CN117559611B - 一种眼部电刺激治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种眼部电刺激治疗装置,包括:电源管理模块,所述电源管理模块包括电源管理单元、电池管理单元;所述电源管理单元用于切换外部电源或电池为电路供电;所述电池管理单元用于接入外部电源时,管理电池充电的方式,并采样电池的电压和电流,通过处理后向控制模块发送电池的电量;升压模块,与电源管理模块的输出端连接,用于根据控制模块的控制输出不同等级的电压;控制模块,用于控制装置输出多通道的刺激电流;采样模块,用于调节控制模块输出的电流精度。本发明可调节电流精度,兼顾一通道和四通道的刺激电流输出,提高可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及电刺激治疗技术领域,特别涉及一种眼部电刺激治疗装置。
背景技术
研究表明重复性经眼眶交流电刺激(rtACS)作为一种非侵入式的电刺激,在治疗视神经损伤、视网膜病变、青光眼、弱视及近视等相关视力问题方面,表现有极高的潜力。但目前用于输出电刺激的眼部治疗仪大多可操作性不强,电流精度较差,频率不可调节,安全性较差,且不能同时兼顾一通道和四通道输出。
发明内容
本发明的目的在于调节电流精度,兼顾一通道和四通道的刺激电流输出,提高可操作性,提供一种眼部电刺激治疗装置。
为了实现上述发明目的,本发明实施例提供了以下技术方案:
一种眼部电刺激治疗装置,包括:
电源管理模块,所述电源管理模块包括电源管理单元、电池管理单元;所述电源管理单元用于切换外部电源或电池为电路供电;所述电池管理单元用于接入外部电源时,管理电池充电的方式,并采样电池的电压和电流,通过处理后向控制模块发送电池的电量;
升压模块,与电源管理模块的输出端连接,用于根据控制模块的控制输出不同等级的电压;
控制模块,用于控制装置输出多通道的刺激电流;所述控制模块包括单片机U7;
采样模块,用于调节控制模块输出的电流精度;
所述采样模块包括DA采样单元;
所述DA采样单元包括放大器U9、精度调整电路;精度调整电路包括三极管Q5、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电阻R75、电阻R76、场效应管M7、场效应管M8;
放大器U9的正向输入端与单片机U7的PA5引脚连接,PA5引脚输出DA输出信号,放大器U9的反向输入端与电阻R69的第一端连接,放大器U9的输出端与三极管Q5的基极连接,三极管Q5用于打开功率回路输出;三极管Q5的集电极与放大器U9的输出端连接,三极管Q5的发射极分别与电阻R72的第一端、电阻R69的第二端、电阻R73的第一端、电阻R74的第一端连接,电阻R72的第二端接地;
电阻R69的第二端电压等于DA输出信号的电压值,用于控制功率回路的电流强度;电阻R73的第二端与场效应管M7的漏极连接,场效应管M7的源极接地,场效应管M7的栅极通过电阻R70与单片机U7的PC5引脚连接,电阻R70为场效应管M7的栅极提供驱动,电阻R71形成场效应管M7的栅极稳定接地参考点和泄放回路;
电阻R74的第二端与场效应管M8的漏极连接,场效应管M8的源极接地,场效应管M8的栅极通过电阻R75与单片机的PB0引脚连接,电阻R75为场效应管M8的栅极提供驱动,电阻R76形成场效应管M8的栅极稳定接地参考点和泄放回路。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
(1)本发明通过DA采样单元控制四档电流精度,使输出电流始终保证在较高的精度。DA输出信号可设置上升爬坡30s时间至稳定预设值输出,在电流上升缓慢时可增强对眼部治疗启动阶段的舒适性。
(2)本发明通过触摸屏可设置刺激强度档位和刺激电流;通过触摸屏可设置起始频率、终止频率、单次刺激时间、循环次数、总治疗时间,临床可实现多样化刺激电流。
(3)本发明可兼顾四路交替输出和单路输出,两者互不冲突,为用户提供了多刺激强度挡位。
(4)本发明通过AD采样单元实时监控负载输出,当采样计算负载电阻大于5.1kΩ时,触摸屏会提示电极脱落,暂停治疗,以保证治疗过程中电极接触质量较差时,造成皮肤灼伤的危害,电阻采样范围可到达0~40kΩ,满足各种临床需求,保证安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明电池管理单元的第一部分电路原理图;
图2为本发明电池管理单元的第二部分电路原理图;
图3为本发明电池管理单元的第三部分和电源管理单元电路原理图;
图4为本发明升压模块的电路原理图;
图5为本发明控制模块的单片机U7的电路原理图;
图6为本发明采样模块的电路原理图;
图7为本发明控制模块的换向功能单元、第一输出端口的电路原理图;
