CN215426958U - 一种电刺激过流检测电路及电刺激设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电刺激过流检测电路及电刺激设备，包括采样电路、放大电路、比较电路、锁存电路、数字电位器以及控制器；放大电路的输入端连接采样电路，放大电路的输出端以及数字电位器的输出端连接比较电路的输入端，比较电路的输出端连接锁存电路的输入端，锁存电路的输出端以及数字电位器的输入端连接控制器；采样电路用于采样电刺激设备输出的电流；放大电路用于对采样得到的电流信号进行放大处理；比较电路用于比较放大电路输出的电压信号与数字电位器输出的电压信号并输出比较结果；锁存电路用于输出与比较结果相对应的电平信号至控制器；控制器用于控制数字电位器输出的电压信号的大小。该电路能够对电刺激的瞬时电流过流与否进行检测。

Description

一种电刺激过流检测电路及电刺激设备

技术领域

本申请涉及电刺激治疗技术领域，特别涉及一种电刺激过流检测电路；还涉及一种电刺激设备。

背景技术

目前市场中电刺激产品的电刺激检测均以平均电流检测为主，检测的是一段时间内的平均电流值，且均是通过外置ADC芯片或单片机的ADC引脚进行检测，采样所得电流信号经过放大、滤波处理后输入到ADC芯片或单片机的ADC引脚。这类检测方式输出的数字量不稳定，经常发生跳动，而为了稳定数据，硬件上一般添加滤波电容进行滤波，软件上通过多次采样取平均值达到稳定数据的目的。由于这类检测方式须经过一段时间的软硬件处理，所以只能够检测一段时间内的平均电流，无法检测瞬时电流。然而瞬时电流超标也会对患者造成伤害，因此检测平均电流的方式已不能满足实际应用需求。有鉴于此，提供一种能够检测电刺激的瞬时电流过流与否的检测方案已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种电刺激过流检测电路，能够对电刺激的瞬时电流过流与否进行检测。本申请的另一目的是提供一种电刺激设备。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电刺激过流检测电路，包括：

采样电路、放大电路、比较电路、锁存电路、数字电位器以及控制器；所述放大电路的输入端连接所述采样电路，所述放大电路的输出端以及所述数字电位器的输出端连接所述比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接所述锁存电路的输入端，所述锁存电路的输出端以及所述数字电位器的输入端连接所述控制器；

所述采样电路，用于采样电刺激设备输出的电流；

所述放大电路，用于对采样得到的电流信号进行放大处理；

所述比较电路，用于将所述放大电路输出的电压信号与所述数字电位器输出的电压信号进行比较并输出比较结果；

所述锁存电路，用于输出与所述比较结果相对应的电平信号至所述控制器；

所述控制器，用于控制所述数字电位器输出的电压信号的大小。

可选的，所述采样电路包括：

第一电阻；所述第一电阻串联于所述电刺激设备的输出端。

可选的，所述放大电路包括：

放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第五电阻；

所述放大器的同相输入端串联所述第二电阻后连接所述第一电阻的一端，以及串联所述第三电阻后接地，所述放大器的反相输入端串联所述第四电阻后连接所述第一电阻的另一端，所述放大器的输出端串联所述第五电阻后连接所述放大器的反相输入端。

可选的，所述比较电路包括：

比较器与第六电阻；

所述比较器的同相输入端连接所述放大电路的输出端，所述比较器的反相输入端连接所述数字电位器的输出端，所述比较器的输出端作为所述比较电路的输出端，并连接所述第六电阻至电源。

可选的，所述锁存电路包括：

双路D触发器；所述双路D触发器的输入端连接所述比较电路的输出端，所述双路D触发器的输出端连接所述控制器。

可选的，所述锁存电路还包括：

LED指示电路；所述LED指示电路连接所述双路D触发器的输出端。

可选的，所述LED指示电路包括：

发光二极管与第七电阻；所述发光二极管的阴极连接所述双路D触发器的输出端，所述发光二极管的样阳极串联所述第七电阻后连接电源。

可选的，所述控制器为单片机。

可选的，还包括：

连接所述控制器，用于进行过流报警的报警器。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电刺激设备，所述电刺激设备包括如上所述的电刺激过流检测电路。

