專利名稱：一種用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓發(fā)生器，詳細(xì)地涉及一種用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈 沖電源發(fā)生器。
背景技術(shù)：
[0002]經(jīng)顱磁刺激是使用脈沖磁場影響腦的電活動(dòng)的方法。該方法通過在腦外頭皮上 施加強(qiáng)脈沖磁場，脈沖磁場在腦內(nèi)感應(yīng)出電場，從而實(shí)現(xiàn)對腦的電活動(dòng)的干預(yù)。[0003]經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)主要有高壓脈沖電源和線圈兩部分組成，它是基于電磁感應(yīng)基 本原理，通過一個(gè)充電的高壓電容對一個(gè)電感線圈瞬時(shí)放電來產(chǎn)生很強(qiáng)的脈動(dòng)電流從而 獲得強(qiáng)磁場用于經(jīng)顱磁刺激。[0004]高壓脈沖電源是經(jīng)顱磁刺激儀的主要組成部分。經(jīng)顱磁刺激系統(tǒng)通過高壓脈沖 電源產(chǎn)生單個(gè)高壓脈沖或高壓脈沖串，高壓脈沖通過電感線圈產(chǎn)生強(qiáng)脈沖電流從而獲得 強(qiáng)磁場。[0005]目前公知的高壓脈沖電源大都是大功率電源，其輸出電壓都在幾十kv以上，且 體積較大較為笨重，大多為一個(gè)獨(dú)立的整體，不需要外部系統(tǒng)的控制本身就能進(jìn)行獨(dú)立 的工作。而經(jīng)顱磁刺激儀所需要的是一種體積小巧、便于攜帶，功率不高Okv左右)的 脈沖電源，同時(shí)，該電源需要通過外部的PC機(jī)使用軟件進(jìn)行控制，這樣便于操作人員的 使用。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器 主要由充電電源、控制電路和放電開關(guān)三部分組成；其中[0008]充電電源中，濾波和整流模塊連接至全橋逆變模塊的輸入端；[0009]該全橋逆變模塊的輸出端通過一高頻變壓器升壓模塊連接濾波整流模塊，該整 流模塊的輸出端連接儲能電容；[0010]充電電源的輸出端連接至放電開關(guān)的輸出入端；[0011]充電電源與控制電路連接；控制電路通過一根放電時(shí)鐘線連接至放電開關(guān)；[0012]控制電路與計(jì)算機(jī)連接。[0013]所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其中濾波為低通濾波。[0014]所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其中控制電路由接口板和觸發(fā) 板組成，接口板主要是對進(jìn)入的外部控制信號和充電電源模塊返回的信號通過光耦隔離 器進(jìn)行隔離，之后輸出控制充電電源和放電開關(guān)以及反饋信號給控制端，以防止高壓脈 沖對控制信號造成干擾，以致?lián)p壞控制電路，接口板主要由端接器件和光耦隔離器組 成，信號經(jīng)過輸入端輸給光耦隔離器輸入端，經(jīng)光耦隔離器后輸出給輸出端。觸發(fā)板主 要由端接器件構(gòu)成，起信號僑聯(lián)的作用。接口板的控制信號從CZ3輸出，并接入觸發(fā)板的輸入端。[0015]所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其中光耦隔離器型號為 TPL521。[0016]所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其中放電開關(guān)中，由可控硅模 塊和二極管模塊構(gòu)成，二極管的2管腳接可控硅模塊的輸入端，3管腳接可控硅模塊的輸 出端，1腳與觸發(fā)板的控制端相連；其中可控硅模塊作為可控制的放電點(diǎn)開關(guān)，二極管 模塊作為放電開關(guān)的保護(hù)電路。[0017]所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其中可控硅模塊型號為 SKKT250/16E可控硅整流模塊，二極管模塊型號為MDD95-16 二極管模塊。[0018]本實(shí)用新型提供的用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其體積小巧、便 于攜帶，功率在2kv左右，該電源可以通過外部的PC機(jī)使用軟件進(jìn)行控制以便于操作人 員的使用。


[0019]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。[0020]圖2為圖1中EMI (低通)濾波和整流電路的原理圖。[0021]圖3a為圖1中全橋逆變電路原理圖。[0022]圖3b為圖3a的激勵(lì)信號和輸出電壓波形。[0023]圖4為本實(shí)用新型給出的控制電路原理圖。[0024]圖5為本實(shí)用新型給出的高壓脈沖電源發(fā)生器電原理圖。
具體實(shí)施方式
