CN116483157A - 一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法 - Google Patents
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Abstract
为实现本发明的目的，采用了下述的而技术方案：一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法，所述的低频脉冲磁疗机每路采用的PWM波的频率为F，PWM的占空比为D，开启路数为N，N为正整数，开机后第一路输出直接开启，之后每延时时间t开启下一路输出，第k路输出的开启时间为，第k路的关闭时间为，其中K为从1到N的整数，其中，为循环次数，的单位为Hz，的单位为毫秒。采用本控制方法，每路通道开始时间与关闭时间不同，功率变化幅度小，不会导致电源部分瞬间功耗的增加，从而降低电源浪涌与辐射的发生。
Description
技术领域
本发明涉及低频脉冲磁疗设备，特别涉及一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法，属于控制技术领域。
背景技术
低频脉冲磁疗机是一种磁疗设备，其上配置有多路输出，可以同时选择对身体多个部位进行磁疗，以目前最常见的一款低频脉冲磁疗机为例，共有20个通道，每个输出通道的线圈的驱动电压为24V、电流为4A，即单个线圈功耗为96W，该设备一共有20个线圈，当所有线圈同时开启闭合时，瞬间功耗为1920W，图1、图2是其一个线圈（手部）的驱动电路和检测电路，该设备采用的MCUGD32F103VCT6，输出部分如图1，CC_ARM_B(MCU的PB11脚)由MCU控制输出3.3VPWM波，接至图1CC_ARM_B经驱动芯片EG27324将3.3V方波信号放大为12V信号（从第七脚输出），接至MOS管（NCE0140KA）第一脚，P22端口两端串联为手部磁场线圈。当OUTA脚输出为高时，MOS管闭合，此时磁场线圈与地导通，当OUTA脚输出为低时，MOS管断开，此时磁场线圈与地断开。即由MCU控制CC_ARM_B输出PWM波，进而以一定频率控制MOS管导通与关闭，电场变化引起磁场变化，起到治疗作用。检测部分如图2所示，图1MOS第三脚接至图2FB7（运放芯片LM358D）第三脚，该芯片作用为第三脚电平大于第二脚则第一脚输出高电平。当图2MOS管导通时，此时FB7上有电压且小于运放芯片第二脚电压，此时第一脚输出高，相反则为低。 运放芯片第一脚连接至图MCU d的PB12脚。当图1MCU CC_ARM_B脚输出高电平时，此时 MCU FB_7脚可检测到高电平，若CC_ARM_B为低，则FB_7也为低。20个线圈采用了相同的驱动电路和检测电路。，可以看出，该设备的单个通道的输出功率不大，但是在治疗开启时通道为自选，数量不定，而当所有通道线圈开启后功率就会很大，考虑到同时开启与关闭其瞬间功率过大可能会对电源造成过大负荷，影响其性能，选择大功率电源模块为其供电，选择大功率模块后，负荷问题解决，但瞬间的功耗增加又会导致电源产生过大辐射，对EMC测试造成干扰，因此需要通过设计可适用于多个通道组合输出的方案来解决这一问题。
发明内容
本发明的目的为更好的满足低频脉冲磁疗机多路输出，提供一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法。
为实现本发明的目的，采用了下述的而技术方案：一种低频脉冲磁疗机多路输出
的控制方法，所述的低频脉冲磁疗机每路采用的PWM波的频率为F，PWM的占空比为D，开启路
数为N，N为正整数，开机后第一路输出直接开启，之后每延时时间t开启下一路输出，第k路
输出的开启时间为，第k路的关闭时间为，其中
K为从1到N的整数，其中，为循环次数，的单位为Hz，的单位为毫秒。
进一步的；在开机输出后，进行大功率获取和小功率获取，其中开机后大功率获取
等待时间为HWT，，其中取小数点前的整数；小功率获
取等待时间为LWT，
，大功率获取时间间隔、小功率获取时间间隔均为H，，
当判断大功率不为（ND+1）W且最低强度不为（ND）W时，其中ND取小数点前的整数，W为单通道
的输出功率，判断为有通道输出错误，剔除掉输出错误的通道，令新N=原N-1，重新分配通道
安装上述的控制方法输出以及进行大功率小功率获取。
本发明的积极有益技术效果在于：采用本控制方法，波形始终在同一周期时间内循环变化，且每路通道开始时间与关闭时间不同，功率变化幅度小，不会导致电源部分瞬间功耗的增加，从而降低电源浪涌与辐射的发生。
附图说明
图1是低频脉冲磁疗机中现有的其中一个线圈的驱动电路。
图2是低频脉冲磁疗机中现有的其中一个线圈的检测电路。
图3是4路输出占空比D为10%的波形图。
图4是4路输出占空比D为30%的波形图。
图5是4路输出占空比D为60%的波形图。
图6是4路输出占空比D为90%的波形图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
