CN115282488B - 一种磁刺激仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁刺激仪，涉及磁刺激技术领域，磁刺激仪包括：主机、大电流放电组件和磁刺激线圈，其中，主机包括充电模块和控制模块，大电流放电组件包括储能模块和放电开关；充电模块的输出端连接于储能模块，储能模块连接于放电开关的第一端，放电开关的第二端连接于磁刺激线圈的供电端，控制模块连接于放电开关的控制端；其中，大电流放电组件，被设置在与磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置。本发明实施例中大电流放电组件没有被集成于主机中，而是被设置在与磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置，缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，便于安装布线，也可以有效减小电缆功率损耗。

Description

一种磁刺激仪

技术领域

本发明涉及磁刺激技术领域，尤其涉及一种磁刺激仪。

背景技术

经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation，TMS)是一种非侵入神经调控的技术，已经在临床和研究中大量应用，并证明了其有效性。经颅磁刺激技术利用强大的交变磁场透过颅骨并在大脑皮层感应出电流，进而刺激到大脑神经，由于皮肤、颅骨对磁场的阻碍作用很小，大脑皮层中可以感应出足够大的电流来激活神经元，属于阈上刺激。经颅磁刺激需要将线圈准确地放置于目标靶区，传统的方法是医生手拿线圈放置于目标靶区，并长时间保持某一位置与角度。手持线圈存在目标靶区定位不准、无法精准地跟随患者头动及长时间手持所引起的劳累等缺点。

为了解决上述问题，临床上越来越多地采用机械臂夹持线圈，不仅解放了医生，同时还具有定位精度高及实时补偿患者头动等优点，并且由于机械臂可负载更重的线圈，因此无需对TMS线圈的重量进行严格的限制。

目前采用TMS主机为传统的TMS线圈供电，为传输高达数千安培的电流，TMS主机与TMS线圈之间需要采用较长的大电流高压电缆进行连接，设置的大电流高压电缆直径粗、重量大且不易弯折，不便于安装布线，同时由于电缆较长，且峰值电流大，故电缆功率损耗大。

发明内容

本发明提供一种磁刺激仪，用以解决连接电缆不便于安装布线及功率损耗大的问题。

本发明提供一种磁刺激仪，包括：主机、大电流放电组件和磁刺激线圈，其中，所述主机包括充电模块和控制模块，所述大电流放电组件包括储能模块和放电开关；

所述充电模块的输出端连接于所述储能模块，所述储能模块连接于所述放电开关的第一端，所述放电开关的第二端连接于所述磁刺激线圈的供电端，所述控制模块连接于所述放电开关的控制端；

其中，所述大电流放电组件，被设置在与所述磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述大电流放电组件被设置与所述磁刺激线圈采用集成方式连接。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述大电流放电组件被设置与所述磁刺激线圈和所述主机采用集成方式连接。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述充电模块包括功率因数校正PFC电路和升压电路；

所述PFC电路的输出端连接于所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端作为所述充电模块的输出端。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述PFC电路包括电源、整流模块、第一电感、第一开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和PFC控制器；

所述电源连接于所述整流模块的输入端，所述整流模块的正输出端连接于所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接于所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端连接于所述整流模块的负输出端，所述第一电感的第二端还连接于所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接于所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接于所述第一开关的第二端，所述第二电阻的第一端还连接于所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接于所述第三电阻的第二端，所述第一电容的第二端还连接于第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第一端作为所述PFC电路的输出端，所述PFC控制器的电压采样端连接于所述第三电阻的第一端，所述PFC控制器的电流采样端连接于所述第一电阻的第二端，所述PFC控制器的输出端连接于所述第一开关的控制端。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述PFC电路还包括第一二极管；

所述第一电感的第二端通过所述第一二极管连接于所述第二电阻的第一端，所述第一电感的第二端连接于所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接于所述第二电阻的第一端。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述升压电路为Boost升压电路，所述Boost升压电路包括：第二电感、第二开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容和Boost控制器；

