专利名称：一种用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器的制作方法
技术领域：
一种用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器技术领域[0001]本实用新型涉及一种高压发生器，详细地涉及一种用于经颅磁刺激仪的高压脉 冲电源发生器。
背景技术：
[0002]经颅磁刺激是使用脉冲磁场影响脑的电活动的方法。该方法通过在脑外头皮上 施加强脉冲磁场，脉冲磁场在脑内感应出电场，从而实现对脑的电活动的干预。[0003]经颅磁刺激系统主要有高压脉冲电源和线圈两部分组成，它是基于电磁感应基 本原理，通过一个充电的高压电容对一个电感线圈瞬时放电来产生很强的脉动电流从而 获得强磁场用于经颅磁刺激。[0004]高压脉冲电源是经颅磁刺激仪的主要组成部分。经颅磁刺激系统通过高压脉冲 电源产生单个高压脉冲或高压脉冲串，高压脉冲通过电感线圈产生强脉冲电流从而获得 强磁场。[0005]目前公知的高压脉冲电源大都是大功率电源，其输出电压都在几十kv以上，且 体积较大较为笨重，大多为一个独立的整体，不需要外部系统的控制本身就能进行独立 的工作。而经颅磁刺激仪所需要的是一种体积小巧、便于携带，功率不高Okv左右)的 脉冲电源，同时，该电源需要通过外部的PC机使用软件进行控制，这样便于操作人员的 使用。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于提供一种用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器。[0007]为实现上述目的，本实用新型提供的用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器 主要由充电电源、控制电路和放电开关三部分组成；其中[0008]充电电源中，滤波和整流模块连接至全桥逆变模块的输入端；[0009]该全桥逆变模块的输出端通过一高频变压器升压模块连接滤波整流模块，该整 流模块的输出端连接储能电容；[0010]充电电源的输出端连接至放电开关的输出入端；[0011]充电电源与控制电路连接；控制电路通过一根放电时钟线连接至放电开关；[0012]控制电路与计算机连接。[0013]所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其中滤波为低通滤波。[0014]所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其中控制电路由接口板和触发 板组成，接口板主要是对进入的外部控制信号和充电电源模块返回的信号通过光耦隔离 器进行隔离，之后输出控制充电电源和放电开关以及反馈信号给控制端，以防止高压脉 冲对控制信号造成干扰，以致损坏控制电路，接口板主要由端接器件和光耦隔离器组 成，信号经过输入端输给光耦隔离器输入端，经光耦隔离器后输出给输出端。触发板主 要由端接器件构成，起信号侨联的作用。接口板的控制信号从CZ3输出，并接入触发板的输入端。[0015]所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其中光耦隔离器型号为 TPL521。[0016]所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其中放电开关中，由可控硅模 块和二极管模块构成，二极管的2管脚接可控硅模块的输入端，3管脚接可控硅模块的输 出端，1脚与触发板的控制端相连；其中可控硅模块作为可控制的放电点开关，二极管 模块作为放电开关的保护电路。[0017]所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其中可控硅模块型号为 SKKT250/16E可控硅整流模块，二极管模块型号为MDD95-16 二极管模块。[0018]本实用新型提供的用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其体积小巧、便 于携带，功率在2kv左右，该电源可以通过外部的PC机使用软件进行控制以便于操作人 员的使用。
[0019]图1为本实用新型结构框图。[0020]图2为图1中EMI (低通)滤波和整流电路的原理图。[0021]图3a为图1中全桥逆变电路原理图。[0022]图3b为图3a的激励信号和输出电压波形。[0023]图4为本实用新型给出的控制电路原理图。[0024]图5为本实用新型给出的高压脉冲电源发生器电原理图。
具体实施方式
