TWM459629U - 運用ｒｌｃ阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構 - Google Patents

Description

運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構

本創作係一種運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其運用RLC阻尼振盪原理，藉由改變串聯電阻方式，來產生出三種模式之單次脈衝電磁感應波形。

以往欲產生多模式之電磁感應波形，通常會運用不同波寬的脈波，來驅動激磁線圈，以產生不同模式的電磁感應波形；如此，當激磁線圈被驅動時，會造成電源輸入端較高的瞬間大電流，而使公共電源網產生瞬間衝擊。

基於上面所述之電磁感應波形的缺點，本創作進一步提供一種改良的多模式電磁感應波形方法，此外，如中華民國公告號284933之「諧振型電源電路」，如第4圖及第5圖所示，該固掃變壓器(1)之初級線圈(2)的一端側(例如初續端側)連接驅動電源(3)，初級線圈(2)的他端側(終繞端側)連接作為開闊元件的MOS FET(場效電晶體)11的漏極側，MOS FET11的源極側連接接地，MOS FET11並聯該MOS FET11的電流定向和反向的阻尼二極管(5)，此阻尼二極管(5)也 可以外接連接電子零件的二極管，但因使用MOS FET11作為開關元件時，MOS FET11本身也有反向的二極管特性，故可省略外接的二極管零件，使MOS FET11的二極管特性當作阻尼二極管(5)發揮作用，且如第5圖所示，製出在運算放大器輸出和斜坡波形之交點位置上升、斜坡波形下降，即HD信號之上升、下降的驅動信號，利用1個開關元件構成通斷控制流到前述初級線圈(2)之電流的開關元件(11)，藉由控制此1個開關元件(11)的接通期間，以控制發生的電壓脈衝波峰值的控制結構(17，20，21)；及設置定位電路(14)，該定位電路係從前述阻尼期間結束到前述開關元件(11)接通時，將前述諧振電容器(6)兩端部的電壓定位成驅動電源(3)的電壓，然而該習知技術係為連續掃描波、LC振盪且其結構為變壓器用於產生電源電流，與本創作之單次脈衝波、RLC振盪及創作主體為激磁產生器用於產生醫療用單脈衝電磁感應波形不同。

本創作之主要目的，係藉由運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構以利用該放電部設置之三個放電串聯電阻以及三個大功率開關，來產生過阻尼、臨界阻尼以及欠阻尼之單次脈衝電磁感應波形，達到有效治療骨質疏鬆或骨折癒合之功效。

為達上述目的，本創作之運用RLC阻尼原理製作三 種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其係利用一充電部、一放電部以及一激磁部組構成之RLC阻尼振盪電路，以產生至少一種模式之單次脈衝電磁感應波形。

於本創作之較佳實施例中，該充電部係包含一充電電源單元、一充電開關、一大能量電容組以及一充電控制單元。

於本創作之較佳實施例中，該放電部係包含至少一放電串聯電阻以及至少一大功率開關。

於本創作之較佳實施例中，該激磁部係包含一激磁線圈、一放電控制單元、一快速放電開關以及一剩餘儲能旁路單元。

於本創作之較佳實施例中，該快速放電開關係可為SCR、IGBT、MOSFET、功率電晶體等。

於本創作之較佳實施例中，該單次脈衝電磁感應波形係可為一過阻尼波形、一臨界阻尼波形以及一欠阻尼波形。

於本創作之較佳實施例中，該放電部係設有三個放電串聯電阻以及三個大功率開關，分別用於產生該過阻尼波形、該臨界阻尼波形以及該欠阻尼波形。

於本創作之較佳實施例中，其中， 當該串聯電阻時會產生一過阻尼現象； 當該串聯電阻時會產生一臨界阻尼現象； 當該串聯電阻時會產生一欠阻尼現象； 藉由該等過阻尼現象、臨界阻尼現象以及欠阻尼現象再驅動激磁 線圈來產生該等過阻尼、臨界阻尼以及欠阻尼之電磁感應波形。