低频脉冲磁疗机中，各路线圈相同，在使用是每个线圈的输出功率是相同的，所以大功率获取、小功率获取只要获取有输出的通道数量即可。PWM的频率对应于磁场频率，占空比对应于磁场强度。
本控制方法中，需要用到四个定时器，即各通道开启的定时器一、各通道关闭的定时器二，大功率获取的定时器三、小功率获取的定时器四，本设备所使用的MCU为GD32F103VCT6，该MCU一共有8个定时器，每个定时器为独立工作。完全可以满足本控制方法的要求。
一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法，所述的低频脉冲磁疗机每路采用的
PWM波的频率为F，PWM的占空比为D，开启路数为N，N为正整数，其特征在于：开机后第一路输
出直接开启，之后每延时时间t开启下一路输出，第k路输出的开启时间为，
第k路的关闭时间为，其中K为从1到N的整数，其中，为循
环次数，的单位为Hz，的单位为毫秒。
进一步的；在开机输出后，进行大功率获取和小功率获取，其中开机后大功率获取
等待时间为HWT，，其中取小数点前的整数；小功率获取
等待时间为LWT，
，大功率获取时间间隔、小功率获取时间间隔均为H，，
当判断大功率不为（ND+1）W且最低强度不为（ND）W时，其中ND取小数点前的整数，W为单通道
的输出功率，判断为有通道输出错误，剔除掉输出错误的通道，令新N=原N-1，重新分配通道
安装上述的控制方法输出以及进行大功率小功率获取。
具体实施例，以频率为50H、开启路数为4路来解释说明本发明的方案：
1、D=10%
t=N/F=1000/（50*4）=5ms；根据，/>，第一次循环中，第一路输出时间0，即第一路开机即输出，第二路输出时间为5ms，第三路输出时间为10ms，第四路输出时间为15ms，各路输出2ms后关闭，循环刺激见表1，波形图见图3。
表 1
如表1所示：
在0ms时第一通道初次开启，第一通道输出持续时间2ms；
在2ms时第一通道初次关闭，无通道输出持续时间3ms；
在5ms时第二通道初次开启，第二通道输出持续时间2ms；
在7ms时第二通道初次关闭，无通道输出持续时间3ms；
在10ms时第三通道初次开启，第三通道输出持续时间2ms；
在12ms时第三通道初次关闭，无通道输出持续时间 3ms；
在15ms时第四通道第二次开启，第四通道输出持续时间2ms；
在17ms时第四通道初次关闭，无通道输出持续时间3ms；
在20ms时第一通道第二次开启，第一通道输出 完成一轮循环；
即在20ms内 一直在；单通道与无通道输出变化，无通道输出时间为12ms 三通道同时输出时间为8ms 。
2、D=30%，单周期时间为 a = 20ms，单通道输出时间 b=1/50*30%= 6ms， t值为5ms，四路输出总时间为 4*6ms = 24ms ；24>20ms 即所有通道输出总时间大于单周期时间小于双倍单周期时间重叠总时间为 24 - 20 = 4ms，具体见表2:
表2
在5ms时第二通道初次开启，第一、与第二通道输出持续时间1ms；
在6ms时第一通道初次关闭，第二通道输出持续时间4ms；
在10ms时第三通道初次开启，第二与第三通道输出持续时间1ms；
在11ms时第二通道初次关闭，第三通道输出持续时间4ms；
在15ms时第四通道初次开启，第三与第四通道输出持续时间1ms；
在16ms时第三通道初次关闭，第四通道输出持续时间 4ms；
在20ms时第一通道第二次开启，第一与第四通道输出持续时间1ms；
在21ms时第四通道初次关闭，第一通道输出持续时间4ms；
在25ms时第二通道第二次开启，第一、与第二通道输出 完成一轮循环；
即在20ms内 一直在单通道与双通道同时输出变化，两通道同时输出时间为16ms三通道同时输出时间为4ms 。
3、D=60%，单周期时间为 a = 20ms；单通道输出时间 b=1/50*60% =12ms； t值为5ms；四路输出总时间为 4*12ms = 48ms ；48Ms>20ms 即所有通道输出总时间大于双单周期时间小于三单周期时间，重叠总时间为 48 - 20 = 28ms，见表3
表3
在10ms时第三通道初次开启，第一、第二与第三通道输出持续时间2ms；
在12ms时第一通道初次关闭，第二与第三通道输出持续时间3ms；
在15ms时第四通道初次开启，第二、第三与第四通道输出持续时间2ms；
在17ms时第二通道初次关闭，第三与第四通道输出持续时间3ms；
在20ms时第一通道第二次开启，第三、第四与第一通道输出持续时间2ms；
在22ms时第三通道初次关闭，第四与第一通道输出持续时间 3ms；
在25ms时第二通道第二次开启，第一、第四与第二通道输出持续时间2ms；
在27ms时第四通道初次关闭，第一与第二通道输出持续时间3ms；
在30ms时第三通道第二次开启，第一、第二与第三通道输出 完成一轮循环；
即在20ms内 一直在两通道与三通道同时输出变化，两通道同时输出时间为12ms三通道同时输出时间为8ms ；重叠总时间12*1 + 8*2 = 28ms。
4、D=90%，单周期时间为 a = 20ms；单通道输出时间 b=1/50*90% =18ms； t值为5ms；四路输出总时间为 4*18ms = 72ms ；72Ms>20ms 即所有通道输出总时间大于三倍单周期时间小于四倍单周期时间重叠总时间为 72 - 20 = 52ms，具体见表4：
