数数据库中，查询所述身份信息对应的个人信息；所述个人信息包括个人生理参数；
将所述个人生理参数中的每一参数与预设的正常参数范围进行对比，根据比对结果计算对应的控制参数，根据所述控制参数输出控制信号，以控制所述控制器输出的电压控制信号的占空比和所述脉冲控制信号的脉宽和频率。
在本实施例具体实施时，主控制器通过配置的外设获取用户输入的身份信息，向云端预建的参数数据库中，查询所述身份信息对应的个人信息；所述个人信息包括个人生理参数；
将所述个人生理参数中的每一参数与预设的正常参数范围进行对比，当参数均正常时，判定正常，当存在参数不正常时，判定异常，根据比对结果计算对应的控制参数，根据所述控制参数输出控制信号，以控制所述控制器输出的电压控制信号的占空比和所述脉冲控制信号的脉宽和频率。
通过输入用户的信息，自动查询个人信息，自动匹配对应的控制参数，实现自主神经电刺激器的智能化操控。
实施例二十一
在本发明提供的又一实施例中，所述主控制器计算对应的控制参数的过程具体包括：
判断所述个人生理参数是否在所述正常参数范围内；
若是，则输出预设的控制参数；
若否，计算所述个人生理参数与所述正常参数范围的偏差值，根据计算得到的偏差值输出对应数值的控制参数。
在本实施例具体实施时，可根据个人生理参数与正常参数范围的偏差自动计算控制参数；
判断所述个人生理参数是否在所述正常参数范围内；
若是，即每一参数均在该参数预设的正常范围内，则判定用户生理参数正常，输出预设的控制参数，预设的控制参数为用户参数在合理范围内的设定值，即默认的控制参数，以维持用户的正常指标。
若否，即存在参数不在该参数预设的正常范围内，即用户生理参数异常，计算所述个人生理参数与所述正常参数范围的偏差值，根据计算得到的偏差值输出对应数值的控制参数。
根据个人生理参数与正常参数范围的偏差自动计算控制参数，根据用户参数自动生成控制参数，实现自主神经电刺激器的智能化控制。
实施例二十二
在本发明提供的又一实施例中，所述主控制器将输出给所述控制器的控制参数上传至云端的数据库中，以使所述云端的数据库存储对应每一身份信息对应的控制参数。
在本实施例具体实施时，自主神经电刺激器的主控制器、患者端、医生端、护士端都可以通过无线联网的方式与云端的数据库连接；
所述主控制器将输出给所述控制器的控制参数上传至云端的数据库中，以使所述云端的数据库存储对应每一身份信息对应的控制参数；
患者端、医生端和护士端均可查询对应的数据库，远程监测健康数据，用户的个人移动终端对自己的健康进行管理，并与医院的数据中心交互，达到远程监控用户健康的目的。
为达到系统的设计目的，需要对系统进行功能设计，在本系统中，可以分为患者、医生、护士三类用户，每类用户需求的功能不尽相同。
对患者来说，需要能够实现记录个人信息、采集个人生理参数、查看个人生理参数、管理个人生理参数、个人治疗数据传输到云平台数据中心等。医生需要能够绑定自己的患者、查看个人患者的监护数据、对患者进行诊断等。护士需要能够设定自己的监护范围，查看患者的监护数据、提交异常患者给医生。
通过这个云平台数据中心，可以利用云计算、大数据、人工智能的技术实现患者数据上传、医患交互互动、远程监测、数据统计等多种功能。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种自主神经电刺激器，其特征在于，所述自主神经电刺激器包括控制器、第一电压转换模块和输出控制模块；
所述第一电压转换模块的输入端作为供电输入端，所述第一电压转换模块的控制端与所述控制器的第一输出端连接，所述第一电压转换模块的输出端与所述输出控制模块的输入端连接；
所述输出控制模块的控制端与所述控制器的第二输出端连接，所述输出控制模块的输出端用于输出脉冲信号；
所述控制器输出电压控制信号，控制所述第一电压转换模块将所述供电输入端输入的供电信号转换为对应强度的电压信号，输出给所述输出控制模块；
所述输出控制模块在所述控制器输出的脉冲控制信号控制下，将所述电压信号转换为双向脉冲信号输出。
2.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第一电压转换模块包括反激式变压器、第一开关单元、第一二极管单元、第一电容单元、第一负载单元、第二负载单元和第三负载单元；
所述反激式变压器的一次绕组的输入端与所述第三负载单元的第一端连接，所述第三负载单元的第二端作为所述第一电压转换模块的输入端，所述反激式变压器的一次绕组的输出端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一开关单元的控制端作为所述第一电压转换模块的控制端，所述第一开关单元的输出端接地；
