阅读说明：本技术 变频电疗装置及电疗仪 (Variable-frequency electrotherapy device and electrotherapy instrument ) 是由 方红卫 皮领先 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了变频电疗装置,包括信号发送模块、控制模块和输出模块,信号发送模块用于生成控制信号,控制模块与信号发送模块电连接,控制模块包括MCU系统和电感选择电路,MCU系统与电感选择电路电连接,电感选择电路与输出模块电连接,MCU系统根据控制信号产生对应的电感控制指令,电感选择模块根据电感控制指令切换电感以生成相应的输出信号。本发明通过接收的控制信号使电感选择电路进行电感切换,实现输出信号的改变,进而实现输出模块输出波形幅度和/或宽度的变化,在一定程度上提高了变频效果和理疗效果。(The invention discloses a variable-frequency electrotherapy device which comprises a signal transmitting module, a control module and an output module, wherein the signal transmitting module is used for generating a control signal, the control module is electrically connected with the signal transmitting module, the control module comprises an MCU system and an inductance selection circuit, the MCU system is electrically connected with the inductance selection circuit, the inductance selection circuit is electrically connected with the output module, the MCU system generates a corresponding inductance control instruction according to the control signal, and the inductance selection module switches an inductance according to the inductance control instruction to generate a corresponding output signal. The invention switches the inductance of the inductance selection circuit through the received control signal, realizes the change of the output signal, further realizes the change of the amplitude and/or the width of the output waveform of the output module, and improves the frequency conversion effect and the physical therapy effect to a certain extent.)

变频电疗装置及电疗仪

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及变频电疗装置及电疗仪。

背景技术

目前，有低频、中频、高频等三种不同输出频率的电疗仪，通过调节电疗仪输出信号的波形、波幅、频率以改变输出信号的强度，并将输出信号作用于人体皮肤以实现电疗。

在相关技术中，电疗仪采用脉冲变压器作为输出装置，而脉冲变压器的变频效果差，其输出信号作用于人体的效果不明显，且输出信号的脉冲宽度较大，一般在400us以上，而输出信号的脉冲宽度越大，对人体的刺激越小，理疗效果也就越差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种变频电疗装置，能够调整输出波形的幅值和/或宽度，并提高变频效果。

本发明还提出一种具有上述变频电疗装置的变频电疗仪。

根据本发明第一方面实施例的变频电疗装置，包括：

信号发送模块，用于生成控制信号；

控制模块，所述控制模块与所述信号发送模块电连接，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号输出相应的输出信号；

其中，所述控制模块包括：

MCU系统，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号生成电感控制指令；

电感选择电路，所述电感选择电路的一端与所述MCU系统电连接，所述电感选择电路根据所述电感控制指令切换电感，以生成所述输出信号；

输出模块，所述输出模块与所述电感选择电路的另一端电连接。

本发明实施例的变频电疗装置，至少具有如下有益效果：控制模块通过接收信号发送模块的控制信号，改变输出至输出模块的输出信号，实现对变频电疗装置的输出控制。其中，控制模块包括MCU系统和电感选择电路，MCU系统通过接收到的控制信号改变输入至电感选择电路的电感控制指令，控制电感选择电路进行电感切换，实现输出信号的改变，进而实现输出模块输出波形幅度和/或宽度变化，使变频电疗装置窄脉冲输出，提高理疗效果。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块还包括电极阻抗检测电路，用于检测所述输出模块的电信号；

所述电极阻抗检测电路的一端与所述输出模块电连接，所述电极阻抗检测电路的另一端与所述MCU系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述电感选择电路包括：若干电感和若干第一继电器；

若干所述电感串联连接；

若干所述第一继电器的一端分别与电源连接，若干所述第一继电器的另一端分别与所述MCU系统电连接；

所述电感选择电路根据所述电感控制指令控制若干所述第一继电器的触点连接状态；

其中，至少一个所述第一继电器的所述触点与若干所述电感的串联连接点电连接。

根据本发明的一些实施例，所述电极阻抗检测电路包括：第一运算放大器和第二运算放大器；

所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输入端电连接，所述第一运算放大器的输入端与所述输出模块电连接。

根据本发明的一些实施例，所述控制模块还包括：功率放大电路；

所述功率放大电路的一端与所述MCU系统电连接，所述功率放大电路的另一端与所述电感选择电路电连接；

所述功率放大电路包括推挽电路和开关电路，所述开关电路的一端与所MCU系统电连接，所述开关电路的另一端，与所述推挽电路电连接，所述推挽电路的一端与驱动电路电连接，所述驱动电路的一端与所述电感选择电路的所述电感的串联连接点连接。