本申请所提供的电刺激过流检测电路包括：采样电路、放大电路、比较电路、锁存电路、数字电位器以及控制器；所述放大电路的输入端连接所述采样电路，所述放大电路的输出端以及所述数字电位器的输出端连接所述比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接所述锁存电路的输入端，所述锁存电路的输出端以及所述数字电位器的输入端连接所述控制器；

所述采样电路，用于采样电刺激设备输出的电流；

所述放大电路，用于对采样得到的电流信号进行放大处理；

所述比较电路，用于将所述放大电路输出的电压信号与所述数字电位器输出的电压信号进行比较并输出比较结果；

所述锁存电路，用于输出与所述比较结果相对应的电平信号至所述控制器；

所述控制器，用于控制所述数字电位器输出的电压信号的大小。

可见，本申请所提供的电刺激过流检测电路，通过数字电位器提供一个作为判断瞬时过流与否的基准电压，在采样电刺激设备输出的电流、对采样得到的电流信号进行放大处理并输出放大处理所得电压信号的基础上，由比较电路对数字电位器提供的电压与放大电路输出的电压进行比较，得出瞬时电流过流与否的比较结果，并通过锁存电路输出与比较结果相对应的电平信号，以使控制器获知瞬时电流过流与否。该检测电路摒弃了传统的ADC检测方案，在硬件电路上去除了滤波电路，在软件上去除了传统的取平均值的方案，能够检测单个脉冲的瞬时电流过流与否进行有效检测。

本申请所提供的电刺激设备，同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种电刺激过流检测电路的示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种采样电路的示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种放大电路与比较电路的示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种锁存电路的示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种数字电位器的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种电刺激过流检测电路，能够对电刺激的瞬时电流过流与否进行检测。本申请的另一核心是提供一种电刺激设备。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电刺激过流检测电路的示意图，参考图1所示，该电路包括：

采样电路10、放大电路20、比较电路30、锁存电路40、数字电位器50以及控制器60；放大电路20的输入端连接采样电路10，放大电路20的输出端以及数字电位器50的输出端连接比较电路30的输入端，比较电路30的输出端连接锁存电路40的输入端，锁存电路40的输出端以及数字电位器50的输入端连接控制器60；

采样电路10，用于采样电刺激设备输出的电流；

放大电路20，用于对采样得到的电流信号进行放大处理；

比较电路30，用于将放大电路20输出的电压信号与数字电位器50输出的电压信号进行比较并输出比较结果；

锁存电路40，用于输出与比较结果对应的电平信号至控制器60；

控制器60，用于控制数字电位器50输出的电压信号的大小。

具体的，本申请所提供的电刺激过流检测电路主要包括采样电路10、放大电路20、比较电路30、锁存电路40、数字电位器50以及控制器60。其中，采样电路10负责采样电刺激设备输出的电流。参考图2所示，在一种具体的实施方式中，采样电路10包括第一电阻R1；第一电阻R1串联于电刺激设备的输出端。具体而言，第一电阻R1串联于电刺激设备的输出端，对于电刺激经过升压变压器升压并最终输出的电刺激设备，第一电阻R1可具体串联于升压变压变压器的次级线圈，由此通过串联于升压变压器的次级线圈的第一电阻R1采样电刺激设备输出的电流，也即采样流经患者的电刺激的电流值。

当然，采样电路10除如使用采样电阻外，还可以使用电流互感器，此时电流互感器的初级线圈可串入升压变压器的次级线圈，电流互感器的次级线圈的两端连接放大电路20。

放大电路20连接采样电路10，负责对采样得到的电流信号进行放大处理。参考图3所示，在一种具体的实施方式中，放大电路20包括：放大器、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5；放大器的同相输入端串联第二电阻R2后连接第一电阻R1的一端，以及串联第三电阻R3后接地，放大器的反相输入端串联第四电阻R4后连接第一电阻R1的另一端，放大器的输出端串联第五电阻R5后连接放大器的反相输入端。