所述第二电感的第二端连接于所述第二开关的第一端，所述第二电感的第一端和所述第二开关的第二端作为所述升压电路的输入端，所述第二电感的第二端还连接于所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接于所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接于所述第二开关的第二端，所述第四电阻的第一端还连接于所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接于所述第五电阻的第二端，所述第二电容的第二端还连接于所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端和所述第二电容的第一端作为所述升压电路的输出端，所述Boost控制器的电压采样端连接于所述第五电阻的第一端，所述Boost控制器的电流采样端连接于所述第六电阻的第二端，所述Boost控制器的输出端连接于所述第二开关的控制端。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述升压电路为电荷泵电路，所述电荷泵电路的输出电压是所述电荷泵电路的输入电压的N倍，N为大于1的整数。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，在N为2的情况下，所述电荷泵电路包括：第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第三电容、第四电容、第七电阻、第八电阻和电荷泵控制器；

所述第三开关的第一端作为所述升压电路的输入端，所述第三开关的第二端连接于所述第四开关的第一端，所述第四开关的第二端连接于所述第四电容的第一端，所述第四电容的第二端连接于所述第六开关的第一端，所述第六开关的第二端连接于所述第五开关的第一端，所述第五开关的第二端连接于所述第三开关的第一端，所述第三电容的第一端连接于所述第三开关的第二端，所述第三电容的第二端连接于所述第五开关的第一端，所述第四电容的第一端还连接于所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端连接于所述第八电阻的第一端，所述第八电阻的第二端连接于所述第四电容的第二端，所述第八电阻的第二端接地，所述第七电阻的第一端作为所述升压电路的输出端，所述电荷泵控制器分别连接于所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的控制端，所述PFC控制器的倍压输出电压采样端连接于所述第八电阻的第一端。

根据本发明提供的一种磁刺激仪，所述磁刺激线圈是磁芯线圈。本发明提供的一种磁刺激仪，大电流放电组件没有集成于主机中，而是被设置在与磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置，相较于相关技术由于大电流放电的器件集成在TMS主机中，且通常设置TMS主机与磁刺激线圈之间的距离较远，故TMS主机需要通过较长的大电流高压电缆连接于磁刺激线圈的情况，本发明实施例缩短了大电流放电组件与磁刺激线圈之间的距离，进而缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，便于安装布线，并且，缩短需要设置的大电流高压电缆的长度，可以有效减小电缆功率损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是经颅磁刺激原理的示意图；

图2是现有技术中经颅磁刺激仪的结构示意图；

图3是本发明提供的磁刺激仪的结构示意图之一；

图4是本发明提供的磁刺激仪中大电流放电组件与磁刺激线圈之间的电路结构示意图；

图5是本发明提供的磁刺激仪的结构示意图之二；

图6是本发明提供的磁刺激仪的结构示意图之三；

图7是本发明提供的磁刺激仪中充电模块的电路结构图之一；

图8是本发明提供的磁刺激仪中充电模块的电路结构图之二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。

图1是经颅磁刺激原理的示意图。可以看出，经颅磁刺激需要将线圈准确的放置于目标靶区，传统的方法是医生手拿线圈放置于靶区，并长时间保持位置与角度。而手持线圈存在靶区定位不准、无法精准跟随患者头动、长时间手持所引起的劳累的缺点。

为了解决这一问题，目前，临床上越来越多地采用机械臂来夹持线圈，不仅解放了医生，同时还具有定位精度高及实时补偿患者头动的优点。由于机械臂可负载更重的线圈，因此不再对TMS线圈的重量进行严格的限制。

图2是现有技术中经颅磁刺激仪的结构示意图。如图2所示，由于大电流放电的器件，例如大电流放电的器件包括的储能电容和放电开关均集成在TMS主机中，且TMS主机与线圈之间的距离较远，故传统的TMS线圈和TMS主机之间需要采用较长的大电流高压电缆进行连接，为传输高达数千安培的电流，大电流高压电缆的直径粗、重量大且不易弯折，难以很好地与机械臂集成或者在机械臂内穿过。同时由于电缆较长，且峰值电流大，电缆功率损耗很大，可达总损耗的50％左右。

下面结合附图描述本发明的一种磁刺激仪。

图3是本发明提供的磁刺激仪的结构示意图之一，如图3所示，磁刺激仪300包括主机301、大电流放电组件302和磁刺激线圈303，其中，主机301包括，充电模块3011和控制模块3012，大电流放电组件302包括储能模块3021和放电开关3022。

充电模块3011的输出端连接于储能模块3021，储能模块3021连接于放电开关3022的第一端，放电开关3022的第二端连接于磁刺激线圈303的供电端，控制模块3012连接于放电开关3022的控制端；

