一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源论文和设计-成辉

全文摘要

本实用新型公开了一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，包括PWM控制电路、四相开关升压电路、发射电压调节电路和发射停歇放电负载，所述四相开关升压电路、发射电压调节电路均与PWM控制电路连接，所述发射停歇放电负载与四相开关升压电路的输出端连接，所述四相开关升压电路的输出端连接有发射电源端子。本实用新型采用四相升压开关电源，采用PWM占空比控制稳定输出电压，可以实现瞬态响应好、短时间能输出大功率并且可连续调节输出电压的效果。

主设计要求

1.一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，其特征在于：包括PWM控制电路、四相开关升压电路、发射电压调节电路和发射停歇放电负载，所述四相开关升压电路、发射电压调节电路均与PWM控制电路连接，所述发射停歇放电负载与四相开关升压电路的输出端连接，所述四相开关升压电路的输出端连接有发射电源端子。

设计方案

2.根据权利要求1所述的具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，其特征在于：所述PWM控制电路包括主控芯片U1和主控芯片U2，所述主控芯片U1和主控芯片U2的型号均为LTC3862，主控芯片U1的第十引脚与主控芯片U2的第十一引脚连接。

3.根据权利要求2所述的具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，其特征在于：所述四相开关升压电路包括电感L1、MOS管Q3、二极管Q1、电感L2、MOS管Q7、二极管Q4、电感L3、MOS管Q5、二极管Q2、电感L4、MOS管Q8和二极管Q6；

其中，MOS管Q3的栅极与主控芯片U1的第十八引脚连接，MOS管Q3的漏极与电感L1一端、二极管Q1阳极连接，MOS管Q3的源极与主控芯片U1的第二十三引脚、电阻R1一端连接，电阻R1另一端接地且与主控芯片U1的第二十二引脚连接；

MOS管Q7的栅极与主控芯片U1的第十六引脚连接，MOS管Q7的漏极与电感L2一端、二极管Q4的阳极连接，MOS管Q7的源极与主控芯片U1的第十三引脚、电阻R5一端连接，电阻R5另一端接地且与主控芯片U1的第十四引脚、第十七引脚连接；

其中，MOS管Q5的栅极与主控芯片U2的第十八引脚连接，MOS管Q5的漏极与电感L3一端、二极管Q2阳极连接，MOS管Q5的源极与主控芯片U2的第二十三引脚、电阻R2一端连接，电阻R2另一端接地且与主控芯片U2的第二十二引脚连接；

MOS管Q8的栅极与主控芯片U2的第十六引脚连接，MOS管Q8的漏极与电感L4一端、二极管Q6的阳极连接，MOS管Q8的源极与主控芯片U2的第十三引脚、电阻R6一端连接，电阻R6另一端接地且与主控芯片U2的第十四引脚、第十七引脚连接；

二极管Q2的阴极与二极管Q4的阴极连接后与发射电源端子连接，电感L1另一端与电感L2另一端、感L3另一端、电感L4另一端均连接。

4.根据权利要求2所述的具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，其特征在于：所述发射电压调节电路包括MOS管Q11-MOS管Q15，其中，MOS管Q11-MOS管Q15的源极接地，MOS管Q11-MOS管Q15的栅极均连接上位机、MOS管Q11-MOS管Q15的漏极均与主控芯片U1的第八引脚、主控芯片U2的第八引脚连接。

5.根据权利要求2所述的具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，其特征在于：所述发射停歇放电负载包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、MOS管Q9和MOS管Q10，其中，MOS管Q9的栅极连接发射电源端子，MOS管Q9的源极通过相互并联的电阻R18和电阻R19后接地，MOS管Q9的栅极通过电阻R17与MOS管Q10的漏极连接，MOS管Q10的栅极连接上位机，MOS管Q10的源极接地，MOS管Q10的漏极还通过电阻R16连接5V电源。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及空化治疗仪技术领域，更具体地说，特别涉及一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源。

背景技术

空化治疗仪的最高超声负声压要达到5MP需要采用短时间歇工作且声压可调节(通过调整电源电压调整声压)，超声换能器需要的激励电压要达到1KV左右才能激励产生符合要求的超声声压。

传统超声空化治疗电源采用可调压的工频变压器，要实现高瞬态响应短时输出大功率同时保证输出电压快速可调必须采用大体积的工频变压器才可实现。造成系统笨重复杂成本高，调压的精度不高。

因此，需要设计一种改进的空化治疗电源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，以实现瞬态响应好、短时间能输出大功率并且可连续调节输出电压。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，包括PWM控制电路、四相开关升压电路、发射电压调节电路和发射停歇放电负载，所述四相开关升压电路、发射电压调节电路均与PWM控制电路连接，所述发射停歇放电负载与四相开关升压电路的输出端连接，所述四相开关升压电路的输出端连接有发射电源端子。

进一步地，所述PWM控制电路包括主控芯片U1和主控芯片U2，所述主控芯片U1和主控芯片U2的型号均为LTC3862，主控芯片U1的第十引脚与主控芯片U2的第十一引脚连接。

进一步地，所述四相开关升压电路包括电感L1、MOS管Q3、二极管Q1、电感L2、MOS管Q7、二极管Q4、电感L3、MOS管Q5、二极管Q2、电感L4、MOS管Q8和二极管Q6；