所述反激式变压器的二次绕组的输入端与所述第一二极管单元的阳极连接，所述第一二极管单元的阴极作为所述第一电压转换模块的输出端；
所述第一二极管单元的阴极通过所述第一电容单元接地，所述第一二极管单元的阴极与所述第一负载单元的输入端连接，所述第一负载单元的输出端接地；
所述反激式变压器的二次绕组的输出端通过所述第二负载单元接地；
所述控制器通过输出高低电平的电压控制信号，控制所述第一开关单元的导通/截止，以使所述第一电容单元在所述第一开关单元导通时存储所述反激式变压器的二次绕组的能量，并在所述第一开关单元截止时释放存储的能量，产生电压信号。
3.根据权利要求2所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器通过改变输出的电压控制信号的占空比，调整所述第一开关单元导通时间与截止时间，控制所述第一电压转换模块输出的电压信号的电位。
4.根据权利要求2所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第一电压转换模块还包括稳压管和第二电容单元；
所述稳压管的阴极与所述第一二极管单元的阴极连接，所述稳压管的阳极接地；
所述反激式变压器的一次绕组的输入端还通过所述第二电容单元接地。
5.根据权利要求2所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第一开关单元包括第一开关管、第一电阻和第二电阻；
所述第一开关管的输入端作为所述第一开关单元的输入端，所述第一开关管的控制端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端作为所述第一开关单元的控制端，所述第一开关管的控制端通过所述第二电阻与所述第一开关管的输出端连接，所述第一开关管的输出端作为所述第一开关单元的输出端。
6.根据权利要求2所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第一负载单元包括第三电阻和第二开关子单元；
所述第三电阻的第一端作为所述第一负载单元的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第二开关子单元的输入端连接，所述第二开关子单元的控制端与所述控制器的第三输出端连接，所述第二开关子单元的输出端作为所述第一负载单元的输出端；
所述控制器通过输出电位信号，控制所述第二开关子单元的导通/截止，以使所述第一负载单元间歇性导通。
7.根据权利要求6所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第二开关子单元包括第二开关管、第四电阻和第五电阻；
所述第二开关管的输入端作为所述第二开关子单元的输入端，所述第二开关管的控制端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端作为所述第二开关子单元的控制端，所述第二开关管的控制端通过所述第五电阻与所述第二开关管的输出端连接，所述第二开关管的输出端作为所述第二开关子单元的输出端。
8.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器还用于监测所述第一电压转换模块输出的电压信号，并将监测的电压信号与预设的电压值进行比较，根据比较结果调整输出的电压控制信号，以调节所述第一电压转换模块的电压信号。
9.根据权利要求8所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器通过电压采集模块采集所述第一电压转换模块输出端的输出端；
所述电压采集模块包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三电容；
所述第六电阻的第一端作为所述电压采集模块的输入端，与所述第一电压转换模块的输出端连接，所述第六电阻的第二端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻的第二端还与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端作为所述电压采集的输出端，与所述控制器的数据采集端连接，所述第八电阻的第二端还通过所述第三电容接地。
