一种低频镇痛器发明专利

专利名称：一种低频镇痛器

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201710766608.9

专利申请（专利权）人：四川艾力特电子科技有限公司
权利人地址：四川省广元市苍溪县工业集中发展区紫云工业园

专利发明（设计）人：向君德

专利摘要：本发明公开了一种低频镇痛器，包括外壳、正电极片、负电极片、充电电池及设于外壳内的内部电路，所述内部电路包括充电电路A1、脉冲发生电路A2、稳压电路A3、按键电路A4、升压电路A5、脉冲驱动电路A6；所述脉冲驱动电路A6包括第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62；充电电路A1为充电电池充电；按键电路A4控制脉冲发生电路A2的输出脉冲幅度，升压电路A5对充电电池的3.6V电压进行升压后为脉冲驱动电路A6提供驱动电源，脉冲驱动电路A6将脉冲信号进行隔离放大后输出到正电极片和负电极片。本发明能满足用户个性化的镇痛需求，且工作稳定，使用寿命长。

主权利要求：
1.一种低频镇痛器，其特征在于：包括外壳、正电极片、负电极片、充电电池、内部电路，所述正电极片及负电极片设于外壳外表面上，所述内部电路封装在外壳内；所述内部电路包括充电电路A1、脉冲发生电路A2、稳压电路A3、按键电路A4、升压电路A5、脉冲驱动电路A6；所述脉冲驱动电路A6包括第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62；
所述充电电路A1为所述充电电池充电，所述充电电池为所述按键电路A4、脉冲发生电路A2、脉冲驱动电路A6、稳压电路A3及升压电路A5提供电源供电；所述充电电路A1包括充电管理芯片U3、自锁开关K1及与充电管理芯片U3连接的外围电路；所述充电管理芯片U3的VIN端连接到USB插口，充电管理芯片U3的BAT输入口与所述充电电池的正极电连接，充电电池的负极及充电管理芯片U3的接地口接地，所述自锁开关K1的第一端连接到所述充电电池的正极，自锁开关K1的第二端与所述按键电路A4的电源输入端、脉冲发生电路A2的电源电压检测输入端、脉冲驱动电路A6的电源输入端、稳压电路A3的电源输入端及升压电路A5的电源输入端电连接；充电电路A1可以通过USB接口插接电源为锂充电电池充电；电容C15能容器能消除自锁开关K1断开或闭合时产生的电火花；
所述稳压电路A3为所述脉冲发生电路A2及按键电路A4提供恒定电压，以保证脉冲发生电路A2及按键电路正常工作；升压电路A5为所述脉冲驱动电路A6提供驱动电压；
所述按键电路A4输出控制信号到所述脉冲发生电路A2，所述脉冲发生电路A2根据控制信号输出两路脉冲信号及一路电压控制信号，所述两路脉冲信号分别输入到第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62，所述第一脉冲驱动电路A61对脉冲信号进行隔离放大后输出到正电极片，所述第二脉冲驱动电路A62对脉冲信号进行隔离放大后输出到负电极片；
所述电压控制信号控制升压电路A5输出到脉冲驱动电路A6的电压大小；
所述脉冲发生电路A2包括单片机U2，所述单片机U2包括第一脉冲信号输出端、第二脉冲信号输出端及电源输入端；所述第一脉冲信号输出端与所述第一脉冲驱动电路A61的脉冲信号输入端电连接，所述第二脉冲信号输出端与所述第二脉冲驱动电路A62的脉冲输入端电连接；
所述稳压电路A3包括LDOU4，所述LDOU4的电源输入端电连接至所述自锁开关K1的第二端，所述LDOU4的输出端经电感L2向所述单片机U2的电源输入端及RST输入端、按键电路A4的电源输入端输出一恒定电压VDD；所述LDOU4的输出端还经电容C12接地；