於本創作之較佳實施例中，該充電部之充電電源單元之內部結構係包含一相位調整單元、一高壓變壓器以及一橋式整流器。

於本創作之較佳實施例中，該充電部之充電電源單元係經由該充電開關(由充電控制單元所啟動)對該大能量電容組充電，以儲存電能於該大能量電容組。

於本創作之較佳實施例中，為了保護放電開關免於受激磁線圈之剩餘儲能回饋放電所傷害，而設置剩餘儲能旁路單元，來做為剩餘儲能的釋放回路。

1‧‧‧充電部

11‧‧‧充電電源單元

12‧‧‧充電開關

13‧‧‧大能量電容組

14‧‧‧充電控制單元

151‧‧‧相位調整單元

152‧‧‧高壓變壓器

153‧‧‧橋式整流器

2‧‧‧放電部

21‧‧‧放電串聯電阻A

22‧‧‧放電串聯電阻B

23‧‧‧放電串聯電阻C

24‧‧‧大功率開關A

25‧‧‧大功率開關B

26‧‧‧大功率開關C

3‧‧‧激磁部

31‧‧‧激磁線圈

32‧‧‧放電控制單元

33‧‧‧快速放電開關

34‧‧‧剩餘儲能旁路單元

41‧‧‧過阻尼波形

42‧‧‧臨界阻尼波形

43‧‧‧欠阻尼波形

第1圖係本新型之較佳實施例的電路示意圖。

第2圖係本新型之充電電源單元內部結構的功能方塊圖。

第3圖係本新型之較佳實施例所產生之電磁感應波形。

第4圖係諧振型電源電路之電路圖。

第5圖係諧振型電源電路之電路動作的時間圖。

本創作中所述之實施例僅為例示之用，並非用以限制本創作；因此除文中所述之實施例外，本創作亦可廣泛地應用在其它實施例中；且本創作並不受限於任何實施例，應以隨附之申請專利範圍及其同等領域而界定，本創作將配合實施例與隨附 之圖式，為產生三種模式的電磁感應波形的電路示意圖，詳述於下：請參閱第1圖所示，係為本創作之較佳實施例的電路示意圖，如圖所示，本創作之一種運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其係利用一充電部(1)、一放電部(2)以及一激磁部(3)組構成之RLC阻尼振盪電路，以產生至少一種模式之單次脈衝電磁感應波形；其係藉由該充電部(1)執行一大能量電容組(13)之充電後，再利用該放電部(2)將該大能量電容組(13)之儲能放電以驅動該激磁部(3)產生上述單次脈衝電磁感應波形；其中，該充電部(1)係包含一充電電源單元(11)、一充電開關(12)、一大能量電容組(13)以及一充電控制單元(14)，該放電部(2)係包含三個放電串聯電阻(21、22、23)以及三個大功率開關(24、25、26)，該激磁部(3)係包含一激磁線圈(31)、一放電控制單元(32)、一快速放電開關(33)以及一剩餘儲能旁路單元(34)，如第3圖所示，其所產生的單次脈衝電磁感應波形係可為一過阻尼波形(41)、一臨界阻尼波形(42)以及一欠阻尼波形(43)，進一步，如第2圖所示，該充電部(1)之充電電源單元(11)之內部結構係包含一相位調整單元(151)、一高壓變壓器(152)以及一橋式整流器(153)，該充電部(1)之充電電源單元(11)係經由該充電開關(12)對該大能量電容組(13)充電，以儲存電能於該大能量電容組(13)，運作開始時，充電控制單元(14)會驅動充電開關(12)閉合，使充電電源單元(11)經由充電開關(12)對大能量電容組(13)充電；在此之前須先依所需的電磁感 應波形，選擇讓大功率開關A(24)、大功率開關B(25)、大功率開關C(26)其中之一閉合；此時，放電串聯電阻A(21)、放電串聯電阻B(22)、放電串聯電阻C(23)之一被串聯於RLC放電回路。

本創作之結構係運用RLC阻尼振盪(RLC damping oscillation)原理，以改變串聯電阻(21、22或23)來產生出三種模式之單次脈衝電磁感應波形(41、42或43)，說明如下(下列公式中，L為激磁線圈之電感值，C為大能量電容組之電容值)：

(1)當串聯電阻(21)時會產生“過阻尼”(Over damping)現象。

(2)當串聯電阻(22)時會產生“臨界阻尼”(Critical damping)現象。

(3)當串聯電阻(23)時會產生“欠阻尼”(Under damping)現象。

首先，如第1圖所示，該充電部(1)之充電電源單元(11)經由充電開關(12)對大能量電容組(13)充電，以儲存電能於大能量電容組(13)，該充電開關(12)係由充電控制單元(14)所啟動(閉合或打開)；其中該大能量電容組(13)乃是依據電源之電壓及激磁所需之電能量，經由串/並聯而成，該充電電源單元(11)之內部結構如第2圖之充電電源單元內部結構的功能方塊圖所示，其相位調整單元(151)係用來調整輸入之AC220V電源的導通相位角，以改變充電電壓的平均值，高壓變壓器(152)係用來提升充電電壓，橋式整流器(153)用於將輸入的交變電壓整流成正向電壓，以便對大能 量電容組(13)執行充電；該充電開關(12)可使用電磁開關或無接點開關(如SSR)；又該電容的充電時機乃由充電控制單元(14)所決定，通常會在系統開啟時或放電結束後執行充電，並於放電開始前停止充電。