根据本发明的一些实施例，所述信号发送模块包括：

LCD触摸屏，用于接收所述变频电疗装置的控制信号；

上位机系统，所述上位机系统的一端与所述LCD触摸屏电连接，所述上位机系统的另一端与所述MCU系统电连接，所述上位机系统接收所述控制信号并发送至所述MCU系统。

根据本发明的一些实施例，所述输出模块包括：输出电极电路；

所述输出电极电路包括若干第二继电器，若干所述第二继电器的一端分别连接电源，若干所述第二继电器的另一端分别与所述MCU系统电连接；

其中，至少一个所述第二继电器的开关端与所述电极阻抗检测电路的输入端电连接。

根据本发明的一些实施例，所述控制信号包括以下至少之一：频率信号、强度信号、波形信号和启动、停止信号；

所述MCU系统根据所述控制信号对脉冲宽度和/或脉冲频率进行调节。

根据本发明的一些实施例，所述变频电疗装置还包括：DC-DC电源电路和AC-DC电源电路；

所述AC-DC电源电路与市电电连接，所述DC-DC电源电路与所述AC-DC电源电路电连接，所述DC-DC电源电路为所述变频电疗装置提供所述电源。

根据本发明第二方面实施例的变频电疗仪，包括根据本发明上述第一方面实施例的变频电疗装置和输出组件，所述输出组件与所述输出模块电连接；

所述输出组件包括温度检测电路，所述温度检测电路与所述MCU系统电连接。

本发明实施例的变频电疗仪，至少具有如下有益效果：通过输出组件与输出模块电连接，输出组件作用于人体皮肤，使输出组件的功能效果与输出模块输出的不同频率的波形相结合，增强了理疗效果，在一定程度上提高了用户体验。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本发明实施例中变频电疗装置的一具体实施例模块框图；

图2是本发明实施例中电感选择电路的一具体电路示意图；

图3是本发明实施例中电极阻抗检测电路的一具体电路示意图；

图4是本发明实施例中功率放大电路的一具体电路示意图；

图5是本发明实施例中输出电路的一具体电路示意图；

图6是本发明实施例中变频电疗仪的一具体实施例模块框图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

参照图1，在一些实施例中，变频电疗装置包括：信号发送模块，用于生成控制信号；控制模块，控制模块与信号发送模块电连接，并用于接收控制信号，根据控制信号输出相应的输出信号；其中，控制模块包括：MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)系统，用于接收控制信号，并根据控制信号生成电感控制指令；电感选择电路，电感选择电路的一端与MCU系统电连接，电感选择电路根据电感控制指令切换电感以生成相应的输出信号；输出模块，输出模块与电感选择电路的另一端电连接。

信号发送模块接收用户对变频电疗装置的操作，并生成控制信号发送给MCU系统，MCU系统接收控制信号并生成对应的电感控制指令，根据电感控制指令控制电感选择电路进行电感切换。输出模块与电感选择电路电连接，电感选择电路切换不同的电感，即与输出模块连接的电感发生变化，使输出模块输出不同幅度和/或宽度的波形，从而改变变频电疗装置作用于人体的电流强度，调节人体对输出电流的感受，提高电疗效果。可以理解的是，MCU系统为控制模块的主控制器，用于接收控制模块的外部控制信号，并将控制信号转换为控制模块内部的控制指令，例如电感控制指令。在一些具体的实例中，MCU系统为单片机等具有数据处理能力的处理器。电感选择电路接收电感控制指令进行电感切换，具体地，可以是切换为不同电感值的电感，也可以是切换为不同的电感组合，在本发明实施例中不做具体限定。

