[發明專利]一種用于中頻治療儀的預調制寬頻功率輸出器及其方法

有效

• 申請號: 201911394413.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111146965B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 史建軍;史翰纓
• 申請（專利權）人: 江蘇中普科技有限公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;A61N1/36
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11487
• 代理人: 蘇艷

本發明提出了一種用于中頻治療儀的預調制寬頻功率輸出器及其方法，所述輸出器包括治療輸入單元、低頻信號單元、預調制功率輸出單元、中頻信號單元和寬頻逆變單元；低頻信號單元連接預調制功率輸出單元的一端，預調制功率輸出單元的另一端和中頻信號單元分別連接寬頻逆變單元一端，寬頻逆變單元的另一端連接外部治療電極片。所述方法步驟如下：S1、錄入治療要求；S2、產生低頻信號、直流功率信號和中頻信號；S3、利用低頻信號對直流功率信號進行預調制；S4、通過中頻信號調制預調制直流功率信號，獲得已調制的中頻功率信號。本發明輸出器和方法能得到同樣效果且高頻特性更好的輸出信號，結構簡單且工作效率高。

技術領域

本發明涉及一種預調制寬頻功率輸出器及其方法，屬于治療儀信號輸出技術領域。

背景技術

在醫療領域中，神經和肌肉刺激器類治療儀的應用十分廣泛，這類治療儀中較有代表性是中頻治療儀，其治療電流的特征是：載頻范圍在1kHz～100kHz的幅度受低頻(0-150Hz)信號調制的具有一定功率輸出的中頻電流。目前，現有技術是由功率放大器對經過低頻調制的中頻電流進行放大，再經變壓器輸出，由電極片傳遞到人體進行治療。

上述現有技術的典型特征是：低頻調制中頻→功率放大→輸出。不論采用獨立的振蕩器、數模轉換器、調制器組成的系統，還是采用內部集成了上述功能的單片機，其工作機理基本是一樣的。已調制中頻(調幅信號)須經過功率放大后輸出，這種電路結構帶來了一些問題：用于放大調幅信號的功率放大器為傳統線性電路，工作效率不高，普遍應用的乙類功率放大器的理論效率最高為78％，但這是在輸出阻抗完全匹配、輸出波形振幅達到最大時的理想數據，實際工作中的效率很低，波形振幅為一半時效率僅39％，如果采用甲類功率放大器則效率更低。

此外，由于功放效率低，電路發熱嚴重，治療儀往往需要體積不菲的散熱器，增加了治療儀的體積和成本；功放為達到阻抗匹配必須接輸出變壓器，而變壓器的頻率帶寬較窄，使得功放的高頻信號放大能力很差，只能工作在較窄的頻率范圍。現有的中頻治療儀工作頻率上限只能勉強達到10～15kHz，遠遠達不到100kHz的范圍。

發明內容

為了解決現有中頻治療儀中的信號輸出電路工作效率低、發熱嚴重、信號放大能力差等問題，本發明提出了一種用于中頻治療儀的預調制寬頻功率輸出器及其方法，用低頻信號對直流信號進行預調制，再利用中頻信號控制預調制信號，輸出調制中頻信號，裝置內不使用功率放大器，在實現中頻治療需求的前提下，解決了現有技術中存在的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段：

一種用于中頻治療儀的預調制寬頻功率輸出器，包括治療輸入單元、低頻信號單元、預調制功率輸出單元、中頻信號單元和寬頻逆變單元；所述治療輸入單元，用于輸入中頻治療儀的治療要求，所述治療要求包括治療波形、治療頻率和治療功率強度；所述低頻信號單元，用于根據治療波形和治療頻率要求產生0～150Hz的低頻信號；所述預調制功率輸出單元，用于根據治療功率要求輸出強度可調的直流功率信號，并在低頻信號的調制下輸出幅度符合低頻信號特征的預調制直流功率信號；所述中頻信號單元，用于根據治療頻率要求產生1～100kHz的中頻信號；所述寬頻逆變單元，用于接收中頻信號和預調制直流功率信號，并在中頻信號控制下，將預調制直流功率信號調制為中頻功率信號。

進一步的，所述治療輸入單元分別連接所述低頻信號單元、預調制功率輸出單元和中頻信號單元，低頻信號單元連接所述預調制功率輸出單元的一端，預調制功率輸出單元的另一端和所述中頻信號單元分別連接寬頻逆變單元一端，寬頻逆變單元的另一端連接外部治療電極片。

進一步的，所述治療波形包括正弦波、三角波、鋸齒波、梯形波、指數波和矩形波。

進一步的，所述低頻信號單元包括單片機和數模轉換器，所述單片機的一端連接所述治療輸入單元，單片機的另一端連接所述數模轉換器。