图8为本发明控制模块的第二输出端端口、切换端口的电路原理图;
图9为本发明电压转换单元的电路原理图;
图10为本发明连接触摸屏的接口J7的电路原理图;
图11为本发明模块框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性,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。
特别需要说明的是:术语“相连”、“连接”等可以是元件、元器件之间直接相连,也可以是经由其他元件、元器件的间接相连。另外,本专利文字部分仅给出电路的部分元件、元器件连接关系,以及工作原理,未用文字描述出的元件、元器件并不代表其不重要。
本发明通过下述技术方案实现,一种眼部电刺激治疗装置,请参见图11,包括电源管理模块、升压模块、控制模块、采样模块、触摸屏。
控制模块包括如图5所示的单片机U7。请参见图1、图2、图3,所述电源管理模块包括电源管理单元、电池管理单元。所述电源管理单元用于切换外部电源(直流)或电池为电路供电,当接入外部电源时,关断电池输出供电,并由外部电源为电池充电;当接入电池时,关断外部电源输出供电。在装置关机状态下,电池切断输出,降低电池自损耗,以确保电池因长时间储存,造成的过放危害。所述电池管理单元用于接入外部电源时,管理电池充电的方式,并采样电池的电压和电流,通过处理后向控制模块发送电池的电量。
如图1所示为电池管理单元的第一部分电路原理图,如图2所示为电池管理单元的第二部分电路原理图,如图3所示其中部分电路为电池管理单元的第三部分电路原理图;图1中的“信号1”与图3中的“信号1”连接,图1中的“信号2”与图3中的“信号2”连接。详细来说,所述电池管理单元包括充电管理芯片U1、单片机U3、第一外围电路,第一外围电路包括场效应管M1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电感L2、放大器U2、放大器U4、光耦P3、电池电流采样电阻R1、电池电流采样电阻R2、电池电压采样电阻R3、电池电压采样电阻R4等。外部电源输出供电时,二极管D1导通,通过Buck充电回路向连接电池的接口J1充电,所述Buck充电回路包括充电管理芯片U1、场效应管M1、二极管D3、二极管D2、电感L2,充电管理芯片U1具有涓流、恒流和恒压充电模式。
电池由接口J1连接,电池电流采样电阻R1和电池电流采样电阻R2将采集的电流信号经放大器U2放大后,向单片机U3的RC1引脚输送电流信号BATIAD;放大器U4采集电池电压采样电阻R3和电池电压采样电阻R4两端的电压信号BATVAD,放大后输送至单片机U3的RC0引脚。单片机U3对电流信号BATIAD和电压信号BATVAD进行处理后,通过引脚RA0连接的光耦P3向单片机U7发送电池的电量ICDDAT。请参见图9为电压转换单元,用于向单片机U3提供电压。
所述充电管理芯片U1的引脚与单片机U3的RA5引脚连接,充电管理芯片U1的/>引脚与单片机U3的RA4引脚连接。单片机U3检测充电管理芯片U1的/>引脚和引脚的电平状态来判定电池充电状态,如表1所示。
表1 电池充电状态对应表
如图3所示其中另一部分电路为电源管理单元的电路原理图,详细来说,所述电源管理单元包括两背靠背的场效应管M2、场效应管M3、第二外围电路,第二外围电路包括光耦P1、光耦P2、三极管Q2、开机按键S、电阻R22、电阻R23、稳压管D5、二极管D4等。电路开机有多种情况:
第一种情况仅在接口J1连接的电池输出供电时,按下开机按键S,电池通过电阻R23连接的稳压管D5导通三极管Q2,场效应管M3导通将输出给后级电路的能量转换给单片机U7供电,同时光耦P1导通,单片机U7的PB4引脚接收到信号ONAN,PB3引脚输出高电平ON,光耦P2导通,托管三极管Q2打开驱动,场效应管M3导通,输出给后级供电,至此松开开机按键S,电源启动结束。
第二种情况在外部电源和电池同时供电情况下,因为外部电源供电18V,电池电压最大为12V,外部电源通过二极管D1、二极管D4输出,优先于电池供电,外部电源供电直接通过电阻R22连接的稳压管D5打开三极管Q2,场效应管M3导通输出给后级的能量转换供电,这种情况下是不需要按下开机按键S就可以自动开机。
第三种情况在电池供电模式且关机状态下,按下开机按键S,单片机U7接收到ONAN信号,PB3引脚输出低电平OFF,光耦P2不导通,从而使场效应管M3不导通,实现在电池供电模式下,关机状态下,场效应管M3内置的二极管反向截止,则不会有能量输出,这样可以节省电池自损耗能量,避免电池因长时间储存,造成的过放危害。
请参见图4,所述升压模块包括BOOST电路及其外围电路;所述BOOST电路包括MEI滤波器、隔离电源单元U5、升压管理芯片U6、场效应管M5、电感L4、二极管D8;BOOST电路的外围电路包括场效应管M6、电阻R47、电阻R49、电阻R50。
所述MEI滤波器、隔离电源单元U5对外部电源或电池输出的11.1V~18V电压进行滤波和隔离,以消除杂质,满足EMC医疗标准YY9706.102-2021要求,RE可满足到Class B要求。场效应管M6的栅极与单片机U7的PC14引脚连接,当单片机U7的PC14引脚输出高电平时,场效应管M6导通,升压管理芯片U6将11.1V电压升压后经过场效应管M6连接的电阻R47、电阻R49、电阻R50分压,可切换输出80V电压。当单片机U7的PC14引脚输出低电平时,场效应管M6不导通,电阻R47、电阻R50分压,升压管理芯片U6将11.1V电压升压后经过场效应管M5调节,最终输出27V电压。这样可以满足输出电压27V和80V切换,实现眼部治疗过程中需要较高电压需求。
请继续参见图4,所述升压模块还包括过流保护单元,所述过流保护单元包括三极管Q3、三极管Q4、电阻R48、电阻R55。所述过流保护单元允许升压管理芯片U6输出电流在0~2.5mA之间,当后级电容YC6连接负载供电大于设定电流值(如3mA)时,三极管Q3截止、三极管Q4截止,断开电压27V和80V的电压输出,起到对后级电路的保护作用。
请参见图6,所述采样模块包括DA采样单元;所述DA采样单元包括放大器U9、精度调整电路;精度调整电路包括三极管Q5、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电阻R75、电阻R76、场效应管M7、场效应管M8。放大器U9的正向输入端与单片机U7的PA5引脚连接,PA5引脚输出DA输出信号。放大器U9的反向输入端与电阻R69的第一端连接,放大器U9的输出端与三极管Q5的基极连接,三极管Q5用于打开功率回路输出;三极管Q5的集电极与放大器U9的输出端连接,三极管Q5的发射极分别与电阻R72的第一端、电阻R69的第二端、电阻R73的第一端、电阻R74的第一端连接,电阻R72的第二端接地;电阻R69的第二端电压等于DA输出信号的电压值,用于控制功率回路的电流强度。
场效应管M7的栅极与单片机U7的PC5引脚连接,当PC5引脚输出高电平时,场效应管M7导通,当PC5引脚输出低电平时,场效应管M7不导通。PC5引脚通过电阻R70与场效应管M7的栅极连接,电阻R70为场效应管M7的栅极提供驱动,电阻R71形成场效应管M7的栅极稳定接地参考点和泄放回路。场效应管M8的栅极与单片机的PB0引脚连接,当PB0引脚输出高电平时,场效应管M8导通,当PB0引脚输出低电平时,场效应管M8不导通。PB0引脚通过电阻R75与场效应管M8的栅极连接,电阻R75为场效应管M8的栅极提供驱动,电阻R76形成场效应管M8的栅极稳定接地参考点和泄放回路。
电流强度的精度调节分为4档,以满足电流在0~2500uA内各阶段范围的精度要求:
第一档电流精度调节方式为场效应管M7不导通、场效应管M8不导通,电阻R72串联在三极管Q5以及电极接口J4或者电极接口J5组成的回路中,R72=2kΩ,第一档电流DA输出信号电压范围为0mV~1000mV,电流可控制在0mV/2kΩ~1000mV/2kΩ,即0uA~500uA。
第二档电流精度调节方式为场效应管M7导通、场效应管M8不导通,电阻R72、电阻R73并联在三极管Q5以及电极接口J4或者电极接口J5组成回路中,R73=2kΩ,电阻R72、电阻R73并联阻值为1kΩ,第二档电流DA输出信号电压范围为500mV~1000mV,电流可控制在500mV/1kΩ~1000mV/1kΩ,即500uA~1000uA。
第三档电流精度调节方式为场效应管M7不导通、场效应管M8导通,电阻R72、电阻R74并联在三极管Q5以及电极接口J4或者电极接口J5组成回路中,电阻R72、电阻R74并联阻值为499Ω,R74=665Ω,第三档电流DA输出信号电压范围为499mV~1000mV,电流可控制在499mV/499Ω~1000mV/499Ω,即1000uA~2000uA。
第四档电流精度调节方式为场效应管M7导通、场效应管M8导通,电阻R72、电阻R73、电阻R74并联在三极管Q5以及电极接口J4或者电极接口J5组成回路中,电阻R72、电阻R73、电阻R74并联阻值为399Ω,第四档电流DA输出信号电压范围为798mV~997mV,电流可控制在798mV/399Ω~997mV/399Ω,即2000uA~2500uA。
DA输出信号需要与场效应管M9、场效应管M10进行同步,以确保输出的连续性,DA输出信号可设置上升爬坡30s时间至稳定预设值输出,在电流上升缓慢时可增强对眼部治疗启动阶段的舒适性。