在一些实施例中，参照图1，控制模块还包括电极阻抗检测电路，电极阻抗检测电路的一端与输出模块电连接，电极阻抗检测电路的另一端与MCU系统电连接，电极阻抗检测电路用于检测输出模块的电信号，例如电流信号、电压信号等。输出模块作用于人体，不同的人体存在着不同的人体电阻，输出模块与人体接触时，相当于在输出模块对应的电路中接入电阻，并形成信号回路，而当人体电阻不同时，检测到的输出模块的电信号也会存在区别。电极阻抗检测电路与输出模块电连接，检测经过人体电阻的电信号，并将此电信号输入至MCU系统，MCU系统判断电信号的大小是否符合预设阈值范围，在低于或高于预设阈值范围时，MCU系统将进行报警提示，例如：声音报警和/或显示报警等，并控制输出模块作用于人体的信号，例如：关断输出模块作用于人体的信号或调整该信号强度。在一些具体的实施例中，输出模块作用于人体时采用两电极输出的方式，当两电极由于操作失误相连接时，电极阻抗检测电路检测到的电流信号增大，MCU系统关断输出模块，对人体起到保护作用，并防止变频电疗装置损坏。

具体地，电极阻抗检测电路检测到的输出模块的电信号被MCU系统采集、A/D转化后，得到对应的阻抗值，低于预设阻抗阈值时，MCU系统会发出声音和/或显示报警，并切断输出模块的输出电流。可以理解的是，预设阈值可根据实际情况进行相应的调整和设置。

在一些实施例中，参照图1，控制模块还包括功率放大电路，功率放大电路的一端与MCU系统电连接，功率放大电路的另一端与电感选择电路电连接。

在一些实施例中，参照图1，信号发送模块包括LCD触摸屏和上位机系统，LCD触摸屏用于接收变频电疗装置的控制信号，上位机系统的一端与LCD触摸屏电连接，上位机系统的另一端与MCU系统电连接。与上位机系统相对应的，MCU系统为下位机系统，LCD触摸屏接收用户对变频电疗装置的控制信号，控制信号包括以下至少之一：频率信号、强度信号、波形信号和启动、停止信号等，可根据用户需求或场景等对控制信号进行相应的调整和设置。上位机系统接收控制信号并输出给MCU系统，MCU系统将控制信号转化为对应的控制指令，例如：电感控制指令等，实现控制信号对控制模块的控制操作。可以理解的是，LCD触摸屏也可替换为OLED触摸屏、按键控制器等可接收控制信号的装置。具体地，MCU系统根据控制信号对脉冲宽度和/或脉冲频率进行调节，即根据控制信号调节PWM(Pulse WidthModulation，脉宽调制)和/或PFM(Pulse Frequency Modulation，脉冲频率调制)，对MCU系统的输出脉冲进行幅值、频率等调节，进而改变输出信号的强度，提高理疗效果。

在一些实施例中，参照图1，变频电疗装置还包括AC-DC(Alternating Current-Direct Current，交流-直流)电源电路，和DC-DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)电源电路，AC-DC电源电路与市电连接，DC-DC电源电路与AC-DC电源电路电连接。AC-DC电源电路将220V的交流电转化为直流电，DC-DC电源电路将转化后的直流电进行降压处理，为变频电疗装置提供电源。在一个具体地实施例中，DC-DC电源电路可将转化后的直流电降压为1.2V、5V、12V等直流电压，DC-DC电源电路与MCU系统电连接。

在一些实施例中，参照图2，电感选择电路包括：若干电感和若干第一继电器；若干电感串联连接；若干第一继电器的一端分别与电源连接，若干第一继电器的另一端分别与MCU系统电连接。电感和第一继电器的数量可根据实际情况进行相应调整设置，具体地，电感选择电路包括第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9，和5个电感L1、电感L2、电感L3、电感L4和电感L5，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9的一端分别与DC-DC电源电路提供的5V电源连接，第一继电器U7的另一端SELECT1、第一继电器U8的另一端SELECT2和第一继电器U9的另一端SELECT3分别与MCU系统电连接，MCU系统通过端口SELECT1、端口SELECT2和端口SELECT3控制第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9的工作状态，MCU系统接收控制信号，并通过触动芯片向端口SELECT1、端口SELECT2和端口SELECT3发送电感控制指令，端口SELECT1、端口SELECT2和端口SELECT3接低电平时，与5V电源产生电位差，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9处于工作状态；端口SELECT1、端口SELECT2和端口SELECT3接高电平时，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9关断。

电感L1、电感L2、电感L3、电感L4和电感L5串联连接，电感L1的一端与DC-DC电源电路提供的1.2V电源连接，第一继电器U7、第一继电器U9的触点分别与电感L1、电感L2、电感L3、电感L4和电感L5的串联连接点电连接，触点包括常开触点和常闭触点，具体地，第一继电器U7的常闭触点T1-3与电感L2和电感L3的串联节点电连接，第一继电器U7的常开触点T1-2与电感L1和电感L2的串联节点电连接；第一继电器U9的常闭触点T1-6与电感L5的一端电连接，第一继电器U9的常开触点T1-4与电感L3和电感L4的串联节点电连接。

