一种利用电场抑制肿瘤生长的可穿戴设备的工作电路的制作方法

本技术涉及可穿戴医疗设备领域，特别是涉及一种利用电场抑制肿瘤生长的可穿戴设备的工作电路。

背景技术：

1、研究发现，外加100-500khz的中频电场能够抑制肿瘤细胞的有丝分裂过程，在此电场作用下肿瘤细胞会发生不均等分裂，最终导致肿瘤细胞死亡，因此，这种中频电场被称为肿瘤治疗电场（tumor treating fields，ttfields）。

2、目前，应用ttfields疗法的主要产品为以色列novocure公司的optune及novotal系统，主要采用体外穿戴式设备及固定阵列工作方式。在临床应用中，与上述产品体外穿戴式设备相配套的电场贴片大多采用圆形陶瓷电极阵列形式，圆形陶瓷背面镀银，焊接在柔性pcb软板（fpc软板，柔性电路板）上，pcb软板背面采用fr4材质的衬板，pcb软板和泡棉均粘接在无纺布上，导电凝胶粘接在陶瓷片上，连接器通过一条导线与pcb软板相连接。

3、现有的肿瘤电场治疗仪其结构包括主设备、分线盒、电极线和电极片等。主设备内部对电能进行整流和逆变。目前市场多数产品整流和逆变的效率后整体输出效率低，因此导致热损耗较高，需要风扇进行散热；而风扇运转过程中不仅电能到风能的转化率低，而且会产生噪音，影响使用者休息。风扇散热需要设备预留对应的进风口和出风口，导致设备防水等级较低，对于家用且需要长期佩戴的设备，使用时多有不便，存在一定的进水风险。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种利用电场抑制肿瘤生长的可穿戴设备的工作电路，以降低因使用风扇散热而存在的多种不良影响。

2、第一方面，本技术提供了一种利用电场抑制肿瘤生长的可穿戴设备的工作电路。所述工作电路包括主控模块、电源控制模块、功率控制电路和分线盒控制电路；

3、所述电源控制模块至少包括降压电路、逆变电路和输出切换电路;

4、所述逆变电路采用h桥加变压器的架构，所述逆变电路包括nmos管q102、nmos管q103、nmos管q104、nmos管q105、电感l103、电阻r125和变压器t101，其中：

5、所述nmos管q102的漏极和源极、nmos管q103的漏极和源极，以及所述电阻r125依次串联在所述逆变电路的电压输入和地线之间，所述nmos管q105的漏极和源极、nmos管q104的漏极和源极，以及所述电阻r125依次串联在所述逆变电路的电压输入和地线之间，所述nmos管q102、nmos管q103、nmos管q104、nmos管q105的栅极分别用于接收第一高压信号、第一低压信号、第二低压信号和第二高压信号；

6、所述变压器t101的原边正极与所述nmos管q105的源极连接，原边负极与所述电感l103的一段连接，所述电感l103的另一端与所述nmos管q103的漏极连接，所述变压器t101的原边正极用于接收第一高频低压信号，原边负极用于接收经由所述电感l103滤波后的第二高频低压信号。

7、在其中一个实施例中，所述逆变电路还包括分别接在nmos管q102、nmos管q103、nmos管q104、nmos管q105的源极和漏极之间的四个串组续流模块；

8、每个所述串组续流模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极与nmos管的漏极连接，阴极与nmos管的栅极连接，所述第一电阻与所述第一二极管并联，所述第二二极管和所述第二电阻串联后，与所述第三电阻并联，接入所述nmos管的栅极和所述第一高压信号、第一低压信号、第二低压信号或第二高压信号的输入端之间，所述第二二极管的阴极与所述输入端相连。

9、在其中一个实施例中，所述降压电路为buck降压电路，所述buck降压电路包括nmos管q100、nmos管q101、电感l102，电容c107，电容c147；