[0025]本实用新型的高压脉冲电源发生器通过外部控制端控制输出脉冲的幅度、脉宽 和频率，具体参数如下[0026]最大输出电压1.5KV[0027]输出电压可变0_1.5KV(由外接0-10V电压控制)[0028]输出电压脉冲宽度280-400微秒(宽度由外接TTL信号控制)[0029]输出电压脉冲频率输出电压为0.6KV时100Hz，输出电压为1.5KV时15Hz (频 率由外接TTL信号控制)[0030]最大输出脉冲串个数500个 两个脉冲串之间的最短间隔3秒[0032]请参阅图1和图5所示，本实用新型的高压脉冲电源发生器主要由充电电源、控 制电路和放电开关三大部分组成(其中图1为框图，图5为电原理图)[0033]充电电源中，滤波和整流模块连接至全桥逆变模块的输入端；该全桥逆变模块 的输出端通过一高频变压器升压模块连接滤波整流模块，该整流模块的输出端连接储能 电容；充电电源的输出端连接至放电开关的输出入端；充电电源通过开机信号、主电 OK信号等11根信号线与控制电路相连；控制电路通过一根放电时钟线连接至放电开 关。[0034]本实用新型的充电电源主要由EMI(低通)滤波和整流模块(具体电路原理请参阅如图2所示)、全桥逆变模块(具体电路原理图如图3a所示)、高频变压器升压模块 (型号可采用YD-P(^6/25、YD-G02)、滤波整流模块(同图2的整流模块)和储能电容 (可以采用2kv/luF的储能电容)五个部分构成。其中的全桥逆变模块主要由四只IGBT 功率模块构成，四只IGBT分两组(其中VT^ VT2*—组，VT3、VT4为一组)导通闭 合，从而控制高频变压器的导通闭合。[0035]工作过程为220V的交流电经过EMI滤波和整流模块和全桥逆变模块后形成交 流的方波信号，方波信号经过高频变压器升压和滤波整流后就形成了高压的电压信号， 最后将获得的高压对储能电容充电。[0036]放电开关主要有两个模块构成MDD95-16 二极管模块和SKKT250/16E可控硅 整流模块。其中可控硅模块作为可控制的放电点开关，二极管模块作为放电开关的保护 电路。二极管的2管脚接可控硅模块的输入端，3管脚接可控硅模块的输出端，1脚与触 发板的控制端相连。[0037]控制电路主要由接口板和触发板组成，接口板主要是对进入的外部控制信号和 充电电源模块返回的信号通过TPL521光耦隔离器进行隔离，之后输出控制充电电源和 放电开关以及反馈信号给控制端，以防止高压脉冲对控制信号造成干扰，以致损坏控制 电路。接口板主要由端接器件和光耦隔离器组成，信号经过输入端输给光耦隔离器输入 端，经光耦隔离器后输出给输出端。触发板主要由端接器件构成，起信号侨联的作用。 接口板的控制信号从CZ3输出，并接入触发板的输入端。本实施例给出的控制电路电原 理图如图4所示[0038]PC机通过控制电路设置充电电源的参数，控制电源将交流电转换为直流电，并 对储能电容充电，同时充电电源通过控制电路返回相应的状态给PC机，当充电电源充电 完成，它返回给PC机充电就绪的信号，此时PC机就可以通过控制电路控制放电开关将 储能电容中的电能释放到线圈中。在此过程中，PC机还通过控制电路时时监测线圈的状 态。
权利要求1.一种用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，主要由充电电源、 放电开关和控制电路三部分组成充电电源中，滤波和整流模块连接至全桥逆变模块的输入端；该全桥逆变模块的输出端通过一高频变压器升压模块连接滤波整流模块，该整流模 块的输出端连接储能电容；充电电源的输出端连接至放电开关的输出入端；充电电源与控制电路连接，控制电路连接放电开关；控制电路与计算机连接。
2.根据权利要求1所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，所述 滤波为低通滤波。
3.根据权利要求1所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，所述 控制电路由接口板和触发板组成；接口板由端接器件和光耦隔离器组成；触发板由端接 器件构成。
4.根据权利要求3所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，所述 光耦隔离器型号为TPL521。
5.根据权利要求1所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，所述 放电开关中，由可控硅模块和二极管模块构成；其中可控硅模块作为可控制的放电点开 关，二极管模块作为放电开关的保护电路。
6.根据权利要求5所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，所述 可控硅模块型号为SKKT250/16E可控硅整流模块，二极管模块型号为MDD95-16 二极管 模块。
7.根据权利要求5所述用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其特征在于，所述 控制电路通过一根放电时钟线连接放电开关。
专利摘要一种用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，主要由充电电源、放电开关和控制电路三部分组成充电电源中，滤波和整流模块连接至全桥逆变模块的输入端；该全桥逆变模块的输出端通过一高频变压器升压模块连接滤波整流模块，该整流模块的输出端连接储能电容；充电电源的输出端连接至放电开关的输出入端；充电电源与控制电路连接；控制电路通过一根放电时钟线连接至放电开关。本实用新型提供的用于经颅磁刺激仪的高压脉冲电源发生器，其体积小巧、便于携带，功率在2kV左右，该电源可以通过外部的PC机使用软件进行控制以便于操作人员的使用。
文档编号H02M3/07GK201813320SQ201020270130
公开日2011年4月27日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者周珩, 夏伟杰, 许海田 申请人:香港脑泰科技有限公司