具体而言，本实施例中，放大器、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5构成差分放大电路20，第三电阻R3与第五电阻R5的阻值相等，第二电阻R2与第四电阻R4的阻值相等，此时放大倍数为R5/R4。通过此放大电路20可将采样得到的电流信号转换为电压信号，并输出电压信号至比较电路30。

比较电路30连接数字电位器50的输出端、放大电路20的输出端以及锁存电路40的输出端，用于比较数字电位器50输出的电压信号与放大电路20输出的电压信号并输出比较结果至锁存电路40。

参考图3所示，在一种具体的实施方式中，比较电路30包括比较器与第六电阻R6；比较器的同相输入端连接放大电路20的输出端，比较器的反相输入端连接数字电位器50的输出端，比较器的输出端作为比较电路30的输出端，并连接第六电阻R6至电源。

放大电路20输出的电压信号反应流过患者的实时电流大小，当放大电路20输出的电压信号小于数字电位器50输出的电压信号时，比较器输出低电平。当放大电路20输出的电压信号大于数字电位器50输出的电压信号时，比较器输出高电平，表示瞬时电流过流。

锁存电路40的输入端连接比较电路30的输出端，锁存电路40的输出端连接控制器60。锁存电路40在接收到比较电路30输出的比较结果后，进一步输出相应的电平信号至控制器60，以通知控制器60瞬时电流过流与否。

参考图4所示，在一种具体的实施方式中，锁存电路40包括双路D触发器；双路D触发器的输入端连接比较电路30的输出端，双路D触发器的输出端连接控制器60。其中，双路D触发器具体可为74HC74双路D触发器，74HC74双路D触发器的CLK引脚连接比较电路30的输出端，74HC74双路D触发器的Q引脚作为锁存电路40的输出端连接控制器60。

当放大电路20输出的电压信号大于数字电位器50输出的电压信号时，即当瞬时电流过流时，比较电路30输出的电平由低电平变为高电平，产生上升沿。双路D触发器的CP端检测到上升沿后，双路D触发器的Q引脚输出一个稳定的高电平，此电平信号输送到控制器60的检测引脚。由此，当控制器60接收到双路D触发器在检测到上升沿后输出的稳定的高电平后，控制器60获知电刺激瞬时电流过流。进而控制器60可以在短时间内做出过流的限制反应，如切断电刺激输出等。

采用D触发器的上升沿检测相对于传统的ADC检测来说在硬件上可以摒弃滤波电路，在软件中摒弃了多次测量求平均的算法，能够检测单个脉冲的超流值，快速反应给出过流信号。

进一步，在一种具体的实施方式中，锁存电路40还包括：LED指示电路；LED指示电路连接双路D触发器的输出端。且LED指示电路可以包括：发光二极管D与第七电阻R7；发光二极管DD的阴极连接双路D触发器的输出端，发光二极管D的阳极串联第七电阻R7后连接电源。由此，当锁存电路40的输出端输出低电平时，发光二极管D导通变亮。而在锁存电路40的输出端输出高电平的过程中，发光二极管D为熄灭状态。

数字电位器50的输入端连接控制器60，输出端连接比较电路30的输入端。控制器60通过控制数字电位器50的数值而控制数字电位器50输出的电压信号的大小。本申请通过数字电位器50提供一个作为判断瞬时过流与否的基准电压。参考图5所示，数字电位器50可采用MCP41010数字电位器50。控制器60向数字电位器50发送控制信号，数字电位器50通过PW引脚输出一个电压信号，输出的电压信号送到比较器的反相输入端。数字电位器50与机械可调的电位器相较而言，由于电压值是由控制单元的软件调节的，所以这种方式能够极大的方便产品后期的批量化生产，并保证产品批量化生产的一致性，相对于机械可调的电位器来说，在批量化生产中不用逐台进行调试，有效节约了调试的时间。

