CN209933833U - 基于可控硅和lc谐振的强磁脉冲输出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，包括放电电容、载流磁场输出线圈、整流二极管、可控硅、控制电路及保护电路，所述放电电容、所述载流磁场输出线圈、所述整流二极管及所述可控硅形成电流通路，所述放电电容与外界电源连接，用于为所述载流磁场输出线圈提供电源，所述载流磁场输出线圈用于产生磁场，所述控制电路设置于所述可控硅上，用于调控所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置的输出频率，所述控制电路包括与所述可控硅连接的的高频扼流圈和设置于电路板上的控制芯片，所述控制芯片用于控制所述电流通路的导通和关闭。本实用新型提供的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置可以实现发生磁场的动态调节。

Description

基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置

【技术领域】

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置。

【背景技术】

当今社会，磁康复治疗设备逐渐被应用在修复大脑高级功能领域，根据法拉第电磁感应定律，细胞中电解质相当于微弱的导体，在动态变化的磁场中会产生电动势从而形成生物电，干预大脑中枢神经或外周围神经来达到治疗语言、记忆、注意、视觉等大脑认知功能障碍疾病的目的。如何调制动态变化的磁场治疗神经疾病值得深入的研究。

相关技术中，磁刺激器包括刺激线圈和控制电路，由于控制电路输出电压的一致性，使得所述刺激线圈产生的磁场的仅限于固有的恒定磁场，而对于动态磁场的调制治疗研究缺乏大量的试验和数据。

因此，有必要提供一种基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种调控方便，结构简单、并且可动态调节磁场的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，包括放电电容、载流磁场输出线圈、整流二极管、可控硅、控制电路及保护电路，所述放电电容、所述载流磁场输出线圈、所述整流二极管及所述可控硅形成电流通路，所述放电电容与外界电源连接，用于为所述载流磁场输出线圈提供电源，所述载流磁场输出线圈用于产生磁场，所述控制电路设置于所述可控硅上，用于调控所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置的输出频率，所述控制电路包括与所述可控硅连接的的高频扼流圈和设置于电路板上的控制芯片，所述控制芯片用于控制所述电流通路的导通和关闭。

优选的，所述保护电路设有吸收电阻和吸收电容，所述吸收电阻和所述吸收电容串联设置。

优选的，所述吸收电容为无感吸收电容，容值0.1uF～1uF，耐压值为700～5000V，所述吸收电阻阻值为1～8Ω，功率为50～200W。

优选的，所述可控硅的导通电流为100A～3000A，耐压值为700～5000V。

优选的，所述整流二极管的导通电流为100A～3000A，电容耐压值为700～5000V。

优选的，所述放电电容为无极性薄膜电容或超级电容，由一个或多个电容并接而成，所述放电电容的总电容值为35uF～210uF，耐压值为700～5000V。

优选的，所述载流磁场输出线圈采用导电线的材料绕制而成，其绕制形状选自8字形、O形、环形或弹簧形。

优选的，所述导电线的材料选自铜、铝、银、金或合金。

优选的，所述控制芯片选自CPLD，STM32，NXP或AT系列单片机。

与相关技术相比，本实用新型的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置通过所述放电电容和所述载流磁场输出线圈的配合，形成了振荡器，通过配置所述放电电容容值、所述载流磁场输出线圈感值，且通过所述控制电路控制所述电流通路的开启和关闭，实现了所述载流磁场输出线圈输出磁场的动态调节；并且通过所述保护电路的配置可以避免过压，延长所述可控硅的使用寿命。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1为本实用新型的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置的电路原理图；

图3(a)为图1所示的载流磁场输出线圈的一种结构示意图；

图3(b)为图1所示的载流磁场输出线圈的另一种结构示意图；

图4(a)为8字形线圈磁场分布曲线图；

图4(b)为8字形线圈磁场空间分布的仿真图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1及图2，本实用新型提供了一种基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置100，其包括放电电容1、载流磁场输出线圈2、整流二极管3、可控硅4、控制电路5及保护电路6。所述放电电容1、所述载流磁场输出线圈2、所述整流二极管3及所述可控硅4形成电流通路。

所述放电电容1与外界电源连接，用于存储电量并调节载流强度，同时还可以回收所述载流磁场输出线圈2回流的电量，用电效率高。并且，所述放电电容1和所述载流磁场输出线圈2还构成了振荡器，通过等效的LC谐振电路计算公式可以计算出所述载流磁场输出线圈2产生的动态磁场的频率。

所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置100的磁场输出强度则由充电电压U₀决定，所述充电电压U₀为所述外界电源的输出电压。

优选的，所述放电电容1为无极性薄膜电容或超级电容，由一个或多个电容并接而成，所述放电电容1的总电容容值为35uF～210uF，电容耐压值为700～5000V。

请参阅图3，所述载流磁场输出线圈2通电后产生脉冲磁场，可以针对人体经络、穴位和病变部位疾病进行磁刺激，达到神经康复治疗的效果。优选的，所述载流磁场输出线圈2采用导电线绕制而成，其绕制形状选自8字形、O形、环形或弹簧形，优选的，所述导电线的材料选自铜、铝、银、金或合金。具体的，在本实施方式中，所述载流磁场输出线圈2整体呈“8”字形设计，并采用6圈2层的绕制方式，来叠加输出磁场，增加理疗刺激效果。可通过等效亥姆霍兹线圈和毕-萨定律计算磁场空间分布数学模型。请参阅图4(a)及图4(b)，图4(a)为8字形线圈磁场分布曲线图；图4(b)为8字形线圈磁场空间分布的仿真图。

所述可控硅4是一种大功率电器元件，作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备，具有体积小、效率高、寿命长等优点。所述控制电路5设置于所述可控硅4上，用于调控所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置100的输出频率，所述控制电路5包括与所述可控硅4连接的高频扼流圈51和设置于电路板上的控制芯片52，所述控制芯片52接收外部发出的脉冲触发信号，并经过信号的滤波、整形，然后通过控制所述高频扼流圈51实现强弱电隔离控制。

进一步的，所述可控硅4的导通电流为100A～3000A，耐压值为700～5000V，在其他实施方式中，所述可控硅4的导通电流和耐压值还可以根据实际情况进行调整，本实用新型对此不做限制。

具体的，在本实施方式中，所述可控硅4为单向可控硅，所述高频扼流圈51作为所述可控硅4的控制极，所述高频扼流圈51与所述控制芯片52连接，所述控制芯片52通过控制所述高频扼流圈52输入脉冲触发信号给所述可控硅4，控制所述电流通路的导通，由于等效理想的LC电路所述输出电流为交变的正弦电流，在所述输出电流为正向状态时，所述可控硅4开启，电路导通，所述载流磁场输出线圈2产生磁场；由于LC振荡特性，所述输出电流变为负向状态时，所述可控硅4自动关闭，负电流流经所述整流二极管3，所述载流磁场输出线圈2输出一个标准的磁场正玹脉冲。一个所述的输入脉冲触发信号，输出一个标准的磁场正玹脉冲。通过编写所述控制芯片52的程序，可以实现所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置100的自动化运行。再者，所述控制电路5的结构简单，并且不存在反向耐压问题。

所述保护电路6设有吸收电阻61和吸收电容62，所述吸收电阻61和所述吸收电容62串联设置。可以理解是，所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置100开启和关断的瞬间，所述电流通路内的电压瞬间增大，所述保护电路6的设置起到了吸收作用，可以有效减小所述可控硅4的应力，避免所述可控硅4的损坏，延长使用寿命。具体的，所述吸收电阻61选自阻值为1～8Ω，功率为50～200W的电阻，所述吸收电容62选自容值0.1uF～1uF，耐压值为700～5000V的电容。所述吸收电阻61和所述吸收电容62的型号也可以根据需求进行选择，本实用新型对此不做限制。

与相关技术相比，本实用新型的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置100通过所述放电电容1和所述载流磁场输出线圈2的配合，形成了振荡器，实现了所述载流磁场输出线圈2输出磁场的动态调节；所述控制电路5可以实现电路的自动开启和关闭，并且所述保护电路6的设置还可以避免过压，延长所述可控硅4的使用寿命。

以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，包括放电电容、载流磁场输出线圈、整流二极管、可控硅、控制电路及保护电路，所述放电电容、所述载流磁场输出线圈、所述整流二极管及所述可控硅形成电流通路，所述放电电容与外界电源连接，用于为所述载流磁场输出线圈提供电源，所述载流磁场输出线圈用于产生磁场，所述控制电路设置于所述可控硅上，用于调控所述基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置的输出频率，所述控制电路包括与所述可控硅连接的高频扼流圈和设置于电路板上的控制芯片，所述控制芯片用于控制所述电流通路的导通和关闭。

2.根据权利要求1所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述保护电路设有吸收电阻和吸收电容，所述吸收电阻和所述吸收电容串联设置。

3.根据权利要求2所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述吸收电容为无感吸收电容，容值0.1uF～1uF，耐压值为700～5000V，所述吸收电阻阻值为1～8Ω，功率为50～200W。

4.根据权利要求1所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述可控硅的导通电流为100A～3000A，耐压值为700～5000V。

5.根据权利要求1所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述整流二极管的导通电流为100A～3000A，耐压值为700～5000V。

6.根据权利要求1所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述放电电容为无极性薄膜电容或超级电容，由一个或多个电容并接而成，所述放电电容的总电容值为35uF～210uF，电容耐压值为700～5000V。

7.根据权利要求1所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述载流磁场输出线圈采用导电线的材料绕制而成，其绕制形状选自8字形、O形、环形或弹簧形。

8.根据权利要求7所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述导电线的材料选自铜、铝、银、金或合金。

9.根据权利要求1所述的基于可控硅和LC谐振的强磁脉冲输出装置，其特征在于，所述控制芯片选自CPLD，STM32，NXP或AT系列单片机。

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