其中，大电流放电组件302，被设置在与磁刺激线圈303之间的距离小于第一阈值的位置。

上述主机301例如为TMS主机。

上述储能模块3021例如为内阻小、电流大的薄膜电容。

上述放电开关3022例如包括晶闸管、MOS管或igbt等大电流开关器件。

相关技术中，由于大电流放电的器件被集成在TMS主机中，且通常设置TMS主机与磁刺激线圈之间的距离较远，故TMS主机需要通过较长的大电流高压电缆连接于磁刺激线圈，以对磁刺激线圈供电。为传输高达数千安培的电流，大电流高压电缆的直径粗、重量大且不易弯折，难以很好地与机械臂集成或者在机械臂内穿过。同时由于大电流高压电缆较长，且峰值电流大，电缆功率损耗很大。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出：不再将大电流放电组件集成于主机中，而是将其设置在与磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置，其中，第一阈值可以由技术人员根据需要进行设置。

图4是本发明提供的磁刺激仪中大电流放电组件与磁刺激线圈之间的电路结构示意图。

图4是以储能模块3021为电容C，放电开关3022包括晶闸管SCR1和二极管D，磁刺激线圈303为电感L为例，示出的大电流放电组件302与磁刺激线圈303之间的电路结构示意图。控制模块3012具体可以通过控制SCR1导通或关断，来控制电容C是否向电感L放电。

下面以充电模块3011与储能模块3021之间通过小电流高压电缆连接，控制模块3012与放电开关3022之间通过信号电缆连接，且大电流放电组件302中的放电开关3022与磁刺激线圈303之间通过大电流高压电缆连接为例，对本发明提供的磁刺激仪300的连接结构介绍如下：

图5是本发明提供的磁刺激仪的结构示意图之二，如图5所示，主机501中的充电模块5011通过小电流高压电缆连接于大电流放电组件502中的储能模块5021，可以以较小的充电电流为储能模块5021充电，充电模块5011例如以小于1A的充电电流为储能模块5021充电。

大电流放电组件502中，储能模块5021连接于放电开关5022的第一端，大电流放电组件502中的放电开关5022的第二端通过大电流高压电缆连接于磁刺激线圈503的供电端，主机501中的控制模块5012连接于大电流放电组件502中的放电开关5022的控制端，以控制放电开关5022导通或关断。

在控制模块5012控制放电开关5022关断的情况下，储能模块5021与磁刺激线圈503之间的线路的关断的，此时储能模块5021无法放电至磁刺激线圈503，以对磁刺激线圈503供电，而充电模块5011此时会为储能模块5021充电。

控制模块5012在确定储能模块5021存储的电能满足一定条件的情况下，例如在确定储能模块5021存储的电能大于预设的某一阈值的情况下，可以控制放电开关5022导通，此时储能模块5021与磁刺激线圈503之间的线路是导通的，储能模块5021可以放电至磁刺激线圈503，以对磁刺激线圈503供电。

大电流放电组件502被设置在靠近磁刺激线圈503的位置，相较于相关技术，缩短了大电流放电组件502与磁刺激线圈503之间的距离，进而缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，但增加了大电流放电组件502与主机501之间的距离，也就相当于增加了大电流放电组件502与充电模块5011和控制模块5012之间的距离。

尽管如此，由于充电模块5011是通过较小的充电电流为储能模块5021充电的，所以在充电模块5011与储能模块5021之间设置直径小、重量轻且线缆柔软易弯折的小电流高压电缆进行连接即可满足要求，便于安装布线，例如可以很好地沿机械臂外或内铺设，同时由于需要在小电流高压电缆上流过的充电电流的峰值电流很小，可以有效减小电缆的功率损耗，相较于相关技术中大电流高压电缆的损耗来说，本发明实施例中小电流高压电缆带来的电阻损耗甚至可以忽略不计。

同理，由于控制模块5012仅通过很小电流的信号，就可以控制大电流放电组件502中放电开关5022导通或关断，故控制模块5012与放电开关5022之间设置直径小、重量轻且线缆柔软易弯折的信号电缆进行连接即可满足要求，以由控制模块5012对放电开关5022进行控制，便于安装布线，且由于控制模块5012发送的信号的电流很小，故可以有效减小电缆的功率损耗。