表4
在15ms时第四通道初次开启，第一、第二、第三与第四通道输出持续时间3ms；
在18ms时第一通道初次关闭，第二、第三与第四通道输出持续时间2ms；
在20ms时第一通道第二次开启，第一、第二、第三与第四通道输出持续时间3ms；
在23ms时第二通道初次关闭，第一、第三与第四通道输出持续时间2ms；
在25ms时第二通道第二次开启，第二、第三、第四与第一通道输出持续时间3ms；
在28ms时第三通道初次关闭，第二、第四与第一通道输出持续时间 2ms；
在30ms时第三通道第二次开启，第三、第一、第四与第二通道输出持续时间3ms；
在33ms时第四通道初次关闭，第一、第二与第三通道输出持续时间2ms；
在35ms时第三通道第二次开启，第一、第二、第三与第四通道输出完成一轮循环；
即在20ms内 一直在；三通道与四通道同时输出变化，三通道同时输出时间为8ms四通道同时输出时间为12ms ；
重叠时间为：8*2 + 12*3 = 52ms。
大功率获取等待时间为，其中取小数点前的整
数；小功率获取等待时间为LWT，，大功率获取时间间隔、小功率获取时间
间隔均为H， ，当判断大功率不为（ND+1）W且最低强度不为（ND）W时，其中ND取小
数点前的整数，W为单通道的输出功率，判断为有通道输出错误，剔除掉输出错误的通道，令
新N=原N-1，重新分配通道安装上述的控制方法输出以及进行大功率小功率获取。
具体实施例：以表1为例：N╳D=0.4，小于1，所以N╳D取0；大功率获取等待时间HWT= 1000/（50*4）*0=ms ；大功率获取时间间隔H = 1000/(50*4) = 5ms；小功率获取等待时间LWT = （1000/50）*10% = 2ms，小功率获取等待间隔LowOutT = 1000/(50*4) = 5ms；即开启后即为最大功率，每隔5ms检测，开启后等待2ms获取最小功率，每隔5ms检测。
以表2为例，N╳D=1.2，所以N╳D取1；大功率获取等待时间HWT = 1000/（50*4）*1=5ms ；大功率获取时间间隔H = 1000/(50*4) = 5ms；小功率获取等待时间LWT = （1000/50）*30% = 6ms，小功率获取等待间隔LowOutT = 1000/(50*4) = 5ms；即开启5ms为最大功率，每隔5ms检测，开启后等待6ms获取最小功率，每隔5ms检测。即开启5ms后即为最大功率，每隔5ms检测。开启后等待6ms获取最小功率，每隔5ms检测。
以表3为例，N╳D=2.4，所以N╳D取2；大功率获取等待时间HWT = 1000/（50*4）*2=10ms ；大功率获取时间间隔H = 1000/(50*4) = 5ms；小功率获取等待时间LWT = （1000/50）*60% = 12ms，小功率获取等待间隔LowOutT = 1000/(50*4) = 5ms；即开启后10ms为最大功率，每隔5ms检测。开启后等待12ms获取最小功率，每隔5ms检测。
以表4为例，N╳D=3.6，所以N╳D取3；大功率获取等待时间HWT = 1000/（50*4）*3=15ms ；大功率获取时间间隔H = 1000/(50*4) = 5ms；小功率获取等待时间LWT = （1000/50）*90% = 18ms，小功率获取等待间隔LowOutT = 1000/(50*4) = 5ms；即开启后15ms为最大功率，每隔5ms检测。开启后等待18ms获取最小功率，每隔5ms检测。
以上是以N=4进行说明的，当N变化是，将相应的N值代入即可。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
Claims (2)
1.一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法，所述的低频脉冲磁疗机每路采用的PWM波的频率为F，PWM的占空比为D，开启路数为N，N为正整数，其特征在于：开机后第一路输出直接开启，之后每延时时间t开启下一路输出，第k路输出的开启时间为，第k路的关闭时间为/>，其中K为从1到N的整数，其中/>，/>为循环次数，/>的单位为Hz，/>的单位为毫秒。
2.根据权利要求1所述的一种低频脉冲磁疗机多路输出的控制方法，其特征在于：在开机输出后，进行大功率获取和小功率获取，其中开机后大功率获取等待时间为HWT，，其中/>取小数点前的整数；小功率获取等待时间为LWT，
，大功率获取时间间隔、小功率获取时间间隔均为H，/>，当判断大功率不为（ND+1）W且最低强度不为（ND）W时，其中ND取小数点前的整数，W为单通道的输出功率，判断为有通道输出错误，剔除掉输出错误的通道，令新N=原N-1，重新分配通道安装上述的控制方法输出以及进行大功率小功率获取。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230725 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |