CN215073038U - 一种红外治疗仪过零点检测调光电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外治疗仪过零点检测调光电路，属于医疗设备技术领域。一种红外治疗仪过零点检测调光电路，包括过零检测电路和脉冲调制电路，所述过零检测电路的输出端连接至MCU，所述MCU连接至所述脉冲调制电路。本实用新型通过可控硅进行调控开闭，不会产生大量的电阻损耗，且可控硅几乎没有电阻热能产生，更进一步节约能源。

Description

一种红外治疗仪过零点检测调光电路

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种红外治疗仪过零点检测调光电路。

背景技术

红外治疗仪，是通过波长为780nm~1400nm的光辐射，来治疗疾病的一种仪器。主要用于疼痛和炎症的治疗，能改善血液循环、促进组织修复与再生，消除肿胀，加速创面愈合。使用时，红外治疗仪内部设置的卤素灯发出高功率宽频谱光能，通过反射镜让点光源变为平行光；平行光首先通过一层滤光液，滤除一部分波长的光；然后，再经过一层长波通的滤光镜过滤一部分光，最终筛选出对人体有用的光源。

红外治疗仪设置光能的档位，一般分为1-10档，相应的光波能量发射从小到大。实现方法是，在卤素灯串联一个大功率可变电阻来调控卤素灯的功率，从而控制发射出的光波能量大小。具体原理为，经过电阻和卤素灯的总计电压为恒定的230VAC，根据欧姆定律，调节串联电阻阻值，改变卤素灯的电流大小。电阻的阻值小，通过卤素灯的电流会变大，卤素灯发射光能的功率就高；电阻的阻值大，通过卤素灯的电流就会变小。

现有产品使用可调电阻进行调整，整体不够节能，电阻浪费掉很大一部分电能。比如，在中间档位时，电阻和卤素灯的阻值近乎一致，此时的能量利用率在50%左右。同时，电阻的发热量大，需要使用散热效率高的散热片，以及其他辅助散热设备，更进一步导致了电能的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中使用可变电阻浪费大量能源及发热的问题，而提出的一种红外治疗仪过零点检测调光电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种红外治疗仪过零点检测调光电路，包括过零检测电路和脉冲调制电路，所述过零检测电路的输出端连接至MCU，所述MCU连接至所述脉冲调制电路；

所述过零检测电路将输入的正弦波转换为方波信号输入到所述MCU中，所述MCU产生一个脉冲信号，输入到所述脉冲调制电路，所述脉冲调制电路根据脉冲信号控制卤素灯的点亮；

所述过零检测电路包括电压互感器U11、过零比较器AR1，所述电压互感器U11的输入端连接至电源，所述电压互感器U11的输出端连接至所述过零比较器AR1的输入端；

所述电压互感器U11的3、4脚分别连接至所述过零比较器的2、3脚，所述电压互感器U11的3、4脚并联电阻R21，所述电压互感器U11的3脚串联电阻R26连接至所述过零比较器AR1的2脚，所述电压互感器U11的1、2脚分别连接至市电N、L线，所述过零比较器AR1的6脚输出方波信号Zero cross；

优选的，所述脉冲调制电路包括光耦Q1、可控硅UB1，所述MCU的脉冲信号通过wIRA1_OUT端输入所述脉冲调制电路；

所述wIRA1_OUT端依次串联电阻R14、LED1连接至光耦Q1的1脚，所述光耦Q1的1脚连接至VCC，所述wIRA1_OUT端串联电阻R16连接至光耦Q1的2脚，所述光耦Q1的6脚串联电阻R15连接至所述可控硅UB1的2脚，所述光耦Q1的4脚串联电阻R19连接至所述可控硅UB1的3脚，所述光耦Q1的4脚串联电阻R20连接至所述可控硅UB1的1脚；

所述可控硅UB1的1、2脚并联电容C11和电阻R17，所述可控硅UB1的1、2脚并联电容C12和电阻R18。

优选的，所述电压互感器U11采用HPT205AD，所述过零比较器AR1采用OP07；

所述光耦Q1采用MOC3022，所述可控硅UB1采用BTA26600B。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种红外治疗仪过零点检测调光电路，具备以下有益效果：