所述按键电路A4包括强度增按键开关S2、强度减按键开关S1、电阻R11及电阻R12，所述强度减按键开关S1的一端接地，另一端与单片机U2的第一信号输入端及电阻R11的一端电连接；所述强度增按键开关S2的一端接地，另一端与单片机U2的第二信号输入端及电阻R12的一端电连接；所述电阻R11的另一端及电阻R12的另一端接入所述稳压电路A3的恒定电压VDD；
所述按键电路A4还包括电容C6及电容C7，所述电容C6并联在强度减按键开关S1的两端，所述电容C7并联在强度增按键开关S2的两端。
2.根据权利要求1所述的一种低频镇痛器，其特征在于：所述升压电路A5包括升压芯片U1及外围电路，升压芯片U1的VIN端经电阻R1电连接至所述自锁开关K1的第二端，升压芯片U1的EN端连接至NPN型三极管Q2的集电极，NPN型三极管Q2的基极接入单片机U2的控制信号输出端，升压芯片U1的SW端经二极管D1后输出驱动电压V+；NPN型三极管Q2的发射极接地，集电极还经电阻R5与单片机U1的VIN端电连接，升压芯片U1的VIN端还经电容C4接地且还经电感L1连接到二极管D1的正极，二极管D1负极还与电容C3第一端、极性电容C2正极、电阻R4第一端同时电连接，升压芯片U1的FB端与电阻R6的第一端及电阻R4的第二端电连接，电容C3第二端同时与升压芯片U1的接地端、极性电容C2负极、电阻R4第二端、电阻R6的第二端电连接后接地，电阻R4两端并联有电容C1。
3.根据权利要求1所述的一种低频镇痛器，其特征在于：所述第一脉冲驱动电路A61与所述第二脉冲驱动电路A62相同；所述第一脉冲驱动电路A61包括晶体管组T1、电阻R7、光电耦合器Q1及电阻R2，晶体管组T1的栅极经电阻R7连接至单片机U2的第一脉冲信号输出端，晶体管组T1的漏极连接到光电耦合器Q1的发光二极管负极，晶体管组T1的源极接地；光电耦合器Q1的发光二极管正极端经电阻R3电连接至自锁开关K1的第二端；光电耦合器Q1的输出端与正电极片电连接，光电耦合器Q1的驱动电源输入端经电阻R2接入升压电路A5的输出驱动电压V+。
4.根据权利要求2所述的一种低频镇痛器，其特征在于：所述第一脉冲驱动电路A61还单独地设有输出保护电路，所述输出保护电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R19、电容C9，电阻R16的一端连接到光电耦合器Q1的接地端，另一端连接电阻R17的一端及电阻R19的一端，电阻R17的另一端接入电容C9的一端及单片机U2的中断口，电阻R19的另一端接入电容C9的另一端并接地。
5.根据权利要求1所述的一种低频镇痛器，其特征在于：所述稳压电路A3输出的恒定电压VDD经电阻R13连接到单片机U2的RST输入口，所述单片机U2的RST输入端还经电容C8接地；所述LDOU4的输出端还经电感L2串接电容C5后接地。 说明书 : 一种低频镇痛器技术领域[0001] 本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种低频镇痛器。背景技术[0002] 镇痛器是一种通过对人体产生物理刺激，从而阻断疼痛神经向大脑发送电信号以达到镇痛的目的，对慢性疼痛的治疗及康复有很好的帮助，相比药物镇痛几乎无副作用。目前，许多基于皮肤电信号刺激原理的设备都是产生规则的电信号，且不能根据疼痛强弱而进行针对性的刺激强度的选择，往往对疼痛感强烈的疼痛达不到镇痛效果，且长时间使用时会使机体对该规则刺激产生短期适应。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种低频镇痛器，以解决现有的镇痛器不能自主设定疼痛强弱、镇痛效果不好的问题。