MCU系统接收控制信号并产生对应的电感控制指令，电感选择电路根据电感控制指令控制若干第一继电器触点的连接状态。具体地，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9工作时开关端连接常开触点，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9关断时开关端连接常闭触点，开关端连接常开触点或常闭触点时将会改变电感L1、电感L2、电感L3、电感L4和电感L5与第一继电器的连接状态，即进行电感切换。在一个具体地实施例中，第一继电器U8的触点与第一继电器U7、第一继电器U9的开关端连接，以控制第一继电器U7、第一继电器U9的触点连接状态。第一继电器U8的常闭触点U8-4与第一继电器U9的开关端连接，第一继电器U8的常开触点U8-5与第一继电器U7的开关端连接；当第一继电器U8的开关端与常闭触点U8-4连接，且第一继电器U9的端口SELECT3接低电平时，第一继电器U9的开关端才连接至常开触点T1-4；当第一继电器U8的开关端与常开触点U8-5连接，且第一继电器U7的端口SELECT1接低电平时，第一继电器U7的开关端才连接至常开触点T1-2，即电感控制指令控制第一继电器U8触点的连接状态，而第一继电器U8和电感控制指令共同控制第一继电器U7、第一继电器U9的触点连接状态。可以理解的是，第一继电器U8的常闭触点和常开触点也可参照第一继电器U7和第一继电器U9与电感串联连接点电连接，此时，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9的触点连接状态都通过电感控制指令进行控制。

在一些具体的实施例中，第一继电器U7、第一继电器U8和第一继电器U9不工作时，电感选择电路切换电感为电感L5；第一继电器U9工作，第一继电器U7、第一继电器U8不工作时，电感选择电路切换电感为电感L4；第一继电器U8工作，第一继电器U7、第一继电器U9不工作时，电感选择电路切换电感为电感L3、电感L4；第一继电器U7、第一继电器U8工作，第一继电器U9不工作时，电感选择电路切换电感为电感L2、电感L3和电感L4。电感L1、电感L2、电感L3、电感L4和电感L5为不同电感值的工字电感，电感选择电路切换为不同的电感时，与输出模块电连接的电感也会相应的变化，影响输出模块输出的脉冲波形的幅度和/或宽度，实现变频电疗装置窄脉冲输出，使与输出模块接触的人体皮肤感受明显，进而提高了变频电疗装置的理疗效果。

在一些实施例中，参照图3，电极阻抗检测电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，第一运算放大器的输出端U2-5与第二运算放大器的同相输入端电连接，第一运算放大器的同相输入端U8-2与输出模块电连接，同时，第一运算放大器的同相输入端U8-2与第一继电器U8的开关端电连接。输出模块的电信号通过第一运算放大器的输入端U8-2输入至电极阻抗检测电路，电信号经过二极管D6、D7整流，电容C10和C11滤波，在电阻R25两端生成一定幅值的直流电压，直流电压再经过第一运算放大器输入至第二运算放大器，其中，第一运算放大器为电压跟随器，第二运算放大器将直流电压按照一定倍数放大，并从IMP_TEST端输出，输出信号被MCU系统采集、A/D转化后，得到与输出模块电信号对应的阻抗值，在阻抗值低于预设阈值范围时，作用于人体皮肤的电流将会变大，对皮肤造成损伤，MCU系统产生声音和/或显示报警，并关断电感选择电路和/或输出模块，保证变频电疗装置所接触的人体的安全，以及变频电疗装置的电路安全。可以理解的是，第二运算放大器的放大倍数以及预设阈值范围可以根据实际情况进行适应性调整。

具体地，第二运算放大电路的输出端还与电容C12、C13电连接，电容C12、C13并联，DC-DC电源模块为电极阻抗检测电路提供5V直流电压，电容C12、C13对5V直流电压进行滤波处理，减弱电路中的干扰信号，使电极阻抗检测电路更稳定。