还需要说明的是，本发明实施例提供的磁刺激仪，可以设置并应用于机械臂等电子器械上，并且，本发明实施例提供的磁刺激仪不仅可以应用于经颅磁刺激领域，也可以应用于外周神经和肌肉的刺激等领域，在此不作限制。

本发明实施例中，大电流放电组件没有集成于主机中，而是被设置在与磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置，相较于相关技术由于大电流放电的器件集成在TMS主机中，且通常设置TMS主机与磁刺激线圈之间的距离较远，故TMS主机需要通过较长的大电流高压电缆连接于磁刺激线圈的情况，本发明实施例缩短了大电流放电组件与磁刺激线圈之间的距离，进而缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，便于安装布线，并且，缩短需要设置的大电流高压电缆的长度，可以有效减小电缆功率损耗。

另外，如果将磁刺激仪设置并应用到机械臂上，还可以充分利用了机械臂负载能力大的特性，磁刺激线圈的重量将不再需要严格限制。

可选地，大电流放电组件被设置与磁刺激线圈采用集成方式连接。

图6是本发明提供的磁刺激仪的结构示意图之三，图6中以大电流放电组件与磁刺激线圈集成在同一线圈组件中为例示出。

如图6所示，磁刺激仪600包括主机601、大电流放电组件602和磁刺激线圈603，其中，主机601包括充电模块6011和控制模块6012，大电流放电组件602包括储能模块6021和放电开关6022。

需要说明的是，磁刺激仪600的电路连接结构与磁刺激仪500的电路连接结构大致相同，为了避免重复，在此不再赘述。

可以看出，在大电流放电组件602与磁刺激线圈603集成在同一线圈组件的情况下，显著缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，此时甚至可以近似认为不再需要设置外接的大电流高压电缆，而设置的小电流高压电缆和信号电缆均直径小、重量轻且线缆柔软易弯折，便于安装布线，并且，显著缩短需要设置的大电流高压电缆的长度，可以有效减小电缆功率损耗。

本发明实施例中，将大电流放电组件，即将储能模块和放电开关直接与磁刺激线圈集成在一起，显著缩短了放电开关与磁刺激线圈之间的距离，进而显著缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，便于安装布线，并且，显著缩短需要设置的大电流高压电缆的长度，可以有效减小电缆功率损耗。

如果考虑到储能模块及放电开关的体积较大，且磁刺激线圈也需要散热，全部装在机械臂末端较臃肿，也可以将储能模块和放电开关，即将大电流放电组件，安装于机械臂上距线圈较近的位置，再使用较短的大电流高压电缆连接线圈，从而形成三体式磁刺激仪，较短的大电流高压电缆的损耗较小，也方便安装固定。

进一步地，大电流放电组件可以被设置与磁刺激线圈和主机采用集成方式连接。

相较于图5中，大电流放电组件502、磁刺激线圈503和主机501均未采用集成方式连接的情况，以及图6中大电流放电组件602和磁刺激线圈603集成于同一线圈组件，而未与主机601采用集成方式连接的情况，本发明实施例将大电流放电组件、磁刺激线圈和主机三者集成在一起，可以在显著缩短大电流高压电缆长度的同时，显著缩短小电流高压电缆的长度和信号电缆的长度，便于安装布线的同时，可以进一步减小电缆功率损耗。

可选地，上述磁刺激线圈可以是磁芯线圈。

具体地，磁刺激线圈可以是空心线圈，也可以是磁芯线圈。磁芯线圈虽然增加了磁芯的体积和重量，但同时也会减少所需的电容容量，并大幅降低损耗和磁刺激线圈的温升。

可选地，图7是本发明提供的磁刺激仪中充电模块的电路结构图之一，如图7所示，充电模块701包括功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路7011和升压电路7012；

PFC电路7011的输出端连接于升压电路7012的输入端，升压电路7012的输出端作为充电模块701的输出端。

可选地，如图7所示，PFC电路7011包括电源1、整流模块2、第一电感L1、第一开关Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和PFC控制器3；

上述电源1例如为交流电源AC，图7中以电源1为交流电源AC为例示出，交流电源AC例如为使用AC220V供电的机械臂中的电源，或者为使用AC220V供电的磁刺激仪中的电源。

