JP4567747B2 - 緩衝用インダクター機能を行える変圧器を備えた電気回路及びこれを用いた磁気刺激器 - Google Patents
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Description
132 磁場発生装置
Claims (19)
- 電源部と;
前記電源部からの電流を整流する整流手段と;
前記整流手段を介して前記電源部にその1次側のインダクターが連結された変圧器と;
前記変圧器1次側のインダクターに対応する変圧器2次側のインダクターに連結され、前記電源部から前記変圧器1次側のインダクターを介して電力が供給されると、前記変圧器2次側から該電力を提供され、キャパシターの両端に電荷として蓄積できるキャパシターと;
前記キャパシター及び前記変圧器間に直列に連結され、前記電力供給時に、キャパシターに蓄積された電荷が前記変圧器側へ逆流することを防止するための逆流防止手段と;
前記キャパシターに蓄積された電荷を放電電流として提供され、磁場を形成する放電用インダクターと;
前記キャパシターから放電用インダクターへ一方向に流れる放電電流の流れをオン/オフする第1のスイッチング手段と;
前記放電用インダクターから前記キャパシターへ一方向にのみ電流を流すバイパス手段と;
前記電源部と前記変圧器との間に直列に連結される第2のスイッチング手段と;
を含むものであり、
前記放電電流は、前記放電用インダクター及びキャパシター間で前記第1のスイッチング手段及びバイパス手段を介してL-C共振をすることができ、
前記放電電流が、L-C共振をしながら前記放電用インダクターに磁場を発生させると、前記電源部は、前記変圧器を介して前記キャパシターに、該磁場発生による損失された電力を補充し、
前記変圧器2次側のインダクターは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも相対的に大きいインダクタンスを有したものであって、前記キャパシターに電力を供給する時は、電力供給手段として使用され、前記L-C共振時は、変圧器2次側へ流れる電流の流れを減殺させる緩衝用インダクターとして使用され、
前記電源部が前記キャパシターに電力を供給する時に、フライバック方式で電力を供給できるように、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部に連結される経路を、前記第2のスイッチング手段がオン/オフ制御し、
前記L-C共振時に、前記整流手段は、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部へ流れることのできる逆電流を遮断することを特徴とする電気回路。 - 前記第2のスイッチング手段は、前記整流手段と共に、インダクターから前記電源部へ流れることのできる逆電流を遮断することを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
- 前記整流手段は、半波整流のためのダイオード及び全波整流のためのブリッジダイオードの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
- 前記変圧器2次側のインダクターは、少なくとも前記L-C共振時は、変圧器2次側に流れる電流により磁気飽和されない程度である飽和値を持ったコアを含んで形成されたことを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
- 前記変圧器2次側のインダクターのインダクタンスは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも10倍から1000倍の大きさを持ったことを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
- 前記キャパシターにかかった電圧をフィードバックされ、前記第2のスイッチング手段のオン/オフを制御する信号を提供する制御手段を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
- 前記第2のスイッチング手段は、MOSFET、Bipolar Transistor、IGBT、GTOの少なくともいずれか一種類の素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気回路。
- 電源部と、前記電源部から電力を供給され、磁場を発生させる回路部と、前記回路部を制御する制御部と、を含むものであって、治療用磁場パルスを発生させる磁気刺激器において、
前記回路部は、
前記電源部からの電流を整流する整流手段と;
前記整流手段を介して前記電源部にその1次側のインダクターが連結された変圧器と;