所述采样模块还包括AD采样单元,所述AD采样单元包括放大器U8、电阻R60、电阻R61、电阻R62等,电阻R62的第一端与三极管Q5的集电极连接,电阻R62的第二端与电阻R61的第一端连接,电阻R61的第二端、电阻R60的第一端分别与放大器U8的正向输入端连接,电阻R60的第二端接地,放大器U8用于获取功率回路中输出至电阻R61、电阻R62、电阻R60形成的比例电压,进行放大后输出至单片机U7的 AD转换器的PC4引脚,用于实时监控负载输出,当采样计算负载电阻大于5.1kΩ时,触摸屏会提示电极脱落,暂停治疗,以保证治疗过程中电极接触质量较差时,造成皮肤灼伤的危害,电阻采样范围可到达0~40kΩ,满足各种临床需求。
请参见图7和图8,所述控制模块还包括换向功能单元、第一输出端口、第二输出端口、切换端口。
请继续参见图7,图7中的“信号3”与图6中的“信号3”连接,所述换向功能单元包括高速传输光耦P4、驱动三极管Q13、驱动三极管Q14、场效应管M9、驱动三极管Q15、驱动三极管Q16、场效应管M10。所述第一输出端口包括可切换的正向输出回路和反向输出回路。正向输出回路与单片机U7的PB14引脚、场效应管M10连接,单片机U7控制PB14引脚输出高电平,三极管Q8导通、三极管Q6导通,供电电源80V(或27V)通过电感L5、电感L7、光耦P5、电极接口J4、光耦P6、电感L6、场效应管M10、信号3构成正向输出回路,控制单片机U7的PB1引脚开关频率,从而通过高速传输光耦P4,推挽放大驱动三极管Q15、反向驱动三极管Q16来控制场效应管M10的输出频率。反向输出回路与单片机U7的PB15引脚、场效应管M9连接,单片机U7控制PB15引脚输出高电平,三极管Q9导通、三极管Q7导通,供电电源80V(或27V)通过电感L6、电感L7、光耦P6、电极接口J4、光耦P5、电感L5、场效应管M9、信号3构成反向输出回路,控制单片机U7的PB2引脚开关频率,从而通过高速传输光耦P4,推挽放大驱动三极管Q13、驱动三极管Q14来控制场效应管M9的输出频率。以上控制方式只在电极接口J4连接电极线输出一个通道刺激眼部治疗。
请参见图8,所述第二输出端口包括四路相同的输出回路,第一路的输入端与单片机U7的PC3引脚连接,输出端与电极接口J5连接;第二路的输入端与单片机U7的PC2引脚连接,输出端与电极接口J5连接;第三路的输入端与单片机U7的PC1引脚连接,输出端与电极接口J5连接;第四路的输入端与单片机U7的PC0引脚连接,输出端与电极接口J5连接。四路输出可以进行单次刺激时间成交替输出,例如:顺序为第一路J5-5至J5-1至主回路,第二路J5-4至J5-1至主回路,第三路至J5-3至J5-1至主回路,第四路J5-2至J5-1至主回路,依次轮流刺激。J5-5是指电极接口J5的第5个电极,其他同理。
请继续参见图8,所述切换端口包括继电器P7,继电器P7的输入端与单片机U7的PA3引脚连接,继电器P7的输出端分别与第一输出端口、第二输出端口连接;当PA3引脚输出高电平时,继电器P7闭合,启用所述第二输出端口,停用所述第一输出端口;当PA3引脚输出低电平时,继电器P7断开,停用所述第二输出端口,启用所述第一输出端口,以确保在同时连接电极接口J4和电极接口J5时,互不干涉。
请参见图10,单片机U7的TX引脚、RX引脚分别通过接口J7连接触摸屏,触摸屏通过功能指令发送信号至MCU,进而实现调整刺激强度挡位、刺激电流、起始频率、终止频率、单次刺激时间、循环次数、起始治疗时间等功能,还能实现暂停治疗、调整电阻输出档位、显示实时电阻的功能,满足用户操作简单、交互性强的要求。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:包括:
电源管理模块,所述电源管理模块包括电源管理单元、电池管理单元;所述电源管理单元用于切换外部电源或电池为电路供电;所述电池管理单元用于接入外部电源时,管理电池充电的方式,并采样电池的电压和电流,通过处理后向控制模块发送电池的电量;
升压模块,与电源管理模块的输出端连接,用于根据控制模块的控制输出不同等级的电压;
控制模块,用于控制装置输出多通道的刺激电流;所述控制模块包括单片机U7;
采样模块,用于调节控制模块输出的电流精度;
所述采样模块包括DA采样单元;
所述DA采样单元包括放大器U9、精度调整电路;精度调整电路包括三极管Q5、电阻R69、电阻R70、电阻R71、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电阻R75、电阻R76、场效应管M7、场效应管M8;
放大器U9的正向输入端与单片机U7的PA5引脚连接,PA5引脚输出DA输出信号,放大器U9的反向输入端与电阻R69的第一端连接,放大器U9的输出端与三极管Q5的基极连接,三极管Q5用于打开功率回路输出;三极管Q5的集电极与放大器U9的输出端连接,三极管Q5的发射极分别与电阻R72的第一端、电阻R69的第二端、电阻R73的第一端、电阻R74的第一端连接,电阻R72的第二端接地;
