[发明专利]一种用于中频治疗仪的预调制宽频功率输出器及其方法

说明书

本发明提出了一种用于中频治疗仪的预调制宽频功率输出器及其方法，所述输出器包括治疗输入单元、低频信号单元、预调制功率输出单元、中频信号单元和宽频逆变单元；低频信号单元连接预调制功率输出单元的一端，预调制功率输出单元的另一端和中频信号单元分别连接宽频逆变单元一端，宽频逆变单元的另一端连接外部治疗电极片。所述方法步骤如下：S1、录入治疗要求；S2、产生低频信号、直流功率信号和中频信号；S3、利用低频信号对直流功率信号进行预调制；S4、通过中频信号调制预调制直流功率信号，获得已调制的中频功率信号。本发明输出器和方法能得到同样效果且高频特性更好的输出信号，结构简单且工作效率高。

技术领域

本发明涉及一种预调制宽频功率输出器及其方法，属于治疗仪信号输出技术领域。

背景技术

在医疗领域中，神经和肌肉刺激器类治疗仪的应用十分广泛，这类治疗仪中较有代表性是中频治疗仪，其治疗电流的特征是：载频范围在1kHz～100kHz的幅度受低频(0-150Hz)信号调制的具有一定功率输出的中频电流。目前，现有技术是由功率放大器对经过低频调制的中频电流进行放大，再经变压器输出，由电极片传递到人体进行治疗。

上述现有技术的典型特征是：低频调制中频→功率放大→输出。不论采用独立的振荡器、数模转换器、调制器组成的系统，还是采用内部集成了上述功能的单片机，其工作机理基本是一样的。已调制中频(调幅信号)须经过功率放大后输出，这种电路结构带来了一些问题：用于放大调幅信号的功率放大器为传统线性电路，工作效率不高，普遍应用的乙类功率放大器的理论效率最高为78％，但这是在输出阻抗完全匹配、输出波形振幅达到最大时的理想数据，实际工作中的效率很低，波形振幅为一半时效率仅39％，如果采用甲类功率放大器则效率更低。

此外，由于功放效率低，电路发热严重，治疗仪往往需要体积不菲的散热器，增加了治疗仪的体积和成本；功放为达到阻抗匹配必须接输出变压器，而变压器的频率带宽较窄，使得功放的高频信号放大能力很差，只能工作在较窄的频率范围。现有的中频治疗仪工作频率上限只能勉强达到10～15kHz，远远达不到100kHz的范围。

发明内容

为了解决现有中频治疗仪中的信号输出电路工作效率低、发热严重、信号放大能力差等问题，本发明提出了一种用于中频治疗仪的预调制宽频功率输出器及其方法，用低频信号对直流信号进行预调制，再利用中频信号控制预调制信号，输出调制中频信号，装置内不使用功率放大器，在实现中频治疗需求的前提下，解决了现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种用于中频治疗仪的预调制宽频功率输出器，包括治疗输入单元、低频信号单元、预调制功率输出单元、中频信号单元和宽频逆变单元；所述治疗输入单元，用于输入中频治疗仪的治疗要求，所述治疗要求包括治疗波形、治疗频率和治疗功率强度；所述低频信号单元，用于根据治疗波形和治疗频率要求产生0～150Hz的低频信号；所述预调制功率输出单元，用于根据治疗功率要求输出强度可调的直流功率信号，并在低频信号的调制下输出幅度符合低频信号特征的预调制直流功率信号；所述中频信号单元，用于根据治疗频率要求产生1～100kHz的中频信号；所述宽频逆变单元，用于接收中频信号和预调制直流功率信号，并在中频信号控制下，将预调制直流功率信号调制为中频功率信号。

进一步的，所述治疗输入单元分别连接所述低频信号单元、预调制功率输出单元和中频信号单元，低频信号单元连接所述预调制功率输出单元的一端，预调制功率输出单元的另一端和所述中频信号单元分别连接宽频逆变单元一端，宽频逆变单元的另一端连接外部治疗电极片。

进一步的，所述治疗波形包括正弦波、三角波、锯齿波、梯形波、指数波和矩形波。

进一步的，所述低频信号单元包括单片机和数模转换器，所述单片机的一端连接所述治疗输入单元，单片机的另一端连接所述数模转换器。