CN204121604U - 多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，包括多个用于产生交变脉冲磁场的脉冲放电单元，以及向脉冲放电单元发送控制信号以对多个脉冲放电单元进行集中控制的控制电路，其中，脉冲放电单元包括第一电容、可控硅、二极管以及电感；控制电路包括处理器、用于隔离作用以及增强处理器输出引脚驱动能力的隔离驱动电路、时钟电路以及上电复位电路，隔离驱动电路设置有多个，隔离驱动电路的输入端与处理器的输出端连接，隔离驱动电路的输出端与脉冲放电单元的控制端连接。本多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路一方面有效的降低了成本，另一方面实现了精确的同步和异步关联刺激。

Description

多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路

技术领域

本实用新型涉及磁场刺激电子电路技术领域，尤其涉及一种多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路。

背景技术

磁刺激是一种无损无痛无接触，非侵袭性刺激大脑中枢神经和周围神经的一种神经刺激技术。

磁场刺激器的物理学原理是根据法拉第电磁感应定律，通过一个高压储能电容对电感线圈进行瞬间放电，在放电的过程中，流过电感线圈快速变化的电流，会在线圈的周围与电流流向正交的方向产生一个交变的脉冲磁场，交变的磁场可以使周围生物组织内部产生感应电流，从而引起一系列生理生化效应。

目前，市场上的磁场刺激器都只有一个脉冲放电单元，在工作时，每次只能刺激一个部位。在临床上，为了研究大脑不同功能区域的联系和相互作用，需要同时或关联刺激大脑多个不同的区域。为了实现这一目的，现行的做法是采用多个单台磁场刺激器进行同时或关联刺激大脑的多个不同功能区域。由于每个磁场刺激器是一台独立的设备，彼此之间没有任何的关联，并且它们同时或关联工作的启动是依靠人工进行的，从而导致设备与设备之间的协同工作引入了大量的延时。因此，依靠多个单台磁场刺激器实现的这种时间相关性非常精确地同时或关联刺激是一种伪同时、伪关联的刺激。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，旨在实现同时或关联刺激多个不同的区域。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，包括多个用于产生交变脉冲磁场的脉冲放电单元，以及向所述脉冲放电单元发送控制信号以对多个所述脉冲放电单元进行集中控制的控制电路，其中，

所述脉冲放电单元包括第一电容、可控硅、二极管以及电感；所述电感的一端经所述第一电容与所述二极管的阴极连接，另一端与所述二极管的阳极和所述可控硅的阴极之间的节点连接；所述可控硅的阳极与所述二极管的阴极连接，所述可控硅的控制极作为所述脉冲放电单元的控制端与所述控制电路连接；

所述控制电路包括处理器、用于隔离作用以及增强所述处理器输出引脚驱动能力的隔离驱动电路、时钟电路以及上电复位电路，所述时钟电路以及上电复位电路均与所述处理器连接，所述隔离驱动电路设置有多个，每一所述隔离驱动电路对应一所述脉冲放电单元，所述隔离驱动电路的输入端与所述处理器的输出端连接，所述隔离驱动电路的输出端与所述脉冲放电单元的控制端连接。

优选地，所述隔离驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管以及光电耦合器，其中，

所述第一电阻的一端作为所述隔离驱动电路的输入端与所述处理器的输出端连接，所述第一电阻的另一端与第一电源的正极连接；所述第二电阻的一端与所述处理器的输出端和所述第一电阻之间的节点连接，另一端与所述第一三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极与第一电源的正极连接，集电极经所述第三电阻与所述光电耦合器的阳极连接；所述光电耦合器的阴极接地，集电极与所述第四电阻和第五电阻之间的节点连接，发射极接地；所述第四电阻的一端与所述光电耦合器的集电极连接，另一端与第二电源的正级连接；所述第六电阻的一端与第二电源的正级连接，另一端作为所述隔离驱动电路的输出端与所述可控硅的控制极连接；所述第二三极管的集电极与所述第六电阻和所述可控硅的控制极之间的节点连接，基极与所述第五电阻连接，发射极接地。

