一种脉冲高磁控制电路
阅读说明：本技术 一种脉冲高磁控制电路 (Pulse high-magnetism control circuit ) 是由 李宁 李久峰 何玉芬 陈卫国 何玉明 于 2021-01-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种脉冲高磁控制电路,包括：电源电路,将输入的低压交流电整流为高压直流电,然后输出脉冲高压电流,驱动线圈产生脉冲磁场；短路保护电路,检测输入线圈的电流,防止线圈短路时造成芯片烧毁；温度采集电路,采集各部件的温度,判断其是否超过阈值,进而控制散热系统的正常开启和关停；补偿电路,监测及控制电源电路为线圈供电的时间及频率,进而自动控制高磁脉冲的输出；无线通讯模块,实现云管理平台及设备对脉冲高磁控制电路的无线连接及控制。本电路可以驱动线圈产生脉冲高压磁场,该磁场穿透力强,磁场衰减小；还有对温度、短路等情况的检测控制模块,保证电路的持续稳定高效运作；还可以与网络连接,通过移动端进行控制。(The invention discloses a pulse high magnetic control circuit, comprising: the power supply circuit rectifies input low-voltage alternating current into high-voltage direct current, then outputs pulse high-voltage current, and drives the coil to generate a pulse magnetic field; the short-circuit protection circuit detects the current of the input coil and prevents the chip from being burnt when the coil is in short circuit; the temperature acquisition circuit acquires the temperature of each component, judges whether the temperature exceeds a threshold value or not and further controls the normal starting and stopping of the heat dissipation system; the compensation circuit monitors and controls the time and frequency of the power supply circuit for supplying power to the coil, and then automatically controls the output of high magnetic pulse; and the wireless communication module realizes wireless connection and control of the cloud management platform and the equipment to the pulse high-magnetism control circuit. The circuit can drive the coil to generate a pulse high-voltage magnetic field, the magnetic field has strong penetrating power, and the magnetic field attenuation is reduced; the detection control module for the conditions of temperature, short circuit and the like is also arranged, so that the continuous, stable and efficient operation of the circuit is ensured; and the system can also be connected with a network and controlled by a mobile terminal.)
技术领域
本发明属于医疗保健器械领域，尤其涉及一种脉冲高磁控制电路。
背景技术
将磁场作用于人体可以获得磁疗的效果，磁场影响人体电流分布、荷电微粒的运动、膜系统的通透性和生物高分子的磁矩取向等，使组织细胞的生理、生化过程改变，产生镇痛、消肿、促进血液及淋巴循环等作用。但是现有磁疗设备的控制电路存在以下问题：
