电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法技术

本发明专利技术提供一种电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法，包括：比较器，比较采样电压与基准电压并输出比较结果；恒流控制模块，所述比较结果产生恒流控制信号；高压脉冲产生模块，产生输出脉冲并基于恒流控制信号调整输出脉冲的电压，以得到预设输出电流；正电极及负电极，用于输出输出脉冲；分流电阻，用于采集流过负载的电流。本发明专利技术的电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法基于比较器进行恒流输出反馈控制，采样转换时间短，功耗小，特别适用于可穿戴式电疗仪器设备。用于可穿戴式电疗仪器设备。用于可穿戴式电疗仪器设备。

【技术实现步骤摘要】
电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法


[0001]本专利技术涉及物理治疗器械领域，特别是涉及一种电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法。

技术介绍

[0002]电疗是指利用低频或者中频电流流经人体组织，使人体发生电化学和/或电生理反应，治疗疾患的一种方法。电疗具有兴奋神经肌肉组织、促进局部血液循环、镇痛等作用，因此在医疗、康复、美容、健身、按摩等行业都有广泛应用。
[0003]电疗输出控制一般包括恒压和恒流两种方式，其中，恒压式电疗仪通过微控制单元控制升压电路，将电能升压后给刺激电路，刺激电路在微控制单元的控制下输出治疗波形给电极片，电极片和人体直接接触，对治疗部位施加电刺激。恒流式电疗仪在恒压的基础上增加电流输出的反馈控制电路，它会根据负载(人体阻抗)来调节输出电压，以达到在不同负载情况下都具有恒定电流的效果。恒压式电疗仪由于没有反馈电路，无法获得人体皮肤阻抗信息；假设此时的输出电压为30V，而人体阻抗是2KΩ，则实际通过人体的电流是15mA，达不到期望的30mA治疗作用电流；又或者假设输出为60V，而人体阻抗是1KΩ，则实际通过人体的电流是60mA，超过了治疗作用电流，反而可能会引起皮肤的刺痛或灼烧等不良效果。而恒流式电疗仪由于作用于人体的电流恒定，输出电流不随着负载不同而变化，其优点是：确保了在不同的人体皮肤阻抗情况下，具有一致性的治疗作用；譬如期望治疗作用电流是30mA，在不同的人体皮肤阻抗情况下，如1KΩ或者2KΩ，升压电路会根据反馈电路将输出分别调节至30V或者60V，从而在负载上通过的电流始终是30mA，达到一致的电刺激。
[0004]现有恒流电疗仪普遍基于ADC进行恒流输出反馈控制，如典型的SAR(Successive Approximation Register)ADC具有10bit以上位宽，所以能够非常精确的测量信号，具有较高的恒流精准度。但是，ADC(如SAR ADC)的采样&转换时间较长，一般采样时间+转换时间需要10μs；且ADC功耗较高，在采样&转换时间内，功耗高达数百个μA甚至更多。对于电疗仪，特别是目前流行的可穿戴形式的电疗仪，一方面，输出脉冲脉宽非常窄，如60μs，且脉冲形状呈现尖刺形，期望在脉冲的后半期进行电流测量效果更好，为此，信号采集和转换的时间越短越好；另一方面，越来越多的可穿戴电疗仪采用小容量电池供电，这意味着更苛刻的功耗要求，希望信号采集和转换的功耗越低越好。
[0005]因此，如何减小信号采集和转换的时间、降低功耗，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法，用于解决现有技术中信号采集和转换时间长、功耗高等问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电疗设备的恒流输出反馈控制方法，所述电疗设备的恒流输出反馈控制方法至少包括：
[0008]S1)将输出脉冲施加至负载，对流过负载的电流进行采样，获取采样电压，所述采样电压与流过负载的电流成线性关系；
[0009]S2)将所述采样电压与基准电压进行比较，并输出比较结果；
[0010]S3)基于所述比较结果产生恒流控制信号，并基于所述恒流控制信号调整所述输出脉冲的电压；
[0011]S4)重复上述步骤S1)
‑
步骤S3)直至所述输出脉冲的电压稳定在恒流所需的电压上。
[0012]可选地，基于DCDC原理，调整所述输出脉冲电压的方式包括：调节DCDC电路中反馈电压的数值，基于所述反馈电压与基准电压的比较结果产生所述输出脉冲；或者，调节DCDC电路中开关管开关信号，基于所述开关信号产生所述输出脉冲。
[0013]更可选地，将所述采样电压与一基准电压进行比较，并根据比较结果将所述输出脉冲的电压增大或减小预设电压量，所述预设电压量为固定值。
[0014]更可选地，将所述采样电压与至少两个基准电压进行比较，基于各比较结果判断所述采样电压与目标值的差距，并根据所述差距的大小对所述输出脉冲的电压增大或减小预设电压量，所述差距越大所述预设电压量的值越大。