电阻R69的第二端电压等于DA输出信号的电压值,用于控制功率回路的电流强度;电阻R73的第二端与场效应管M7的漏极连接,场效应管M7的源极接地,场效应管M7的栅极通过电阻R70与单片机U7的PC5引脚连接,电阻R70为场效应管M7的栅极提供驱动,电阻R71形成场效应管M7的栅极稳定接地参考点和泄放回路;
电阻R74的第二端与场效应管M8的漏极连接,场效应管M8的源极接地,场效应管M8的栅极通过电阻R75与单片机的PB0引脚连接,电阻R75为场效应管M8的栅极提供驱动,电阻R76形成场效应管M8的栅极稳定接地参考点和泄放回路。
2.根据权利要求1所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述采样模块还包括AD采样单元;
所述AD采样单元包括放大器U8、电阻R60、电阻R61、电阻R62,电阻R62的第一端与三极管Q5的集电极连接,电阻R62的第二端与电阻R61的第一端连接,电阻R61的第二端、电阻R60的第一端分别与放大器U8的正向输入端连接,电阻R60的第二端接地,放大器U8用于获取功率回路中输出至电阻R60、电阻R61、电阻R62形成的比例电压,进行放大后输出至单片机U7的PC4引脚。
3.根据权利要求1所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述电池管理单元包括充电管理芯片U1、单片机U3、第一外围电路,第一外围电路包括场效应管M1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电感L2、放大器U2、放大器U4、光耦P3、电池电流采样电阻R1、电池电流采样电阻R2、电池电压采样电阻R3、电池电压采样电阻R4;
外部电源输出供电时,二极管D1导通,通过Buck充电回路向连接电池的接口J1充电,所述Buck充电回路包括充电管理芯片U1、场效应管M1、二极管D3、二极管D2、电感L2;
电池由接口J1连接;电池电流采样电阻R1和电池电流采样电阻R2采集电池的电流信号,将采集的电流信号经放大器U2放大后,向单片机U3的RC1引脚输送电流信号BATIAD;放大器U4采集电池电压采样电阻R3和电池电压采样电阻R4两端的电压信号BATVAD,放大后输送至单片机U3的RC0引脚;单片机U3对电流信号BATIAD和电压信号BATVAD进行处理后,通过引脚RA0连接的光耦P3向单片机U7的PC11引脚发送电池的电量ICDDAT。
4.根据权利要求3所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述充电管理芯片U1的引脚与单片机U3的RA5引脚连接,充电管理芯片U1的/>引脚与单片机U3的RA4引脚连接,单片机U3检测充电管理芯片U1的/>引脚和/>引脚的电平状态来判定电池充电状态。
5.根据权利要求3所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述电源管理单元包括场效应管M2、场效应管M3、第二外围电路,第二外围电路包括光耦P1、光耦P2、三极管Q2、开机按键S、电阻R22、电阻R23、稳压管D5、二极管D4;
外部电源与电池管理单元连接;开机按键S的第一端分别与电阻R23的第一端、光耦P1的一端连接,电阻R23的第二端接入外部电源或者电池,光耦P1的另一端与单片机U7的PB4引脚连接;开机按键S的第二端分别与场效应管M2的源极、场效应管M3的源极、电阻R23的第二端连接;单片机U7的PB3引脚通过光耦P2与场效应管M3连接;电阻R22的第一端接入外部电源,电阻R22的第二端通过稳压管D5与三极管Q2的基极连接,三极管Q2的集电极分别与场效应管M3的栅极、场效应管M3的源极连接;场效应管M2的栅极接入外部电源,场效应管M2的源极通过二极管D4接入外部电源,场效应管M2的漏极与连接电池的接口J1连接。
6.根据权利要求1所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述升压模块包括BOOST电路及其外围电路;所述BOOST电路包括MEI滤波器、隔离电源单元U5、升压管理芯片U6、场效应管M5、电感L4、二极管D8;BOOST电路的外围电路包括场效应管M6、电阻R47、电阻R49、电阻R50;
场效应管M6的栅极与单片机U7的PC14引脚连接,当单片机U7的PC14引脚输出高电平时,场效应管M6导通,升压管理芯片U6将11.1V电压升压后经过场效应管M6连接的电阻R47、电阻R49、电阻R50进行分压,输出80V电压;当单片机U7的PC14引脚输出低电平时,场效应管M6不导通,电阻R47、电阻R50进行分压,升压管理芯片U6将11.1V电压升压后经过场效应管M5调节,输出27V电压。