首先，传统的磁疗设备普遍采用直流电源，直接通过矽钢片线圈产生永磁磁场，而不是脉冲磁场，这样的磁场是一成不变的，没有脉冲及叠加方式，穿透力差，磁场衰减大，产生的磁场是微弱不足以穿透人体表面以产生治疗效果。
再者，由于线圈及矽钢片一直处于通电状态，造成线圈及矽钢片发热厉害。或者采用大电容不断的放电、充电的方式，产生交变的磁场。这种方式在大电流情况下，长期的工作线圈及漆包线发热厉害。现有控制电路却缺少对设备部件温度的检测和控制模块，导致漆包线短路，损坏电气电路及伤害到人身安全。
最后，由于电源电路一直供电作用于线圈，电子元器件长时间工作容易老化烧坏等。电子控制电路过于简单(普遍采用电容充电和放电)，产生的磁场是不可控制、不可调节。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种脉冲高磁控制电路，用于产生和控制脉冲高压磁场，本电路可以将低压交流电整流为高压直流电，并驱动线圈产生脉冲高压磁场，该磁场穿透力强，磁场衰减小；同时本电路具有对温度、短路等情况的检测控制模块，保证电路的持续稳定高效运作；并且本电路还可以与网络连接，通过移动端进行控制。
本专利方案提供一种脉冲高磁控制电路，包括：
电源电路，将输入的低压交流电整流为高压直流电，然后输出脉冲高压电流，驱动线圈产生脉冲磁场；
短路保护电路，检测输入所述线圈的电流，防止所述线圈短路时造成芯片烧毁；
温度采集电路，采集各部件的温度，判断其是否超过阈值，进而控制散热系统的正常开启和关停；
补偿电路，监测及控制所述电源电路为所述线圈供电的时间及频率，进而自动控制高磁脉冲的输出；
无线通讯模块，实现云管理平台及设备对所述脉冲高磁控制电路的无线连接及控制。
进一步地，所述电源电路，将输入的低压交流电整流为高压直流电，然后输出脉冲高压电流，驱动线圈产生脉冲磁场；具体为：
所述电源电路将电子调压器输出的低压交流电整流为高压直流电，经电源控制软件调制为低档或中档或高档的脉冲高压电流，驱动场效应管作用于所述线圈产生脉冲磁场；
其中，所述低档或中档或高档的脉冲高压电流指的是：脉冲电压电流具有三种不同档次的脉冲宽度。
进一步地，所述脉冲高压电流的频率为1Hz；其中，所述低档脉冲高压电流的脉冲宽度为10±2ms，所述中档脉冲高压电流的脉冲宽度为20±2ms，所述高档脉冲高压电流的脉冲宽度为30±2ms。
进一步地，所述输出脉冲高压电流具体为：所述高压直流电使由嵌入式单片机PWM控制技术控制的电解电容瞬间交替储能或放电，产生并输出脉冲高压电流。
进一步地，还包括断路保护电路，采集并判断所述线圈是否处于断路状态，当所述线圈处于断路状态时，发出报障指令。
进一步地，所述温度采集电路采集各部件的温度，具体为：所述温度采集电路采用了多路温度采集反馈电路，包括采集线圈、磁芯、电源、散热系统的温度。
进一步地，所述无线通讯模块，实现云管理平台及设备对所述脉冲高磁控制电路的无线连接及控制，具体为：
所述无线通讯模块，通过手机及微信公众号与所述无线通讯模块建立无线连接，所述微信公众号设有低度治疗、中度治疗、重度治疗三种治疗套餐，分别对应电源控制软件调制的低档脉冲高压电流、中档脉冲高压电流、高档的脉冲高压电流。
本专利的改进带来如下优点：
(1)本脉冲高磁控制电路将外界输入的低压交流电整流为高压直流电，然后在输出为脉冲高压电流，驱动线圈产生脉冲磁场。相比于现有技术中的永磁磁场，高压脉冲磁场具有更好的穿透性，长时间使用后，磁场的衰减幅度也相对较小。采用本电路再配合合适的磁场产生装置，产生的磁场是高强度的直线叠加脉冲磁场，可以穿透人体表面直达人体30CM深处。
(2)本脉冲高磁控制电路采用脉冲电流为线圈供电，并且使用补偿电路稳定控制电源电路为线圈供电的时间及频率，有效地避免了现有技术中由于线圈及矽钢片一直处于通电状态，造成线圈及矽钢片发热厉害的问题。
(3)由于脉冲高磁控制电路在工作时一直处于高强度磁场的影响中，在这种情况下，电子元器件长时间工作容易老化烧坏等，严重影响使用体验，甚至会威胁到使用安全。本脉冲高磁控制电路为此设置有短路保护电路及温度采集电路，时刻对工作状态下的电路部件进行检测和判断。当电路出现短路或者温度过高时，相应的检测控制电路可以及时发出适当的控制指令，保证了磁疗设备的稳定高效运行。
附图说明
图1为本申请实施例一种脉冲高磁控制电路的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本申请实施例一种脉冲高磁控制电路，用于为磁疗设备产生和控制高强度的脉冲电流，该磁疗设备还包括用于产生磁场的线圈及磁芯、用于散热的散热系统、用于接通外部电源的电子调压器等；
脉冲高磁控制电路包括：