10、所述nmos管q100的漏极与所述降压电路的电压输入端连接，源极与所述电感l102的一端连接，所述电感l102的另一端与所述降压电路的电压输出端连接；

11、所述电容c107和电容c147并联接入所述降压电路的电压输出端和地线之间；

12、所述nmos管q101的漏极与所述nmos管q100的源极连接，所述nmos管q101的源极与地线连接；

13、所述nmos管q100的栅极用于接收高压驱动信号，所述nmos管q101的栅极用于接收低压驱动信号。

14、在其中一个实施例中，所述buck降压电路还包括电阻r110、电阻r113、电容c106和电容c108；

15、所述电阻r110与所述电容c106串联后，与所述电感l102并联，所述电阻r110的一端与所述nmos管q100的源极连接，所述电容c106的负极与所述降压电路的电压输出端连接；

16、所述电阻r113与所述电容c108串联后，并联在所述nmos管q101的漏极和源极之间，所述电阻r113的一端所述nmos管q101的漏极连接，所述电容c108的一端与所述nmos管q101的源极连接。

17、在其中一个实施例中，所述nmos管q100、nmos管q101均为氮化镓或碳化硅材料器件。

18、在其中一个实施例中，所述输出切换电路包含切换控制模块和两个信号输出模块；

19、所述切换控制模块包括功率驱动芯片和两个rc震荡电路，所述功率驱动芯片至少包括引脚enba，引脚enbb，引脚ina，引脚outa，引脚inb，引脚outb；

20、所述引脚enba和引脚enbb用于分别接收两路选通信号，所述引脚ina和引脚inb用于接收pwm控制信号，所述引脚outa和引脚outb分别通过一个rc震荡电路与两个信号输出模块的驱动端相连。

21、在其中一个实施例中，每个所述信号输出模块包括变压器和两个分别接在所述变压器的两个副边的双路mos切换电路，每个所述双路mos切换电路包括第三二极管、第四电阻、第一电容、第一nmos管和第二nmos管；

22、所述变压器的原边正极为所述信号输出模块的驱动端，原边负极接地；

23、所述变压器的副边正极与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极、所述第一nmos管的源极和第二nmo管的源极相连接，所述第一nmos管的漏极为电压信号的输入端，所述第二nmos管的漏极为电压信号的输出端，所述第一nmos管的栅极和所述第二nmos管的栅极相连，共同接入所述变压器的副边负极，所述第四电阻和所述第一电容并联后，接入所述第三二级管的阴极和所述变压器的副边负极之间。

24、在其中一个实施例中，所述工作电路还包括电源输入模块，所述电源输入模块包括适配器供电模块和电池供电模块，所述适配器供电模块的信号输出端和所述电池供电模块的信号输出端相连，用于为后置电路提供工作电压。

25、在其中一个实施例中，所述适配器供电模块的输出电压大于所述电池供电模块的输出电压，所述电池供电模块设置有防充电电路。

26、在其中一个实施例中，所述功率控制电路用于根据所述电源输入模块提供的工作电压，动态调整所述降压电路的开关频率，以使所述降压电路中的能量存储与泄放保持平衡。

27、采用本技术公开的利用电场抑制肿瘤生长的可穿戴设备（可简称为设备）的工作电路，在现有设备的基础上，针对不同位置的电路分别进行了具体优化，以降低工作电路损耗，从而减小发热，使得设备内部发热降低，从而整机可以达到不使用风扇也能满足正常运行使用的功能。这样，一方面，在无风扇系统下，设备运行时噪声极低，尤其是降低了在夜间使用设备对睡眠的影响；另一方面，整个设备无风扇，因此也不需要预留风道，设备通过金属外壳进行热交换即可，从而设备内部可以实现相对密封，防水性能大幅提高。可以理解，该设备是家用型可穿戴医疗器械，且每天需要长时间穿戴，良好的防水性能可以满足使用者日常活动。同时，整体设备功耗降低，在使用者需要外出，采用电池供电模块进行供电时，可以使用更长时间。