7.根据权利要求6所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述升压模块还包括过流保护单元,所述过流保护单元包括三极管Q3、三极管Q4;当连接的负载供电大于设定电流值时,三极管Q3截止、三极管Q4截止,断开电压27V和80V的输出。
8.根据权利要求1所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述控制模块还包括换向功能单元、第一输出端口;
所述换向功能单元包括高速传输光耦P4、驱动三极管Q13、驱动三极管Q14、场效应管M9、驱动三极管Q15、驱动三极管Q16、场效应管M10;
所述第一输出端口包括可切换的正向输出回路和反向输出回路;
正向输出回路与单片机U7的PB14引脚、场效应管M10连接,控制PB14引脚输出高电平,三极管Q8导通、三极管Q6导通,供电电源80V通过电感L5、电感L7、光耦P5、电极接口J4、光耦P6、电感L6、场效应管M10、信号3构成正向输出回路,控制单片机U7的PB1引脚开关频率,从而通过高速传输光耦P4,推挽放大驱动三极管Q15、驱动三极管Q16来控制场效应管M10的输出频率;信号3为采样模块中DA采样单元的输出端;
反向输出回路与单片机U7的PB15引脚、场效应管M9连接,控制PB15引脚输出高电平,三极管Q9导通、三极管Q7导通,供电电源80V通过电感L6、电感L7、光耦P6、电极接口J4、光耦P5、电感L5、场效应管M9、信号3构成反向输出回路,控制单片机U7的PB2引脚开关频率,从而通过高速传输光耦P4,推挽放大驱动三极管Q13、驱动三极管Q14来控制场效应管M9的输出频率。
9.根据权利要求8所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述控制模块还包括第二输出端口;所述第二输出端口包括四路相同的输出回路,第一路的输入端与单片机U7的PC3引脚连接,输出端与电极接口J5连接;第二路的输入端与单片机U7的PC2引脚连接,输出端与电极接口J5连接;第三路的输入端与单片机U7的PC1引脚连接,输出端与电极接口J5连接;第四路的输入端与单片机U7的PC0引脚连接,输出端与电极接口J5连接;四路输出进行单次刺激时间成交替输出。
10.根据权利要求9所述的一种眼部电刺激治疗装置,其特征在于:所述控制模块还包括切换端口,所述切换端口包括继电器P7,继电器P7的输入端与单片机U7的PA3引脚连接,继电器P7的输出端分别与第一输出端口、第二输出端口连接;当PA3引脚输出高电平时,继电器P7闭合,启用所述第二输出端口,停用所述第一输出端口;当PA3引脚输出低电平时,继电器P7断开,停用所述第二输出端口,启用所述第一输出端口。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1748150A (zh) * | 2003-02-12 | 2006-03-15 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 采用双向电流传感器的电流监测系统 |
KR20080023887A (ko) * | 2006-09-12 | 2008-03-17 | 주식회사 만도 | 펄스폭 변조 모터의 역전압 방지장치 |
CN101461983A (zh) * | 2007-12-18 | 2009-06-24 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种用于除颤起搏电源中的升降压变换器 |
CN103311899A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-18 | 李光兴 | 一种动力锂离子电池组自保护方法与电路 |
CN106125813A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-11-16 | 河北大学 | 一种便携式宽量限的高稳定度恒流源 |
CN106300988A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 洛阳隆盛科技有限责任公司 | 一种高精度的高压程控电源 |
CN206819189U (zh) * | 2017-06-16 | 2017-12-29 | 深圳市优维尔科技有限公司 | 一种电子烟上的智能温度调节控制电路 |
CN112117801A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-22 | 四川日拓能源科技有限公司 | 一种电池修复电路 |