接著，使用三個大功率開關A、B或C(24、25或26)，選擇不同的串聯電阻A、B或C(21、22或23)，來產生不同的過阻尼、臨界阻尼或欠阻尼現象，如第3圖所示，再驅動激磁線圈(31)來產生三種模式的電磁感應波形(41、42或43)，如第3圖所示，其中該圖之水平軸為時間t，垂直軸為電磁感應強度B。

其中，電容的放電時機乃由放電控制單元(32)所決定，每當充電完成需執行磁激治療時即進行放電，可在數毫秒(ms)將電容內部儲能放電殆盡。

該快速放電開關(33)係可為SCR、IGBT、MOSFET、功率電晶體等。

當大能量電容組(13)的電能釋放完成，激磁線圈(31)的剩餘儲能會對大能量電容組(13)反充電，因此須設置剩餘儲能旁路單元(34)，來讓剩餘儲能經由此電路釋放之，而不會造成快速放電開關(33)額外的負擔。

當放電運作開始時，充電控制單元(14)會使充電開關(12)打開，而停止充電；此時，該放電部(2)控制之放電控制單元(32)會驅動快速放電開關(33)導通，使大能量電容組(13)的電能快速經由已選擇的串聯電阻，對該激磁部(3)之激磁線圈(31)放電，而產生 所設定的電磁感應波形，如第3圖之過阻尼波形(41)、臨界阻尼波形(42)或欠阻尼波形(43)，圖中之水平軸為時間t，垂直軸為電磁感應強度B。

藉此，本新型之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構係可利用該放電部(2)設置之三個放電串聯電阻(21、22及23)以及三個大功率開關(24、25及26)，產生過阻尼、臨界阻尼以及欠阻尼之單次脈衝電磁感應波形(41、42及43)，來達到有效治療骨質疏鬆或骨折癒合之功效，確實具有實用價值無疑，而具備產業利用性、新穎性及進步性專利要件，爰依法提出新型專利申請。

本創作雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本創作之範圍；在不脫離本創作之精神與範圍內所作之修改與類似的電路配置，均應包含在下述之申請專利範圍內。

1‧‧‧充電部

11‧‧‧充電電源單元

12‧‧‧充電開關

13‧‧‧大能量電容組

14‧‧‧充電控制單元

2‧‧‧放電部

21‧‧‧放電串聯電阻A

22‧‧‧放電串聯電阻B

23‧‧‧放電串聯電阻C

24‧‧‧大功率開關A

25‧‧‧大功率開關B

26‧‧‧大功率開關C

3‧‧‧激磁部

31‧‧‧激磁線圈

32‧‧‧放電控制單元

33‧‧‧快速放電開關

34‧‧‧剩餘儲能旁路單元

Claims (10)

1. 一種運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其係利用一充電部、一放電部以及一激磁部組構成之RLC阻尼振盪電路，以產生至少一種模式之單次脈衝電磁感應波形；其係藉由該充電部執行一大能量電容組之充電後，再利用該放電部將該大能量電容組之儲能放電以驅動該激磁部產生上述單次脈衝電磁感應波形。
2. 如申請專利範圍第1項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該充電部係包含一充電電源單元、一充電開關、一大能量電容組以及一充電控制單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該放電部係包含至少一放電串聯電阻以及至少一大功率開關。
4. 如申請專利範圍第1項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該激磁部係包含一激磁線圈、一放電控制單元、一快速放電開關以及一剩餘儲能旁路單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該快速放電開關係可為SCR、IGBT、MOSFET、功率電晶體等。
6. 如申請專利範圍第1項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該單次脈衝電磁感應波形係可為一過阻尼波形、一臨界阻尼波形以及一欠阻尼波形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該放電部係設有三個放電串聯電阻以及三個大功率開關，分別用於產生一過阻尼波形、一臨界阻尼波形以及一欠阻尼波形。
8. 如申請專利範圍第7項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，當該串聯電阻時會產生一過阻尼現象；當該串聯電阻時會產生一臨界阻尼現象；當該串聯電阻時會產生一欠阻尼現象；藉由該等過阻尼現象、臨界阻尼現象以及欠阻尼現象再驅動激磁線圈來產生該等過阻尼、臨界阻尼以及欠阻尼之電磁感應波形。
9. 如申請專利範圍第2項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該充電部之充電電源單元之內部結構係包含一相位調整單元、一高壓變壓器以及一橋式整流器。
10. 如申請專利範圍第2項所述之運用RLC阻尼原理製作三種模式之單次脈衝電磁感應波形的結構，其中，該充電部之充 電電源單元係經由該充電開關對該大能量電容組充電，以儲存電能於該大能量電容組。