二极管Q2的阴极与二极管Q4的阴极连接后与发射电源端子连接，电感L1另一端与电感L2另一端、感L3另一端、电感L4另一端均连接。

进一步地，所述发射电压调节电路包括MOS管Q11-MOS管Q15，其中，MOS管Q11-MOS管Q15的源极接地，MOS管Q11-MOS管Q15的栅极均连接上位机、MOS管Q11-MOS管Q15的漏极均与主控芯片U1的第八引脚、主控芯片U2的第八引脚连接。

进一步地，所述发射停歇放电负载包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、MOS管Q9和MOS管Q10，其中，MOS管Q9的栅极连接发射电源端子，MOS管Q9的源极通过相互并联的电阻R18和电阻R19后接地，MOS管Q9的栅极通过电阻R17与MOS管Q10的漏极连接，MOS管Q10的栅极连接上位机，MOS管Q10的源极接地，MOS管Q10的漏极还通过电阻R16连接5V电源。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型采用四相升压开关电源，采用PWM占空比控制稳定输出电压，可以实现瞬态响应好、短时间能输出大功率并且可连续调节输出电压的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本实用新型提供一种具有声压调节功能的四相升压空化治疗电源，包括PWM控制电路、四相开关升压电路、发射电压调节电路和发射停歇放电负载，所述四相开关升压电路、发射电压调节电路均与PWM控制电路连接，所述发射停歇放电负载与四相开关升压电路的输出端连接，所述四相开关升压电路的输出端连接有发射电源端子。

所述的PWM控制电路包括主控芯片U1和主控芯片U2，所述主控芯片U1和主控芯片U2的型号均为LTC3862，主控芯片U1的第十引脚与主控芯片U2的第十一引脚连接。主控芯片U1和主控芯片U2并联使用组成四相升压控制器实现大电流升压输出，本电源是一个典型的脉冲声压式电路，LTC3862是一个脉冲宽度可调的电源芯片，电感L1、L2、L3、L4是为储能电感，Q1、Q4、Q2、Q6起整流滤波作用，Q3、Q7、Q5、Q8是功率开关，R20-R29，Q11-Q15为程序控制脉宽调节电路，程序控制脉冲占空比，电感储能释放电压，在整流电路的作用下输出高压，输出高压程序可调，四路高压并联输出提高整个电路带负载能力，Q10由程序控制开合，在发射电路工作时，高压输出与地隔离，在发射停止间隙，高压输出接到地，释放电压，保护电路安全。

所述的四相开关升压电路包括电感L1、MOS管Q3、二极管Q1、电感L2、MOS管Q7、二极管Q4、电感L3、MOS管Q5、二极管Q2、电感L4、MOS管Q8和二极管Q6；其中，MOS管Q3的栅极与主控芯片U1的第十八引脚连接，MOS管Q3的漏极与电感L1一端、二极管Q1阳极连接，MOS管Q3的源极与主控芯片U1的第二十三引脚、电阻R1一端连接，电阻R1另一端接地且与主控芯片U1的第二十二引脚连接；MOS管Q7的栅极与主控芯片U1的第十六引脚连接，MOS管Q7的漏极与电感L2一端、二极管Q4的阳极连接，MOS管Q7的源极与主控芯片U1的第十三引脚、电阻R5一端连接，电阻R5另一端接地且与主控芯片U1的第十四引脚、第十七引脚连接；其中，MOS管Q5的栅极与主控芯片U2的第十八引脚连接，MOS管Q5的漏极与电感L3一端、二极管Q2阳极连接，MOS管Q5的源极与主控芯片U2的第二十三引脚、电阻R2一端连接，电阻R2另一端接地且与主控芯片U2的第二十二引脚连接；MOS管Q8的栅极与主控芯片U2的第十六引脚连接，MOS管Q8的漏极与电感L4一端、二极管Q6的阳极连接，MOS管Q8的源极与主控芯片U2的第十三引脚、电阻R6一端连接，电阻R6另一端接地且与主控芯片U2的第十四引脚、第十七引脚连接；二极管Q2的阴极与二极管Q4的阴极连接后与发射电源端子连接，电感L1另一端与电感L2另一端、感L3另一端、电感L4另一端均连接。

所述的发射电压调节电路包括MOS管Q11-MOS管Q15，其中，MOS管Q11-MOS管Q15的源极接地，MOS管Q11-MOS管Q15的栅极均连接上位机、MOS管Q11-MOS管Q15的漏极均与主控芯片U1的第八引脚、主控芯片U2的第八引脚连接。发射电压调节电路通过上位机输出5位高低电平控制码控制对应的MOS管Q11-MOS管Q15导通改变PWM电压反馈对地的分压电阻实现精确调压，5位编码可实现16级电压调节以及切换治疗头后电压跟随调节。

所述的发射停歇放电负载包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、MOS管Q9和MOS管Q10，其中，MOS管Q9的栅极连接发射电源端子，MOS管Q9的源极通过相互并联的电阻R18和电阻R19后接地，MOS管Q9的栅极通过电阻R17与MOS管Q10的漏极连接，MOS管Q10的栅极连接上位机，MOS管Q10的源极接地，MOS管Q10的漏极还通过电阻R16连接5V电源。构成恒流负载放电电流不随发射电压变化改变，通过加入电子负载卸放快速响应调压控制变化。MOS管Q10接收上位机控制在超声发射时停止负载放电发射停止开始恒流放电快速卸放C5中的电量维持电源稳定度。

本实用新型采用四相升压开关电源，采用PWM占空比控制稳定输出电压，可以实现瞬态响应好、短时间能输出大功率并且可连续调节输出电压的效果。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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