上述整流模块2例如包括桥式整流电路，

图7中以整流模块2包括桥式整流电路为例示出，整流模块2包括四个二极管D1-D4，具体整流原理不作展开。

上述第一开关Q1例如为MOS管，图7中以第一开关Q1为NMOS管为例示出。

下面对PFC电路7011的连接结构介绍如下：

电源1连接于整流模块2的输入端，整流模块2的正输出端连接于第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端连接于第一开关Q1的第一端，第一开关Q1的第二端连接于整流模块2的负输出端，第一电感L1的第二端还连接于第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接于第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接于第一开关Q1的第二端，第二电阻R2的第一端还连接于第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接于第三电阻R3的第二端，第一电容C1的第二端还连接于第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端和第一电容C1的第一端作为PFC电路7011的输出端，PFC控制器3的电压采样端连接于第三电阻R3的第一端，PFC控制器3的电流采样端连接于第一电阻R1的第二端，PFC控制器3的输出端连接于第一开关Q1的控制端。

具体地，PFC控制器3可以基于PFC控制器3的电压采样端和PFC控制器3的电流采样端的采样数据，控制第一开关Q1导通或关断，可以实现PFC的闭环电流控制和闭环电压控制。

机械臂一般采用AC220V供电，磁刺激仪也可以使用AC220V供电。本发明实施例设计的上述PFC电路7011，可以将交流电源AC输出的AC220V，转换为DC350V进行输出，PFC电路7011可以看作是一个输出电压为DC350V的稳压电源。

可选地，如图7所示，PFC电路7011还可以包括第一二极管D5；

第一电感L1的第二端通过第一二极管D5连接于第二电阻R2的第一端，第一电感L1的第二端连接于第一二极管D5的正极，第一二极管D5的负极连接于第二电阻R2的第一端。

上述第一二极管D5用于防倒灌，以保证PFC电路7011可以稳定输出直流电压。

可选地，如图7所示，升压电路7012可以为Boost升压电路，Boost升压电路可以包括：第二电感L2、第二开关Q2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2和Boost控制器4；

下面对升压电路7012的连接结构介绍如下：

第二电感L2的第二端连接于第二开关Q2的第一端，第二电感L2的第一端和第二开关Q2的第二端作为升压电路7012的输入端，第二电感L2的第二端还连接于第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接于第五电阻R5的第一端，第五电阻R5的第二端连接于第二开关Q2的第二端，第四电阻R4的第一端还连接于第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端连接于第五电阻R5的第二端，第二电容C2的第二端还连接于第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端和第二电容C2的第一端作为升压电路7012的输出端，Boost控制器4的电压采样端连接于第五电阻R5的第一端，Boost控制器4的电流采样端连接于第六电阻R6的第二端，Boost控制器4的输出端连接于第二开关Q2的控制端。

具体地，Boost控制器4可以基于Boost控制器4的电压采样端和Boost控制器4的电流采样端的采样数据，控制第二开关Q2导通或关断，可以实现Boost的闭环电流控制和闭环电压控制。

上述Boost升压电路可以将上述PFC电路7011输出的DC350V升压至目标电压，其中，目标电压可以由技术人员根据需要进行设置。

可选地，将PFC控制和Boost控制进行组合，可以形成更加灵活高效地充电策略：

(1)恒电流充电，即仅使用Boost控制的闭环电流控制和电压控制，PFC控制器仅使用电压控制；

(2)恒功率充电，即使用PFC控制器的闭环电流控制和Boost控制器的闭环电压控制，这种组合控制可以在器件不饱和的条件下，获得最快的充电速度。

可选地，如图7所示，Boost升压电路还可以包括第二二极管D6；

第二电感L2的第二端通过第二二极管D6连接于第四电阻R4的第一端，第二电感L2的第二端连接于第二二极管D6的正极，第二二极管D6的负极连接于第四电阻R4的第一端。

本发明实施例中，在缩短了大电流放电组件与磁刺激线圈之间的距离，进而缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，便于安装布线，并且，缩短需要设置的大电流高压电缆的长度，可以有效减小电缆功率损耗的同时，充电模块可以包括PFC电路和Boost升压电路，可以形成更加灵活高效地充电策略，进而可以提高磁刺激仪的充电效率和功率因数。