[0015]更可选地，将所述采样电压与两个基准电压进行比较，当所述采样电压介于两个基准电压之间时，固定所述输出脉冲的电压。
[0016]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电疗设备，所述电疗设备至少包括：
[0017]比较器，恒流控制模块，高压脉冲产生模块，正电极，负电极及分流电阻；
[0018]所述比较器获取所述分流电阻上的采样电压，并接收基准电压，比较所述采样电压与所述基准电压并输出比较结果；
[0019]所述恒流控制模块连接于所述比较器的输出端，基于所述比较结果产生恒流控制信号；
[0020]所述高压脉冲产生模块连接于所述恒流控制模块的输出端，产生输出脉冲并基于所述恒流控制信号调整所述输出脉冲的电压，以得到预设输出电流；
[0021]所述正电极连接所述高压脉冲产生模块的输出端，所述负电极接地；
[0022]所述分流电阻连接于所述正电极与所述高压脉冲产生模块之间，或连接于所述负电极与接地端之间，用于采集流过负载的电流。
[0023]可选地，所述电疗设备还包括信号调理模块，所述信号调理模块连接于所述分流电阻与所述比较器之间，用于将所述分流电阻上的电压调整至所述比较器的工作范围内。
[0024]更可选地，所述信号调理模块采用限压电路实现。
[0025]可选地，所述高压脉冲产生模块基于DCDC技术原理，包括电压调节单元及脉冲升压单元；所述电压调节单元连接于所述恒流控制模块的输出端，基于所述恒流控制信号产生相应反馈电压；所述脉冲升压单元的反馈端连接所述电压调节单元的输出端，基于所述反馈电压与预设电压的比较结果调整所述输出脉冲的电压。
[0026]更可选地，所述电压调节单元采用可编程数字电位器实现。
[0027]可选地，所述高压脉冲产生模块基于DCDC技术原理，包括脉宽调节单元及脉冲升压单元；所述脉宽调节单元连接于所述恒流控制模块的输出端，基于所述恒流控制信号产
生DCDC电路中开关管开关信号相应脉宽的开关信号；所述脉冲升压单元连接于所述脉宽调节单元的输出端，基于所述开关信号的脉宽得到相应电压的输出脉冲。
[0028]可选地，所述恒流控制模块采用微控制器实现。
[0029]更可选地，所述比较器设置于所述微控制器内或设置于所述微控制器外。
[0030]如上所述，本专利技术的电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法，具有以下有益效果：
[0031]本专利技术的电疗设备及电疗设备的恒流输出反馈控制方法基于比较器进行恒流输出反馈控制，采样转换时间短，功耗小，特别适用于可穿戴式电疗仪器设备。
附图说明
[0032]图1显示为本专利技术的电疗设备的一种结构示意图。
[0033]图2显示为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电疗设备的恒流输出反馈控制方法，其特征在于，所述电疗设备的恒流输出反馈控制方法至少包括：S1)将输出脉冲施加至负载，对流过负载的电流进行采样，获取采样电压，所述采样电压与流过负载的电流成线性关系；S2)将所述采样电压与基准电压进行比较，并输出比较结果；S3)基于所述比较结果产生恒流控制信号，并基于所述恒流控制信号调整所述输出脉冲的电压；S4)重复上述步骤S1)
‑
步骤S3)直至所述输出脉冲的电压稳定在恒流所需的电压上。2.根据权利要求1所述的电疗设备的恒流输出反馈控制方法，其特征在于：基于DCDC原理，调整所述输出脉冲电压的方式包括：调节DCDC电路中反馈电压的数值，基于所述反馈电压与基准电压的比较结果产生所述输出脉冲；或者，调节DCDC电路中开关管开关信号，基于所述开关信号产生所述输出脉冲。3.根据权利要求1或2所述的电疗设备的恒流输出反馈控制方法，其特征在于：将所述采样电压与一基准电压进行比较，并根据比较结果将所述输出脉冲的电压增大或减小预设电压量，所述预设电压量为固定值。4.根据权利要求1或2所述的电疗设备的恒流输出反馈控制方法，其特征在于：将所述采样电压与至少两个基准电压进行比较，基于各比较结果判断所述采样电压与目标值的差距，并根据所述差距的大小对所述输出脉冲的电压增大或减小预设电压量，所述差距越大所述预设电压量的值越大。5.根据权利要求1或2所述的电疗设备的恒流输出反馈控制方法，其特征在于：将所述采样电压与两个基准电压进行比较，当所述采样电压介于两个基准电压之间时，固定所述输出脉冲的电压。6.一种电疗设备，其特征在于，所述电疗设备至少包括：比较器，恒流控制模块，高压脉冲产生模块，正电极，负电极及分流电阻；所述比较器获取所述分流电阻上的采样电压，并接收基准电压，比较所述采样电压与所述基准电压并输出比较结果；所述恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉彦，陈重，李宏，彭铁刚，
申请(专利权)人：国科宁波生命与健康产业研究院，
类型：发明
国别省市：