优选地，所述上电复位电路包括第七电阻和第二电容，其中，

所述第七电阻的一端与第一电源的正极连接，另一端与所述处理器的复位端连接；所述第二电容的一端与所述处理器的复位端连接，另一端接地。

优选地，所述时钟电路包括第三电容、第四电容和晶体振荡器，其中，

所述第三电容的一端与所述处理器的第一端连接，另一端接地；所述晶体振荡器的一端与所述处理器的第一端和所述第三电容之间的节点连接，另一端与所述处理器的第二端和所述第四电容之间的节点连接；所述第四电容的一端与所述处理器的第二端连接，另一端接地。

本实用新型提出的多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，多个脉冲放电单元接收控制电路的控制信号，相对于采用多个单台磁场刺激器实现的同时和关联刺激，本多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路一方面有效的降低了成本，另一方面实现了精确的同步和异步关联刺激，避免了设备与设备之间的协同工作引入了大量的延时，从而为研究大脑不同功能区域的联系和相互作用及其他的临床研究，提供了更为切实有效的方案。

附图说明

图1为本实用新型多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路的电路原理图；

图2为本实用新型多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路中控制电路的电路图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。下面为本实用新型一个实施例的结构示意图：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照1和图2，图1为本实用新型多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路的电路图；图2为本实用新型多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路中控制电路的电路图。

本优选实施例中，多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路包括多个用于产生交变脉冲磁场的脉冲放电单元10，以及向脉冲放电单元10发送控制信号以对多个脉冲放电单元10进行集中控制的控制电路20，其中，

脉冲放电单元10包括第一电容C2、可控硅V1、二极管D1以及电感L1；电感L1的一端经第一电容C2与二极管D1的阴极连接，另一端与二极管D1的阳极和可控硅V1的阴极之间的节点连接；可控硅V1的阳极与二极管D1的阴极连接，可控硅V1的控制极作为脉冲放电单元10的控制端与控制电路20连接；

控制电路20包括处理器201、用于隔离作用以及增强处理器201输出引脚驱动能力的隔离驱动电路202、时钟电路203以及上电复位电路204，时钟电路203以及上电复位电路204均与处理器201连接，隔离驱动电路202设置有多个，每一隔离驱动电路202对应一脉冲放电单元10，隔离驱动电路202的输入端与处理器201的输出端连接，隔离驱动电路202的输出端与脉冲放电单元10的控制端连接。

具体地，隔离驱动电路202包括第一电阻R12、第二电阻R47、第三电阻R91、第四电阻R59、第五电阻R60、第六电阻R48、第一三极管Q1、第二三极管Q23以及光电耦合器U12，其中，

第一电阻R12的一端作为隔离驱动电路202的输入端与处理器201的输出端连接，第一电阻R12的另一端与第一电源的正极连接；第二电阻R47的一端与处理器201的输出端和第一电阻R12之间的节点连接，另一端与第一三极管Q1的基极连接；第一三极管Q1的发射极与第一电源的正极连接，集电极经第三电阻R91与光电耦合器U12的阳极连接；光电耦合器U12的阴极接地，集电极与第四电阻R59和第五电阻R60之间的节点连接，发射极接地；第四电阻R59的一端与光电耦合器U12的集电极连接，另一端与第二电源的正级连接；第六电阻R48的一端与第二电源的正级连接，另一端作为隔离驱动电路202的输出端与可控硅V1的控制极连接；第二三极管Q23的集电极与第六电阻R48和可控硅V1的控制极之间的节点连接，基极与第五电阻R60连接，发射极接地。

具体地，上电复位电路204包括第七电阻R1和第二电容C1，其中，

第七电阻R1的一端与第一电源的正极连接，另一端与处理器201的复位端连接；第二电容C1的一端与处理器201的复位端连接，另一端接地。

具体地，时钟电路203包括第三电容C27、第四电容C33和晶体振荡器Y2，其中，

第三电容C27的一端与处理器201的第一端连接，另一端接地；晶体振荡器Y2的一端与处理器201的第一端和第三电容C27之间的节点连接，另一端与处理器201的第二端和第四电容C33之间的节点连接；第四电容C33的一端与处理器201的第二端连接，另一端接地。

处理器201可采用NXP公司的LPC800系列MCU LPC812M101JD20(U1)作为处理器。该处理器201是采用CortexTM M0+内核的32位低功耗微处理器。