电源电路，该电路用于为线圈提供产生磁场的电流，先将由电子调压器输入到该电路的低压交流电整流升压为高压直流电，然后高压直流电流经电解电容，电解电容在嵌入式单片机PWM控制技术的控制下，瞬间循环交替储能或者放电，产生并输出脉冲高压电流，该脉冲高压电流输入到线圈中，驱动线圈产生高强度的脉冲磁场；
短路保护电路，该电路用于检测输入线圈的电流，判断线圈是否出现短路的情况；若线圈出现短路，则会在短时间内产生高温，进而导致芯片烧毁；若该电路检测判断出线圈出现短路状态，则控制电源电路停止向线圈输入电流；
温度采集电路，该电路用于采集磁疗设备各部件的温度，防止各部件的温度过高，导致线路老化、影响使用体验、甚至威胁使用者的人身安全；当该温度采集电路检测发现某个部件的温度超过阈值，则控制开启散热系统，或者加大散热系统的工作功率；若该温度采集电路检测发现某个部件的温度超过最大阈值，当该温度超过最大阈值时，会出现安全隐患，则温度采集电路向补偿电路和电源电路发出停止工作的指令，并向使用者或者管理者发出报障指令；
补偿电路，用于监测和控制电源电路为线圈供电的时间和频率，正常情况下，控制电源电路正常运行；在监测到电源电路出现供电异常(不符合预定的时间、频率及电压)时进行及时的调整；或在电源电路电压不足时，该补偿电路进行一定程度的电压补偿；同时该电路还与无线通讯模块连接，间接实现云管理平台及设备对电源电路及线圈的控制；
无线通讯模块，该模块一端与补偿电路连接，一端与云管理平台及设备连接，间接实现云管理平台及设备对电源电路及线圈的控制。
其中，低压交流电的电压可以为269伏，高压直流电的电压可以为380伏。电源电路中设有单片机，单片机里面设有PWM控制软件，用于调制控制脉冲电流的脉冲宽度。电源电路还采用EMC电磁兼容(辐射，传导)的电路设计，及大功率的升压变压器，保证了电磁治疗仪工作电源的稳定，交流电源经过整流放大，经过嵌入式单片机PWM控制技术使电解电容的瞬间储能及放电的交替工作，保证了脉宽高压经过线圈的工作电流不影响外部工作供电环境。
电源电路将电子调压器输出的低压交流电整流升压为高压直流电，经电源电路芯片中的控制软件调制为低、中、高中任意一档的脉冲高压电流，驱动电源电路中的场效应管作用于线圈，进而产生脉冲磁场；其中，低档或中档或高档的脉冲高压电流指的是：脉冲电压电流具有三种不同档次的脉冲宽度。优选地，脉冲高压电流的频率为1Hz；其中，低档脉冲高压电流的脉冲宽度为10±2ms，中档脉冲高压电流的脉冲宽度为20±2ms，高档脉冲高压电流的脉冲宽度为30±2ms。采用大电流的场效应管的开关控制功能，通过稳定的场效应管驱动电路，实现了线圈脉冲大磁场强度的产生。
采用大电流的场效应管的开关控制功能，通过稳定的场效应管驱动电路，实现了线圈脉冲大磁场强度的产生。采用了多路的线圈采集反馈电路，包括磁场线圈短路，开路，电源供应，线圈温度采集，散热循环系统的采集及控制电路。实现了磁场线圈发热及磁场强度稳定的工作保护。
还包括一个断路保护电路，该电路用于采集并判断线圈是否处于断路状态，当线圈处于断路状态时，发出报障指令，通知使用者或者管理人员对磁疗设备进行维修。
温度采集电路采用了多路温度采集反馈电路，包括采集线圈、磁芯、电源、散热系统等磁疗设备部件的温度，温度采集电路在上述各个磁疗设备部件都设有温度传感器或感应器，用于收集各个部件的实时温度数据。
手机及微信公众号与无线通讯模块建立无线连接，使用者可以直接使用手机打开微信公众号查看该磁疗设备的各种状态和服务，包括磁疗设备的介绍、治疗效果、各种服务套餐及价格；微信公众号中设有低度治疗、中度治疗、重度治疗三种治疗套餐，分别对应电源控制软件调制的低档脉冲高压电流、中档脉冲高压电流、高档的脉冲高压电流；使用者选择符合自身需要的治疗套餐后，微信公众号的服务后台则向理疗设备发出相应的工作指令，该工作指令通过无线通讯模块传递给补偿电路及电源电路，控制电源电路中的电源控制软件调制出相应档次的脉冲高压电流，进而驱动线圈产生不同强度的磁场用于理疗。
短路保护电路采用IGBT场效应管驱动电路设计，使用单片机PWM脉冲输入控制器去控制MC33153(单IGBT栅极驱动器)，控制原理为：MC33153内部结构1脚为电流检测输入脚，用于集成电流检测功能IGBT的过流和短路检测，2脚为开尔文地GND，此管脚接IGBT的发射极。3脚为电源地VEE，将2脚与3脚相连。4脚为信号输入脚，接收来自控制器的PWM信号，低电平有效。5脚为驱动信号输出脚，通过驱动电阻后连接到IGBT的栅极。6脚为电源VCC，典型值为15V。7脚为故障信号输出脚，当检测到IGBT过流或短路故障时，7脚输出高电平故障信号回送至控制器。8脚为退保和检测输入脚，监测IGBT的导通饱和状态。
所述磁疗设备为电磁脉冲治疗椅子，采用了本专利的脉冲高磁控制电路，与普通的磁疗椅子试验对比结果如下：
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