1、本实用新型，不设置可变电阻，通过可控硅进行调控，不会产生大量的电阻损耗。且，MCU在过零点延时α后输出脉冲，在一个π内的α前不导通，不消耗能量；仅在后部分时间内导通，消耗能源；可设置为无级调节、若干档位。

2、本实用新型，可控硅几乎没有电阻热能产生，更进一步节约能源。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型不设置可变电阻，通过可控硅进行调控，不会产生大量的电阻损耗；且，MCU在过零点延时α后输出脉冲，在一个π内的α前不导通，不消耗能量；仅在后部分时间内导通，消耗能源；可设置为无级调节、若干档位；可控硅几乎没有电阻热能产生，更进一步节约能源

附图说明

图1为过零检测电路的电路图；

图2为脉冲调制电路的电路图；

图3为过零检测电路的波形图；

图4为脉冲延迟时间的示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-4，一种红外治疗仪过零点检测调光电路，包括过零检测电路和脉冲调制电路，过零检测电路的输出端连接至MCU，MCU连接至脉冲调制电路。

具体的，过零检测电路将输入的正弦波转换为方波信号输入到MCU中，MCU根据零点产生一个脉冲信号，输入到脉冲调制电路，脉冲调制电路根据脉冲信号控制卤素灯的点亮。

过零检测电路包括电压互感器U11、过零比较器AR1。电压互感器U11的输入端连接至电源；电压互感器U11的输出端连接至过零比较器AR1的输入端。

具体的，过零检测电路通过电压互感器U11检测电网波形，并通过过零比较器AR1检测电网波形过零点，输出方波信号Zero cross。

请参阅图3，过零检测电路的波形图。采用市电供应，输入到电压互感器U11的波形为正弦波；通过过零比较器AR1之后，输出的波形为方波。其中，正弦波过零点的地方，为方波翻转的地方。过零检测电路检测出电网波形过零点，并输出方波至MCU。

作为一种优选的方案，电压互感器U11采用HPT205AD，过零比较器AR1采用OP07，也可采用其他功能相同的电压互感器和过零比较器。

请参阅图1，具体的电路连接中，电压互感器U11的3、4脚分别连接至过零比较器的2、3脚，电压互感器U11的3、4脚并联电阻R21，电压互感器U11的3脚串联电阻R26连接至过零比较器AR1的2脚，电压互感器U11的4脚接地，电压互感器U11的1、2脚分别连接至市电的N、L线；

过零比较器AR1的6脚输出方波信号Zero cross，过零比较器AR1的6脚串联电阻R24，过零比较器AR1的7脚连接VCC，过零比较器AR1的7脚串联电容C14后接地。

脉冲调制电路包括光耦Q1、可控硅UB1，MCU的脉冲信号输入脉冲调制电路。光耦Q1接收脉冲信号后，触发可控硅UB1开通；可控硅UB1开通后，卤素灯亮起；可控硅UB1没有脉冲触发时，不导通，卤素灯不会亮起。

请参阅图3，可控硅UB1在正弦波过零点时自动关断，不再导通；在脉冲到来时，导通。

具体的，MCU接收到过零检测电路输出的方波信号Zero cross；在过零点，延时α后，MCU输出一个脉冲，优选设置为1ms脉冲；此时，可控硅UB1收到触发脉冲信号，开始导通；再次通过零点时，可控硅UB1自动关断，可控硅UB1导通时间为π-α。

通过控制脉冲发出的时间α，控制可控硅UB1导通的时间。α越小，可控硅UB1导通的时间越长，卤素灯发出的光能强度越大；相反的，α越大，可控硅UB1导通的时间越短，卤素灯发出的光能强度越小。

档位设置由α进行控制，将π均分为若干分。

如：设置为1-10档，则将α依次设置为π的十分之九、十分之八、十分之七、十分之六、十分之五、十分之四、十分之三、十分之二、十分之一、零；相应的功率分别为10%、20%，30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%。如有需求，亦可设置为无级调节、若干档位。