前記変圧器1次側のインダクターに対応する変圧器2次側のインダクターに連結され、前記電源部から前記変圧器1次側のインダクターを介して電力が供給されると、前記変圧器2次側から該電力を提供され、キャパシターの両端に電荷として蓄積できるキャパシターと;
前記キャパシター及び前記変圧器間に直列に連結され、前記電力供給時に、キャパシターに蓄積された電荷が前記変圧器側へ逆流することを防止するための逆流防止手段と;
前記キャパシターに蓄積された電荷を放電電流として提供され、磁場を形成する放電用インダクターと;
前記キャパシターから放電用インダクターへ一方向に流れる放電電流の流れをオン/オフする第1のスイッチング手段と;
前記放電用インダクターから前記キャパシターへ一方向にのみ電流を流すバイパス手段と;
前記電源部と前記変圧器との間に直列に連結される第2のスイッチング手段と;
を含むものであり、
前記放電電流は、前記放電用インダクター及びキャパシター間で前記第1のスイッチング手段及びバイパス手段を介してL-C共振をすることができ、
前記放電電流が、L-C共振をしながら前記放電用インダクターに磁場を発生させると、前記電源部は、前記変圧器を介して前記キャパシターに、該磁場発生による損失された電力を補充し、
前記変圧器2次側のインダクターは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも相対的に大きいインダクタンスを有したものであって、前記キャパシターに電力を供給する時は、電力供給手段として使用され、前記L-C共振時は、変圧器2次側へ流れる電流の流れを減殺させる緩衝用インダクターとして使用され、
前記電源部が前記キャパシターに電力を供給する時に、フライバック方式で電力を供給できるように、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部に連結される経路を、前記第2のスイッチング手段がオン/オフ制御し、
前記L-C共振時に、前記整流手段は、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部へ流れることのできる逆電流を遮断し、
前記L-C共振により前記放電用インダクターで磁場が発生すると、該磁場を患者の患部に侵入させて患部内に誘導電流を発生させることを特徴とする磁気刺激器。 - 前記変圧器2次側のインダクターは、少なくとも前記L-C共振時は、変圧器2次側に流れる電流により磁気飽和されない程度である飽和値を持ったコアを含んで形成されたことを特徴とする請求項8に記載の磁気刺激器。
- 前記変圧器2次側のインダクターのインダクタンスは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも10倍から1000倍の大きさを持ったことを特徴とする請求項8に記載の磁気刺激器。
- 前記整流手段は、半波整流のためのダイオード及び全波整流のためのブリッジダイオードの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項8に記載の磁気刺激器。
- 前記キャパシターにかかった電圧をフィードバックされ、前記第2のスイッチング手段のオン/オフを制御する信号を提供する制御手段を更に含むことを特徴とする請求項8に記載の磁気刺激器。
- 前記第2のスイッチング手段は、MOSFET、Bipolar Transistor、IGBT、GTOの少なくともいずれか一種類の素子を含むことを特徴とする請求項8に記載の磁気刺激器。
- 電源部と;
前記電源部にその1次側のインダクターが連結された変圧器と;
前記変圧器1次側のインダクターに対応する変圧器2次側のインダクターに連結され、前記電源部から前記変圧器1次側のインダクターを介して電力が供給されると、前記変圧器2次側から該電力を提供され、キャパシターの両端に電荷として蓄積できるキャパシターと;
前記キャパシター及び前記変圧器間に直列に連結され、前記キャパシターに直流を供給すると同時に、前記電力供給時に、キャパシターに蓄積された電荷が前記変圧器側へ逆流することを防止するための整流/逆流防止手段と;
前記キャパシターに蓄積された電荷を放電電流として提供され、磁場を形成する放電用インダクターと;
前記キャパシターから放電用インダクターへ流れる放電電流の流れをオン/オフする第1のスイッチング手段と;
前記放電用インダクターから前記キャパシターへ一方向にのみ電流を流すバイパス手段と;
前記電源部と前記変圧器との間に直列に連結される第2のスイッチング手段と;
を含むものであり、
前記放電電流は、前記放電用インダクター及びキャパシター間で前記第1のスイッチング手段及びバイパス手段を介してL-C共振をすることができ、