[0004] 为达到上述技术目的，本发明采取的具体方案是：提供一种低频镇痛器，该低频镇痛器包括外壳、正电极片、负电极片、充电电池、内部电路，所述正电极片及负电极片设于外壳外表面上，所述内部电路封装在外壳内；所述内部电路包括充电电路A1、脉冲发生电路A2、稳压电路A3、按键电路A4、升压电路A5、脉冲驱动电路A6；所述脉冲驱动电路A6包括第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62；[0005] 所述充电电路A1为所述充电电池充电，所述充电电池为所述按键电路A4、脉冲发生电路A2、脉冲驱动电路A6、稳压电路A3及升压电路A5提供电源供电；[0006] 所述稳压电路A3为所述脉冲发生电路A2及按键电路A4提供恒定电压，以保证脉冲发生电路A2及按键电路正常工作；升压电路A5为所述脉冲驱动电路A6提供驱动电压；[0007] 所述按键电路A4输出控制信号到所述脉冲发生电路A2，所述脉冲发生电路A2根据控制信号输出两路脉冲信号及一路电压控制信号，所述两路脉冲信号分别输入到第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62，所述第一脉冲驱动电路A61对脉冲信号进行隔离放大后输出到正电极片，所述第二脉冲驱动电路A62对脉冲信号进行隔离放大后输出到负电极片；所述电压控制信号控制升压电路A5输出到脉冲驱动电路A6的电压大小。[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0009] 本发明通过按键电路A4的强度增按键S2或强度减按键S1调整脉冲发生电路A2输出的脉冲幅度，同时脉冲发生电路A2输出一控制信号给升压电路A5，使升压电路A5根据脉冲幅度向脉冲驱动电路A6输出驱动电压，脉冲驱动电路A6进而向电极片输出经隔离放大后的脉冲，从而满足用户个性化的镇痛需求；在本发明所述的低频镇痛器内，内部电路增设了稳压电路A3，保证了按键电路A4及脉冲发生电路A2在恒定电压下进行稳定工作，提高本低频镇痛器的使用寿命。[0010] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明[0011] 本发明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，在附图中：[0012] 图1为本发明的电路连接框图；[0013] 图2为本发明的电路模块图。具体实施方式[0014] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。[0015] 如图1及图2所示，一种低频镇痛器，包括外壳、正电极片、负电极片、锂充电电池、内部电路，正电极片及负电极片设于外壳外表面上，内部电路封装在外壳内；内部电路包括充电电路A1、脉冲发生电路A2、稳压电路A3、按键电路A4、升压电路A5、脉冲驱动电路A6、正电极片及负电极片；脉冲驱动电路A6包括第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62。[0016] 充电电路A1为锂充电电池充电，锂充电电池为按键电路A4、脉冲发生电路A2、脉冲驱动电路A6、稳压电路A3及升压电路A5提供3.6v电压。[0017] 稳压电路A3将锂充电电池的3.6V电压稳压到3.0V的恒定电压，并将3.0V的恒定电压输出到脉冲发生电路A2及按键电路A4，以保证脉冲发生电路A2及按键电路在3.0V的恒定电压下正常工作。[0018] 按键电路A4输出控制信号到脉冲发生电路A2，脉冲发生电路A2根据控制信号输出两路脉冲信号及一路电压控制信号，两路脉冲信号分别输入到第一脉冲驱动电路A61及第二脉冲驱动电路A62，第一脉冲驱动电路A61将脉冲信号进行隔离放大后输送到正电极片，第二脉冲驱动电路A62将脉冲信号进行隔离放大后输出到负电极片；电压控制信号控制升压电路A5输出到脉冲驱动电路A6的电压大小。