以在中间档位为例，与可变电阻形式进行能源消耗比较。

可变电阻形式下，中间档位的能源利用率为50%，电阻消耗能源50%。

采用本方案，此时的α为π的二分之一；前二分之一π时间内，可控硅UB1不导通，不消耗能量；后二分之一π时间内，可控硅UB1导通；由于，可控硅UB1的内阻与卤素灯相比，远远小于卤素灯的电阻，能量主要通过卤素灯发射出去，可控硅UB1几乎不产生电阻能源消耗。此时，可有效节约50%的能源消耗。且，极小的电阻几乎不产生热量，更进一步节省能源。

作为一种优选的方案，所述光耦Q1采用MOC3022，所述可控硅UB1采用BTA26600B，也可采用其他功能相同的光耦和可控硅。

请参阅图2，具体的电路连接中，wIRA1_OUT端依次串联电阻R14和LED1连接至光耦Q1的1脚，光耦Q1的1脚连接至VCC，wIRA1_OUT端串联电阻R16连接至光耦Q1的2脚，光耦Q1的6脚串联电阻R15连接至可控硅UB1的2脚，光耦Q1的4脚串联电阻R19连接至可控硅UB1的3脚，光耦Q1的4脚串联电阻R20连接至可控硅UB1的1脚；

可控硅UB1的1、2脚并联电容C11和电阻R17，可控硅UB1的1、2脚并联电容C12和电阻R18。

本实用新型，过零检测电路输出方波信号，MCU根据零点产生脉冲，脉冲调制电路根据脉冲信号控制可控硅UB1导通，从而控制卤素灯的点亮。

本实用新型中，不设置可变电阻，通过可控硅UB1进行调控，不会产生大量的电阻损耗。且，MCU在过零点延时α后输出脉冲，在一个π内的α前不导通，不消耗能量；仅在后部分时间内导通，消耗能源；可设置为无级调节、若干档位。同时，几乎没有电阻热能产生，更进一步节约能源。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种红外治疗仪过零点检测调光电路，其特征在于，包括过零检测电路和脉冲调制电路，所述过零检测电路的输出端连接至MCU，所述MCU连接至所述脉冲调制电路；

所述过零检测电路将输入的正弦波转换为方波信号输入到所述MCU中，所述MCU产生一个脉冲信号，输入到所述脉冲调制电路，所述脉冲调制电路根据脉冲信号控制卤素灯的点亮；

所述过零检测电路包括电压互感器U11、过零比较器AR1，所述电压互感器U11的输入端连接至电源，所述电压互感器U11的输出端连接至所述过零比较器AR1的输入端；

所述电压互感器U11的3、4脚分别连接至所述过零比较器的2、3脚，所述电压互感器U11的3、4脚并联电阻R21，所述电压互感器U11的3脚串联电阻R26连接至所述过零比较器AR1的2脚，所述电压互感器U11的1、2脚分别连接至市电N、L线，所述过零比较器AR1的6脚输出方波信号Zero cross；

所述脉冲调制电路包括光耦Q1、可控硅UB1，所述MCU的脉冲信号通过wIRA1_OUT端输入所述脉冲调制电路；

所述wIRA1_OUT端依次串联电阻R14、LED1连接至光耦Q1的1脚，所述光耦Q1的1脚连接至VCC，所述wIRA1_OUT端串联电阻R16连接至光耦Q1的2脚，所述光耦Q1的6脚串联电阻R15连接至所述可控硅UB1的2脚，所述光耦Q1的4脚串联电阻R19连接至所述可控硅UB1的3脚，所述光耦Q1的4脚串联电阻R20连接至所述可控硅UB1的1脚；

所述可控硅UB1的1、2脚并联电容C11和电阻R17，所述可控硅UB1的1、2脚并联电容C12和电阻R18。

2.根据权利要求1所述的一种红外治疗仪过零点检测调光电路，其特征在于，所述电压互感器U11采用HPT205AD，所述过零比较器AR1采用OP07；

所述光耦Q1采用MOC3022，所述可控硅UB1采用BTA26600B。

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