[0025]本實(shí)用新型的高壓脈沖電源發(fā)生器通過外部控制端控制輸出脈沖的幅度、脈寬 和頻率，具體參數(shù)如下[0026]最大輸出電壓1.5KV[0027]輸出電壓可變0_1.5KV(由外接0-10V電壓控制)[0028]輸出電壓脈沖寬度280-400微秒(寬度由外接TTL信號控制)[0029]輸出電壓脈沖頻率輸出電壓為0.6KV時(shí)100Hz，輸出電壓為1.5KV時(shí)15Hz (頻 率由外接TTL信號控制)[0030]最大輸出脈沖串個(gè)數(shù)500個(gè) 兩個(gè)脈沖串之間的最短間隔3秒[0032]請參閱圖1和圖5所示，本實(shí)用新型的高壓脈沖電源發(fā)生器主要由充電電源、控 制電路和放電開關(guān)三大部分組成(其中圖1為框圖，圖5為電原理圖)[0033]充電電源中，濾波和整流模塊連接至全橋逆變模塊的輸入端；該全橋逆變模塊 的輸出端通過一高頻變壓器升壓模塊連接濾波整流模塊，該整流模塊的輸出端連接儲能 電容；充電電源的輸出端連接至放電開關(guān)的輸出入端；充電電源通過開機(jī)信號、主電 OK信號等11根信號線與控制電路相連；控制電路通過一根放電時(shí)鐘線連接至放電開 關(guān)。[0034]本實(shí)用新型的充電電源主要由EMI(低通)濾波和整流模塊(具體電路原理請參閱如圖2所示)、全橋逆變模塊(具體電路原理圖如圖3a所示)、高頻變壓器升壓模塊 (型號可采用YD-P(^6/25、YD-G02)、濾波整流模塊(同圖2的整流模塊)和儲能電容 (可以采用2kv/luF的儲能電容)五個(gè)部分構(gòu)成。其中的全橋逆變模塊主要由四只IGBT 功率模塊構(gòu)成，四只IGBT分兩組(其中VT^ VT2*—組，VT3、VT4為一組)導(dǎo)通閉 合，從而控制高頻變壓器的導(dǎo)通閉合。[0035]工作過程為220V的交流電經(jīng)過EMI濾波和整流模塊和全橋逆變模塊后形成交 流的方波信號，方波信號經(jīng)過高頻變壓器升壓和濾波整流后就形成了高壓的電壓信號， 最后將獲得的高壓對儲能電容充電。[0036]放電開關(guān)主要有兩個(gè)模塊構(gòu)成MDD95-16 二極管模塊和SKKT250/16E可控硅 整流模塊。其中可控硅模塊作為可控制的放電點(diǎn)開關(guān)，二極管模塊作為放電開關(guān)的保護(hù) 電路。二極管的2管腳接可控硅模塊的輸入端，3管腳接可控硅模塊的輸出端，1腳與觸 發(fā)板的控制端相連。[0037]控制電路主要由接口板和觸發(fā)板組成，接口板主要是對進(jìn)入的外部控制信號和 充電電源模塊返回的信號通過TPL521光耦隔離器進(jìn)行隔離，之后輸出控制充電電源和 放電開關(guān)以及反饋信號給控制端，以防止高壓脈沖對控制信號造成干擾，以致?lián)p壞控制 電路。接口板主要由端接器件和光耦隔離器組成，信號經(jīng)過輸入端輸給光耦隔離器輸入 端，經(jīng)光耦隔離器后輸出給輸出端。觸發(fā)板主要由端接器件構(gòu)成，起信號僑聯(lián)的作用。 接口板的控制信號從CZ3輸出，并接入觸發(fā)板的輸入端。本實(shí)施例給出的控制電路電原 理圖如圖4所示[0038]PC機(jī)通過控制電路設(shè)置充電電源的參數(shù)，控制電源將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并 對儲能電容充電，同時(shí)充電電源通過控制電路返回相應(yīng)的狀態(tài)給PC機(jī)，當(dāng)充電電源充電 完成，它返回給PC機(jī)充電就緒的信號，此時(shí)PC機(jī)就可以通過控制電路控制放電開關(guān)將 儲能電容中的電能釋放到線圈中。在此過程中，PC機(jī)還通過控制電路時(shí)時(shí)監(jiān)測線圈的狀 態(tài)。
權(quán)利要求1.一種用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，主要由充電電源、 放電開關(guān)和控制電路三部分組成充電電源中，濾波和整流模塊連接至全橋逆變模塊的輸入端；該全橋逆變模塊的輸出端通過一高頻變壓器升壓模塊連接濾波整流模塊，該整流模 塊的輸出端連接儲能電容；充電電源的輸出端連接至放電開關(guān)的輸出入端；充電電源與控制電路連接，控制電路連接放電開關(guān)；控制電路與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，所述 濾波為低通濾波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，所述 控制電路由接口板和觸發(fā)板組成；接口板由端接器件和光耦隔離器組成；觸發(fā)板由端接 器件構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，所述 光耦隔離器型號為TPL521。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，所述 放電開關(guān)中，由可控硅模塊和二極管模塊構(gòu)成；其中可控硅模塊作為可控制的放電點(diǎn)開 關(guān)，二極管模塊作為放電開關(guān)的保護(hù)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，所述 可控硅模塊型號為SKKT250/16E可控硅整流模塊，二極管模塊型號為MDD95-16 二極管 模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其特征在于，所述 控制電路通過一根放電時(shí)鐘線連接放電開關(guān)。
專利摘要一種用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，主要由充電電源、放電開關(guān)和控制電路三部分組成充電電源中，濾波和整流模塊連接至全橋逆變模塊的輸入端；該全橋逆變模塊的輸出端通過一高頻變壓器升壓模塊連接濾波整流模塊，該整流模塊的輸出端連接儲能電容；充電電源的輸出端連接至放電開關(guān)的輸出入端；充電電源與控制電路連接；控制電路通過一根放電時(shí)鐘線連接至放電開關(guān)。本實(shí)用新型提供的用于經(jīng)顱磁刺激儀的高壓脈沖電源發(fā)生器，其體積小巧、便于攜帶，功率在2kV左右，該電源可以通過外部的PC機(jī)使用軟件進(jìn)行控制以便于操作人員的使用。
文檔編號H02M3/07GK201813320SQ201020270130
公開日2011年4月27日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者周珩, 夏偉杰, 許海田 申請人:香港腦泰科技有限公司