CN112152662A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-29 | 南京云天致信信息科技有限公司 | 一种多频传输的跳频通信系统及通信方法 |
CN114070035A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-18 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 一种供电装置以及医疗设备 |
CN114618082A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-14 | 清华大学 | 用于电刺激和电场治疗的设备及其电路 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6201977B1 (en) * | 1998-04-24 | 2001-03-13 | Micron Technology, Inc. | Power-saving mode for portable communication devices |
-
2024
- 2024-01-10 CN CN202410037660.0A patent/CN117559611B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1748150A (zh) * | 2003-02-12 | 2006-03-15 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 采用双向电流传感器的电流监测系统 |
KR20080023887A (ko) * | 2006-09-12 | 2008-03-17 | 주식회사 만도 | 펄스폭 변조 모터의 역전압 방지장치 |
CN101461983A (zh) * | 2007-12-18 | 2009-06-24 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种用于除颤起搏电源中的升降压变换器 |
CN103311899A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-18 | 李光兴 | 一种动力锂离子电池组自保护方法与电路 |
CN106125813A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-11-16 | 河北大学 | 一种便携式宽量限的高稳定度恒流源 |
CN106300988A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 洛阳隆盛科技有限责任公司 | 一种高精度的高压程控电源 |
CN206819189U (zh) * | 2017-06-16 | 2017-12-29 | 深圳市优维尔科技有限公司 | 一种电子烟上的智能温度调节控制电路 |
CN112152662A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-12-29 | 南京云天致信信息科技有限公司 | 一种多频传输的跳频通信系统及通信方法 |
WO2022041051A1 (zh) * | 2020-08-26 | 2022-03-03 | 南京云天致信信息科技有限公司 | 一种多频传输的跳频通信系统及通信方法 |
CN112117801A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-22 | 四川日拓能源科技有限公司 | 一种电池修复电路 |
CN114070035A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-18 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 一种供电装置以及医疗设备 |
CN114618082A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-14 | 清华大学 | 用于电刺激和电场治疗的设备及其电路 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
微型PSA制氧机电池智能管理系统设计;刘志猛;朱孟府;陈平;邓橙;苑英海;宿红波;;电子设计工程;20141120(第22期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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