10.根据权利要求8所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器通过数字PID控制算法，将采集的电压信号作为输入量，将预设的电压值作为给定量，通过比例控制、积分控制和微分控制计算控制量；
根据计算得到的控制量对输出的电压控制信号进行脉宽调制，改变输出的电压控制型号的占空比。
11.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述输出控制模块包括第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元、第七开关单元、第八开关单元、第九开关单元、第十开关单元、第一分压单元和第二分压单元；
所述第三开关单元的输入端作为所述输出控制模块的输入端，所述第三开关单元的输出端作为所述输出控制模块的第一脉冲输出端，所述第三开关单元的控制端与所述第四开关单元的输入端连接，所述第四开关单元的控制端作为所述输出控制模块的第一控制端，所述第四开关单元的输出端接地；
所述第五开关单元的输入端与所述第三开关单元的输入端连接，所述第五开关单元的输出端作为所述输出控制模块的第二脉冲输出端，所述第五开关单元的控制端与所述第六开关单元的输入端连接，所述第六开关单元的控制端作为所述输出控制模块的第二控制端，所述第六开关单元的输出端接地；
所述第七开关单元的输入端与所述第三开关单元的输出端连接，所述第七开关单元的输出端接地，所述第七开关单元的控制端与所述第八开关单元的输入端连接，所述第八开关单元的输入端通过所述第一分压单元与所述第三开关单元的输入端连接，所述第八开关单元的控制端与所述第六开关单元的控制端连接，所述第八开关单元的输出端接地；
所述第九开关单元的输入端与所述第五开关单元的输出端连接，所述第九开关单元的输出端接地，所述第九开关单元的控制端与所述第十开关单元的输入端连接，所述第十开关单元的输入端通过所述第二分压单元与所述第三开关单元的输入端连接，所述第十开关单元的控制端与所述第四开关单元的控制端连接，所述第十开关单元的输出端接地；
所述控制器通过两路输出端分别输出两路峰值交错的脉冲信号给所述输出控制模块的第一控制端和第二控制端，控制所述输出控制模块中的开关单元导通/截止，以控制所述输出控制模块将其输入端输入的电压信号输出为相应强度的两路方向相反的脉冲信号，分别通过所述第一脉冲输出端和所述第二脉冲输出端输出。
12.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器通过调整输出给所述输出控制模块输出的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率，对应控制所述输出控制模块输出的脉冲信号的脉冲宽度与频率。
13.根据权利要求11所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第三开关单元包括第九电阻、第十电阻和第三开关管；
所述第三开关管的输入端作为所述第三开关单元的输入端，所述第三开关管的输出端作为所述第三开关单元的输出端，所述第三开关管的输入端还通过所述第九电阻与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的控制端还与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端作为所述第三开关单元的控制端；
所述第四开关单元包括第十一电阻、第十二电阻和第四开关管；
所述第四开关管的输入端作为所述第四开关单元的输入端，所述第四开关管的输出端作为所述第四开关单元的输出端，所述第四开关管的控制端还通过所述第十一电阻与所述第四开关管的输出端连接，所述第四开关管的控制端还与所述第十二电阻的第一端连接，所述第十二电阻的第二端作为所述第四开关单元的控制端。
14.根据权利要求11所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第五开关单元包括第十三电阻、第十四电阻和第五开关管；
所述第五开关管的输入端作为所述第五开关单元的输入端，所述第五开关管的输出端作为所述第五开关单元的输出端，所述第五开关管的输入端还通过所述第十三电阻与所述第五开关管的控制端连接，所述第五开关管的控制端还与所述第十四电阻的第一端连接，所述第十四电阻的第二端作为所述第五开关单元的控制端；
所述第六开关单元包括第十五电阻、第十六电阻和第六开关管；