前記放電電流が、L-C共振をしながら前記放電用インダクターに磁場を発生させると、前記電源部は、前記変圧器を介して前記キャパシターに、該磁場発生による損失された電力を補充し、
前記変圧器2次側のインダクターは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも相対的に大きいインダクタンスを有したものであって、前記キャパシターに電力を供給する時は、電力供給手段として使用され、前記L-C共振時は、変圧器2次側へ流れる電流の流れを減殺させる緩衝用インダクターとして使用され、
前記電源部が前記キャパシターに電力を供給する時に、フライバック方式で電力を供給できるように、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部に連結される経路を、前記第2のスイッチング手段がオン/オフ制御すると同時に、前記L-C共振時にオフして、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部へ流れることのできる逆電流を遮断することを特徴とする電気回路。 - 前記変圧器2次側のインダクターは、少なくとも前記L-C共振時は、変圧器2次側に流れる電流により磁気飽和されない程度である飽和値を持ったコアを含んで形成されたことを特徴とする請求項14に記載の電気回路。
- 前記変圧器2次側のインダクターのインダクタンスは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも10倍から1000倍の大きさを持ったことを特徴とする請求項14に記載の電気回路。
- 電源部と、前記電源部から電力を供給され、磁場を発生させる回路部と、前記回路部を制御する制御部と、を含むものであって、治療用磁場パルスを発生させる磁気刺激器において、
前記回路部は、
前記電源部にその1次側のインダクターが連結された変圧器と;
前記変圧器1次側のインダクターに対応する変圧器2次側のインダクターに連結され、前記電源部から前記変圧器1次側のインダクターを介して電力が供給されると、前記変圧器2次側から該電力を提供され、キャパシターの両端に電荷として蓄積できるキャパシターと;
前記キャパシター及び前記変圧器間に直列に連結され、前記キャパシターに直流を供給すると同時に、前記電力供給時に、キャパシターに蓄積された電荷が前記変圧器側へ逆流することを防止するための整流/逆流防止手段と;
前記キャパシターに蓄積された電荷を放電電流として提供され、磁場を形成する放電用インダクターと;
前記キャパシターで放電用インダクターに流れる放電電流の流れをオン/オフする第1のスイッチング手段と;
前記放電用インダクターから前記キャパシターへ一方向にのみ電流を流すバイパス手段と;
前記電源部と前記変圧器との間に直列に連結される第2のスイッチング手段と;
を含むものであり、
前記放電電流は、前記放電用インダクター及びキャパシター間で前記第1のスイッチング手段及びバイパス手段を介してL-C共振をすることができ、
前記放電電流が、L-C共振をしながら前記放電用インダクターに磁場を発生させると、前記電源部は、前記変圧器を介して前記キャパシターに、該磁場発生による損失された電力を補充し、
前記変圧器2次側のインダクターは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも相対的に大きいインダクタンスを有したものであって、前記キャパシターに電力を供給する時は、電力供給手段として使用され、前記L-C共振時は、変圧器2次側へ流れる電流の流れを減殺させる緩衝用インダクターとして使用され、
前記電源部が前記キャパシターに電力を供給する時に、フライバック方式で電力を供給できるように、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部に連結される経路を、前記第2のスイッチング手段がオン/オフ制御すると同時に、前記L-C共振時にオフして、前記変圧器1次側のインダクターから前記電源部へ流れることのできる逆電流を遮断し、
前記L-C共振により前記放電用インダクターで磁場が発生すると、該磁場を患者の患部に侵入させて患部内に誘導電流を発生させることを特徴とする磁気刺激器。 - 前記変圧器2次側のインダクターは、少なくとも前記L-C共振時は、変圧器2次側に流れる電流により磁気飽和されない程度である飽和値を持ったコアを含んで形成されたことを特徴とする請求項17に記載の磁気刺激器。
- 前記変圧器2次側のインダクターのインダクタンスは、前記放電用インダクターのインダクタンスよりも10倍から1000倍の大きさを持ったことを特徴とする請求項17に記載の磁気刺激器。
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