控制器60除控制数字电位器50的输出外，还可通过控制器60复位锁存电路40，以便通过锁存电路40等进行下一次的过流检测。

进一步，还可以包括连接控制器60，用于进行过流报警的报警器。此报警器可以为蜂鸣器、LED指示灯、屏幕等的任意一种，具体可根据实际应用需要进行差异性设置。

综上所述，本申请所提供的电刺激过流检测电路，通过数字电位器提供一个作为判断瞬时过流与否的基准电压，在采样电刺激设备输出的电流、对采样得到的电流信号进行放大处理并输出放大处理所得电压信号的基础上，由比较电路对数字电位器提供的电压与放大电路输出的电压进行比较，得出瞬时电流过流与否的比较结果，并通过锁存电路输出与比较结果相对应的电平信号，以使控制器获知瞬时电流过流与否。该检测电路摒弃了传统的ADC检测方案，在硬件电路上去除了滤波电路，在软件上去除了传统的取平均值的方案，能够检测单个脉冲的瞬时电流过流与否进行有效检测。

本申请还提供了一种电刺激设备，该电刺激设备包括如上各实施例所描述的电刺激过流检测电路，对于本申请所提供的电刺激设备，本申请在此不做赘述，相关内容参照上述电刺激过流检测电路的实施例即可。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的电刺激过流检测电路及电刺激设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种电刺激过流检测电路，其特征在于，包括：

采样电路、放大电路、比较电路、锁存电路、数字电位器以及控制器；所述放大电路的输入端连接所述采样电路，所述放大电路的输出端以及所述数字电位器的输出端连接所述比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接所述锁存电路的输入端，所述锁存电路的输出端以及所述数字电位器的输入端连接所述控制器；

所述采样电路，用于采样电刺激设备输出的电流；

所述放大电路，用于对采样得到的电流信号进行放大处理；

所述比较电路，用于将所述放大电路输出的电压信号与所述数字电位器输出的电压信号进行比较并输出比较结果；

所述锁存电路，用于输出与所述比较结果相对应的电平信号至所述控制器；

所述控制器，用于控制所述数字电位器输出的电压信号的大小。

2.根据权利要求1所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述采样电路包括：

第一电阻；所述第一电阻串联于所述电刺激设备的输出端。

3.根据权利要求2所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述放大电路包括：

放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第五电阻；

所述放大器的同相输入端串联所述第二电阻后连接所述第一电阻的一端，以及串联所述第三电阻后接地，所述放大器的反相输入端串联所述第四电阻后连接所述第一电阻的另一端，所述放大器的输出端串联所述第五电阻后连接所述放大器的反相输入端。

4.根据权利要求3所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述比较电路包括：

比较器与第六电阻；

所述比较器的同相输入端连接所述放大电路的输出端，所述比较器的反相输入端连接所述数字电位器的输出端，所述比较器的输出端作为所述比较电路的输出端，并连接所述第六电阻至电源。

5.根据权利要求4所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述锁存电路包括：

双路D触发器；所述双路D触发器的输入端连接所述比较电路的输出端，所述双路D触发器的输出端连接所述控制器。

6.根据权利要求5所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述锁存电路还包括：

LED指示电路；所述LED指示电路连接所述双路D触发器的输出端。

7.根据权利要求6所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述LED指示电路包括：

发光二极管与第七电阻；所述发光二极管的阴极连接所述双路D触发器的输出端，所述发光二极管的样阳极串联所述第七电阻后连接电源。

8.根据权利要求7所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，所述控制器为单片机。

9.根据权利要求8所述的电刺激过流检测电路，其特征在于，还包括：

连接所述控制器，用于进行过流报警的报警器。

10.一种电刺激设备，其特征在于，所述电刺激设备包括如权利要求1至9任一项所述的电刺激过流检测电路。

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