可选地，图8是本发明提供的磁刺激仪中充电模块的电路结构图之二，如图8所示，充电模块801包括PFC电路8011和升压电路8012；

需要说明的是，本实施例中的PFC电路8011与上一实施例中的PFC电路7011的电路结构大致相同，为了避免重复，在此不再赘述。

可选地，如图8所示，升压电路8012可以为电荷泵电路，电荷泵电路的输出电压是电荷泵电路的输入电压的N倍，N为大于1的整数。

具体地，电荷泵电路可以按固定倍数进行升压，技术人员可以根据充电模块需要输出的电压，灵活选择不同升压倍数对应的电荷泵电路。

相较于PFC电路和Boost升压电路的组合，PFC电路和电荷泵电路的组合进一步提高了功率密度和充电效率。

可选地，如图8所示，在N为2的情况下，电荷泵电路包括：第三开关Q3、第四开关Q4、第五开关Q5、第六开关Q6、第三电容C3、第四电容C4、第七电阻R7、第八电阻R8和电荷泵控制器5；

第三开关Q3的第一端作为升压电路8012的输入端，第三开关Q3的第二端连接于第四开关Q4的第一端，第四开关Q4的第二端连接于第四电容C4的第一端，第四电容C4的第二端连接于第六开关Q6的第一端，第六开关Q6的第二端连接于第五开关Q5的第一端，第五开关Q5的第二端连接于第三开关Q3的第一端，第三电容C3的第一端连接于第三开关Q3的第二端，第三电容C3的第二端连接于第五开关Q5的第一端，第四电容C4的第一端还连接于第七电阻R7的第一端，第七电阻R7的第二端连接于第八电阻R8的第一端，第八电阻R8的第二端连接于第四电容C4的第二端，第八电阻R8的第二端接地，第七电阻R7的第一端作为升压电路8012的输出端，电荷泵控制器5分别连接于第三开关Q3、第四开关Q4、第五开关Q5和第六开关Q6的控制端，PFC控制器3的倍压输出电压采样端连接于第八电阻R8的第一端。

具体地，以N为2为例，对电荷泵电路的工作原理进行说明：

上述电荷泵控制器5可以控制第三开关Q3、第四开关Q4、第五开关Q5和第六开关Q6导通或关断。

电荷泵控制器5首先控制第三开关Q3和第六开关Q6导通，并在此时控制第四开关Q4和第五开关Q5关断，在这种情况下，PFC电路8011输出的电压Vo会对第三电容C3充电，直至将第三电容C3充电至其两端的电压为Vo；之后，电荷泵控制器5控制第四开关Q4和第五开关Q5导通，并在此时控制第三开关Q3和第六开关Q6关断，此时相当于PFC电路8011输出的电压Vo与第三电容C3两端的电压Vo，同时对第四电容C4放电，上述步骤循环不断地高频重复进行，可以近似认为使得第四电容C4两端的电压稳定在2*Vo，从而实现了2倍升压的功能。

上述PFC控制器3可以基于PFC控制器3的电压采样端、PFC控制器3的电流采样端和PFC控制器3的倍压输出电压采样端的采样数据，控制第一开关Q1导通或关断，可以实现PFC的闭环电流控制和闭环电压控制。由于PFC电路中的第一电感能够储能、续流并实现调压，因此，包括PFC电路和电荷泵电路的充电模块可以实现宽范围、高效率的调压及稳压功能。

需要说明的是，由于电感的体积通常较大，而电荷泵电路中无需设置第二电感，故本实施例得到的充电模块可以获得更小的体积。

本发明实施例中，在缩短了大电流放电组件与磁刺激线圈之间的距离，进而缩短了需要设置的大电流高压电缆的长度，便于安装布线，并且，缩短需要设置的大电流高压电缆的长度，可以有效减小电缆功率损耗的同时，充电模块可以包括PFC电路和电荷泵电路，可以形成更加灵活高效地充电策略，进而可以提高磁刺激仪的充电效率和功率因数，并且，相较于包括PFC电路和Boost升压电路的充电模块，本发明实施例的充电模块减少了设置的电感的数量，可以获得更小的体积。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种磁刺激仪，其特征在于，包括：主机、大电流放电组件和磁刺激线圈，其中，所述主机包括充电模块和控制模块，所述大电流放电组件包括储能模块和放电开关；