所述第六开关管的输入端作为所述第六开关单元的输入端，所述第六开关管的输出端作为所述第六开关单元的输出端，所述第六开关管的控制端还通过所述第十五电阻与所述第六开关管的输出端连接，所述第六开关管的控制端还与所述第十六电阻的第一端连接，所述第十六电阻的第二端作为所述第六开关单元的控制端。
15.根据权利要求11所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第七开关单元包括第十七电阻和第七开关管；
所述第七开关管的输入端作为所述第七开关单元的输入端，所述第七开关管的输出端作为所述第七开关单元的输出端，所述第七开关管的控制端还与所述第十七电阻的第一端连接，所述第十七电阻的第二端作为所述第七开关单元的控制端；
所述第一分压单元包括第十八电阻，所述第八开关单元包括第十九电阻、第二十电阻和第八开关管；
所述第八开关管的输入端作为所述第八开关单元的输入端，所述第八开关管的输出端作为所述第八开关单元的输出端，所述第八开关管的控制端还通过所述第十九电阻与所述第八开关管的输出端连接，所述第八开关管的控制端还与所述第二十电阻的第一端连接，所述第二十电阻的第二端作为所述第八开关单元的控制端。
16.根据权利要求11所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述第九开关单元包括第二十一电阻和第九开关管；
所述第九开关管的输入端作为所述第九开关单元的输入端，所述第九开关管的输出端作为所述第九开关单元的输出端，所述第九开关管的控制端还与所述第二十一电阻的第一端连接，所述第二十一电阻的第二端作为所述第九开关单元的控制端；
所述第二分压单元包括第二十二电阻，所述第十开关单元包括第二十三电阻、第二十四电阻和第十开关管；
所述第十开关管的输入端作为所述第十开关单元的输入端，所述第十开关管的输出端作为所述第十开关单元的输出端，所述第十开关管的控制端还通过所述第二十三电阻与所述第十开关管的输出端连接，所述第十开关管的控制端还与所述第二十四电阻的第一端连接，所述第二十四电阻的第二端作为所述第十开关单元的控制端。
17.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器通过控制输出给所述第一电压转换模块的电压控制信号的占空比以及输出给所述输出控制模块的两路脉冲信号的脉冲宽度与频率，控制所述输出控制模块输出脉冲宽度为200us、脉冲频率为2hz、最大脉冲电压90V的双向脉冲方波信号。
18.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述自主神经电刺激器还包括电池和第二电压转换模块；
所述电池用于输出供电信号给所述第二电压转换模块，并输出供电信号给所述供电输入端；
所述第二电压转换模块将输入的供电信号转化为预设强度的电压信号，输出给所述控制器的电源端；
所述电池还配置有充电模块。
19.根据权利要求1所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述控制器、所述第一电压转换模块和所述输出控制模块配置于所述自主神经电刺激器的无线电极中；
所述自主神经电刺激器还配置有主控制器；
所述主控制器通过蓝牙/wifi与所述无线电极的控制器连接，用于控制所述控制器输出的电压控制信号和脉冲控制信号，以改变输出的脉冲信号的参数。
20.根据权利要求19所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述主控制器获取用户输入的身份信息，向云端预建的参数数据库中，查询所述身份信息对应的个人信息；所述个人信息包括个人生理参数；
将所述个人生理参数中的每一参数与预设的正常参数范围进行对比，根据比对结果计算对应的控制参数，根据所述控制参数输出控制信号，以控制所述控制器输出的电压控制信号的占空比和所述脉冲控制信号的脉宽和频率。
21.根据权利要求20所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述主控制器计算对应的控制参数的过程具体包括：
判断所述个人生理参数是否在所述正常参数范围内；
若是，则输出预设的控制参数；
若否，计算所述个人生理参数与所述正常参数范围的偏差值，根据计算得到的偏差值输出对应数值的控制参数。
22.根据权利要求19所述的自主神经电刺激器，其特征在于，所述主控制器将输出给所述控制器的控制参数上传至云端的数据库中，以使所述云端的数据库存储对应每一身份信息对应的控制参数。
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