本多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路的工作原理如下：通过处理器201内部的多速率定时器的中断控制，产生控制脉冲放电单元10放电所需的时序。由于脉冲放电单元10放电时具有高压大电流，所以，处理器201的输出引脚通过一个隔离驱动电路202连接到放电可控硅V1的控制级。隔离驱动电路202一方面起到隔离作用，另一方面增强处理器201输出引脚的驱动能力。一个隔离驱动电路202用来控制一个脉冲放电单元10可控硅V1的控制级，有多个脉冲放电单元10，对应有多个隔离驱动电路202，从而实现控制多个脉冲放电单元10的放电时序。同步刺激，即控制多个脉冲放电单元10同时放电；异步关联刺激，即一个脉冲放电单元10的放电和另外一个脉冲放电单元10的放电之间有一定的时间差，并且该时间差由控制电路20进行精确的调整和控制。

本实施例提出的多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，多个脉冲放电单元10接收控制电路20的控制信号，相对于采用多个单台磁场刺激器实现的同时刺激和关联刺激，本多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，一方面有效的降低了成本，另一方面实现了精确的同步和异步关联刺激，避免了设备与设备之间的协同工作引入了大量的延时，从而为研究大脑不同功能区域的联系和相互作用及其他的临床研究，提供了更为切实有效的方案。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，其特征在于，包括多个用于产生交变脉冲磁场的脉冲放电单元，以及向所述脉冲放电单元发送控制信号以对多个所述脉冲放电单元进行集中控制的控制电路，其中，

所述脉冲放电单元包括第一电容、可控硅、二极管以及电感；所述电感的一端经所述第一电容与所述二极管的阴极连接，另一端与所述二极管的阳极和所述可控硅的阴极之间的节点连接；所述可控硅的阳极与所述二极管的阴极连接，所述可控硅的控制极作为所述脉冲放电单元的控制端与所述控制电路连接；

所述控制电路包括处理器、用于隔离作用以及增强所述处理器输出引脚驱动能力的隔离驱动电路、时钟电路以及上电复位电路，所述时钟电路以及上电复位电路均与所述处理器连接，所述隔离驱动电路设置有多个，每一所述隔离驱动电路对应一所述脉冲放电单元，所述隔离驱动电路的输入端与所述处理器的输出端连接，所述隔离驱动电路的输出端与所述脉冲放电单元的控制端连接。

2.如权利要求1所述的多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，其特征在于，所述隔离驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管以及光电耦合器，其中，

所述第一电阻的一端作为所述隔离驱动电路的输入端与所述处理器的输出端连接，所述第一电阻的另一端与第一电源的正极连接；所述第二电阻的一端与所述处理器的输出端和所述第一电阻之间的节点连接，另一端与所述第一三极管的基极连接；所述第一三极管的发射极与第一电源的正极连接，集电极经所述第三电阻与所述光电耦合器的阳极连接；所述光电耦合器的阴极接地，集电极与所述第四电阻和第五电阻之间的节点连接，发射极接地；所述第四电阻的一端与所述光电耦合器的集电极连接，另一端与第二电源的正级连接；所述第六电阻的一端与第二电源的正级连接，另一端作为所述隔离驱动电路的输出端与所述可控硅的控制极连接；所述第二三极管的集电极与所述第六电阻和所述可控硅的控制极之间的节点连接，基极与所述第五电阻连接，发射极接地。

3.如权利要求1所述的多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，其特征在于，所述上电复位电路包括第七电阻和第二电容，其中，

所述第七电阻的一端与第一电源的正极连接，另一端与所述处理器的复位端连接；所述第二电容的一端与所述处理器的复位端连接，另一端接地。

4.如权利要求1所述的多个脉冲放电单元的磁场刺激器的脉冲放电控制电路，其特征在于，所述时钟电路包括第三电容、第四电容和晶体振荡器，其中，

所述第三电容的一端与所述处理器的第一端连接，另一端接地；所述晶体振荡器的一端与所述处理器的第一端和所述第三电容之间的节点连接，另一端与所述处理器的第二端和所述第四电容之间的节点连接；所述第四电容的一端与所述处理器的第二端连接，另一端接地。