所述充电模块的输出端连接于所述储能模块，所述储能模块连接于所述放电开关的第一端，所述放电开关的第二端连接于所述磁刺激线圈的供电端，所述控制模块连接于所述放电开关的控制端；

其中，所述大电流放电组件，被设置在与所述磁刺激线圈之间的距离小于第一阈值的位置；所述充电模块与所述储能模块之间通过小电流高压电缆连接，所述控制模块与所述放电开关之间通过信号电缆连接，所述放电开关与所述磁刺激线圈之间通过大电流高压电缆连接。

2.根据权利要求1所述的磁刺激仪，其特征在于，所述大电流放电组件被设置与所述磁刺激线圈采用集成方式连接。

3.根据权利要求1所述的磁刺激仪，其特征在于，所述大电流放电组件被设置与所述磁刺激线圈和所述主机采用集成方式连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的磁刺激仪，其特征在于，所述充电模块包括功率因数校正PFC电路和升压电路；

所述PFC电路的输出端连接于所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端作为所述充电模块的输出端。

5.根据权利要求4所述的磁刺激仪，其特征在于，所述PFC电路包括电源、整流模块、第一电感、第一开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和PFC控制器；

所述电源连接于所述整流模块的输入端，所述整流模块的正输出端连接于所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接于所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端连接于所述整流模块的负输出端，所述第一电感的第二端还连接于所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接于所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接于所述第一开关的第二端，所述第二电阻的第一端还连接于所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端连接于所述第三电阻的第二端，所述第一电容的第二端还连接于第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第一端作为所述PFC电路的输出端，所述PFC控制器的电压采样端连接于所述第三电阻的第一端，所述PFC控制器的电流采样端连接于所述第一电阻的第二端，所述PFC控制器的输出端连接于所述第一开关的控制端。

6.根据权利要求5所述的磁刺激仪，其特征在于，所述PFC电路还包括第一二极管；

所述第一电感的第二端通过所述第一二极管连接于所述第二电阻的第一端，所述第一电感的第二端连接于所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接于所述第二电阻的第一端。

7.根据权利要求6所述的磁刺激仪，其特征在于，所述升压电路为Boost升压电路，所述Boost升压电路包括：第二电感、第二开关、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容和Boost控制器；

所述第二电感的第二端连接于所述第二开关的第一端，所述第二电感的第一端和所述第二开关的第二端作为所述升压电路的输入端，所述第二电感的第二端还连接于所述第四电阻的第一端，所述第四电阻的第二端连接于所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接于所述第二开关的第二端，所述第四电阻的第一端还连接于所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接于所述第五电阻的第二端，所述第二电容的第二端还连接于所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端和所述第二电容的第一端作为所述升压电路的输出端，所述Boost控制器的电压采样端连接于所述第五电阻的第一端，所述Boost控制器的电流采样端连接于所述第六电阻的第二端，所述Boost控制器的输出端连接于所述第二开关的控制端。

8.根据权利要求6所述的磁刺激仪，其特征在于，所述升压电路为电荷泵电路，所述电荷泵电路的输出电压是所述电荷泵电路的输入电压的N倍，N为大于1的整数。

9.根据权利要求8所述的磁刺激仪，其特征在于，在N为2的情况下，所述电荷泵电路包括：第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第三电容、第四电容、第七电阻、第八电阻和电荷泵控制器；

所述第三开关的第一端作为所述升压电路的输入端，所述第三开关的第二端连接于所述第四开关的第一端，所述第四开关的第二端连接于所述第四电容的第一端，所述第四电容的第二端连接于所述第六开关的第一端，所述第六开关的第二端连接于所述第五开关的第一端，所述第五开关的第二端连接于所述第三开关的第一端，所述第三电容的第一端连接于所述第三开关的第二端，所述第三电容的第二端连接于所述第五开关的第一端，所述第四电容的第一端还连接于所述第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端连接于所述第八电阻的第一端，所述第八电阻的第二端连接于所述第四电容的第二端，所述第八电阻的第二端接地，所述第七电阻的第一端作为所述升压电路的输出端，所述电荷泵控制器分别连接于所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关的控制端，所述PFC控制器的倍压输出电压采样端连接于所述第八电阻的第一端。

10.根据权利要求1至3任一项所述的磁刺激仪，其特征在于，所述磁刺激线圈是磁芯线圈。