在一些实施例中，参照图4，功率放大电路包括推挽电路和开关电路，开关电路通过WAVE OUT1端与MCU系统电连接，开关电路与推挽电路电连接，推挽电路的一端与驱动电路电连接，其中，驱动电路通过T1-5端与电感选择电路的电感L4、电感L5的串联节点电连接。开关电路包括三极管Q13，推挽电路包括三极管Q12和三极管Q11，三极管Q13的集电极分别与三极管Q12、三极管Q11的基极连接。驱动电路包括场效应管QD3，场效应管QD3的漏极连接至T1-5端。MCU系统接收控制信号，实现PWM和PFM的调节并叠加输出，从WAVE OUT1端输入至功率放大电路，经过推挽电路的放大加强了对场效应管QD3的驱动，场效应管QD3与电感选择电路电连接，即对电感选择电路输出的电流强度和脉冲宽度产生影响，最终实现功率的放大作用。

在一些实施例中，参照图5，输出模块包括输出电极电路，输出电极电路包括若干第二继电器，具体地，包括第二继电器U10和第二继电器U11，第二继电器U10和第二继电器U11的一端分别与DC-DC电源电路提供的5V电源连接，第二继电器U10和第二继电器U11的另一端READY-1和READY-2分别与MCU系统电连接，第二继电器U11的常开触点U10-2与第二继电器U10的开关端电连接，只有在端口READY-1和READY-2都接收MCU系统发出的低电平时，第二继电器U11的开关端U8-2连接第二继电器U11的常开触点U10-2，此时第二继电器U10的常开触点OUTA与第二继电器U10的开关端U10-2连接。第二继电器U10的常开触点OUTA连接两电极输出端1和2，具体地，第二继电器U10的常开触点OUTA与电极输出端1电连接，电极输出端2接地。输出模块将接收到输出信号通过两电极输出端1和2作用于人体，实现电疗效果

其中，第二继电器U11的开关端通过U8-2端与电极阻抗检测电路的输入端连接，电极阻抗检测电路通过U8-2端检测输出模块的电信号，电极阻抗检测电路将检测到的输出模块的电信号输入至MCU系统，MCU系统将电信号转化为对应的阻抗值，当转化后的阻抗值低于预设阈值时，MCU系统发出声音和/或显示报警，控制第二继电器U10和第二继电器U11的READY-1和READY-2接高电平，控制输出电极电路的关断，保障了变频电疗装置电路的安全，以及避免了在阻抗低，输出电流变大时，对变频电疗装置所作用的人体皮肤造成损伤。

第二继电器U11的开关端还通过U8-2与电感选择电路的第一继电器U8电连接，MCU系统接收控制信号，并产生对应的电感选择指令，控制第一继电器U7、U8、U9的工作状态，进而控制电感选择电路进行电感切换，输出电极电路通过U8-2连接至不同的电感，从而改变输出电极电路输出脉冲波形宽度、幅度等的变化，提高了理疗效果。

本发明实施例通过电感选择电路实现了输出电极电路输出的脉冲波形的宽度、幅度等的变化，使人体皮肤对输出的微电流感受明显，提高理疗效果。并且，不同的人存在着不同的人体阻抗，电极阻抗检测电路通过检测与人体接触的输出模块的电信号，对电感选择电路和/或输出电极电路的工作状态进行控制，从而实现输出信号的关断，可防止由于开机瞬间，或者电疗过程中两电极输出端操作不当出现误碰等情况时，由于输出电流增大，造成用户突然受到刺激的情况发生，保证了用户以及变频电疗装置电路的使用安全。

本发明实施例还提供了一种变频电疗仪，参照图6，包括如上述实施例中所描述的变频电疗装置和输出组件，输出组件与输出模块电连接，即输出模块的两电极输出端1和2分别与一输出组件电连接。输出组件包括温度检测电路，温度检测电路与MCU系统电连接，温度检测电路检测输出组件温度信号，并将温度信号反馈至MCU系统，MCU系统将温度信号与预设阈值进行比较，当温度信号超过预设阈值范围时，MCU系统进行报警提示，例如：声音报警和/或显示报警等。具体地，输出组件限定一腔体，输出组件为铜壶时，铜壶中可注入热水，铜壶内设置温度检测电路，将检测到的温度显示于LCD触摸屏，当温度检测电路检测到铜壶温度低于预设阈值时，发出声音和/或显示报警。铜壶作用于人体皮肤，电疗与热疗相结合，在一定程度上提高了用户体验和治疗效果。人体皮肤涂抹药物时，在变频电疗仪输出微电流的作用下，促进人体皮肤对药物的吸收，提高电疗效果。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。