[0019] 其中，充电电路A1包括充电管理芯片U3、自锁开关K1及与充电管理芯片U3连接的外围电路；充电管理芯片U3的型号为CN3082，充电管理芯片U3的VIN端即第4脚通过插接件J2的USB接口连接到USB插口，插接件J2的LED接口与充电管理芯片U3的第7引脚连接，这样可以显示锂充电电池的电量；充电管理芯片U3的BAT输入口即第5脚与锂充电电池的正极电连接，锂充电电池的负极与充电管理芯片U3的接地口即第3引脚接地，且充电管理芯片U3的第2引脚经电阻R23后接地，充电管理芯片U3的第6引脚依次经R21、R23后接地；自锁开关K1的第一端连接到充电电池的正极，第二端与按键电路A4的电源输入端、脉冲发生电路A2的电源电压检测输入端、脉冲驱动电路A6的电源输入端、稳压电路A3的电源输入端及升压电路A5的电源输入端电连接，即充电电路A1的输出端经自锁开关K1后输出3.6V电压，其中自锁开关K1的两端并联有电容C15，这样，充电电路A1可以通过USB接口插接电源为锂充电电池充电，无需更换，使用方便，电容C15能容器能消除自锁开关K1断开或闭合时产生的电火花，延长使用寿命。[0020] 其中，脉冲发生电路A2包括单片机U2，单片机U2采用STM8S003F3P6型单片机，单片机U2第16引脚作为第一脉冲信号输出端、第10引脚作为第二脉冲信号输出端，第9引脚作为电源输入端；第3引脚作为电源电压检测输入端；单片机U2的第16引脚与第一脉冲驱动电路A61的脉冲信号输入端电连接，单片机U2的第10引脚与第二脉冲驱动电路A62的脉冲输入端电连接，即：单片机U2的第16引脚及第10引脚输出脉冲信号，单片机U2的第3引脚经电阻R14电连接到自锁开关K1的第二端，且第3引脚还经电阻R18接地。[0021] 其中，稳压电路A3包括LDOU4，LDOU4的型号为MC33761SN71‑030G,LDOU4的第1引脚及第3引脚与自锁开关K1的第二端电连接即接入3.6V电压，LDOU4的输出端即第6引脚经电感L2向单片机U2的电源输入端即第9引脚及RST输入端、按键电路A4输出一恒定电压VDD；LDOU4的第6引脚还经电容C12接地，本稳压电路A3还包括与LDOU4电连接的外围电路，即：U4的第1引脚及第3引脚都经电容C4后接地，LDOU4的第2引脚接地，这样稳压电路A4通过LDOU4将3.6v电压稳压到恒定电压VDD3.0v。[0022] 其中，LDOU4的第6引脚经电感L2连接到单片机的第9引脚，且LDOU4的第6引脚依次经电感L2、电阻R13连接到单片机U2的RST输入端即第4引脚，单片机U2的第4引脚还经电容C8接地；LDOU4的第6引脚还经电感L2串接电容C5后接地。[0023] 其中，按键电路A4包括强度增按键开关S2、强度减按键开关S1，电阻R11及电阻R12，强度减按键开关S1的一端接地，另一端与单片机U2的第一信号输入端即第11引脚及电阻R11的一端电连接，强度增按键开关S2的一端接地，另一端与单片机U2的第二信号输入端即第12引脚及电阻R12的一端电连接，电阻R11的另一端及电阻R12的另一端接入稳压电路A3的恒定电压VDD，即电阻R11的另一端及电阻R12的另一端接电感L2，即当强度增按键开关S2按下时，单片机U2的第2脚输出电压控制信号控制升压电路A5输出电压升高，脉冲驱动电路A6输出脉冲幅度增大；当强度减按键开关S1按下时，单片机U2的第2脚输出电压控制信号控制升压电路A5输出电压降低，脉冲驱动电路A6输出脉冲幅度减小。本实施例中，按键电路A4还包括电容C6及电容C7，电容C6并联在强度减按键开关S1的两端，电容C7并联在强度增按键开关S2的两端，这样可以避免在S1及S2通断时产生的瞬间干扰信号。[0024] 其中，升压电路A5包括升压芯片U1及外围电路，升压芯片U1采用TPS61040，升压芯片U1的VIN端经电阻R1与自锁开关K1的第二端电连接，升压芯片U1的EN端连接至NPN型三极管Q2的集电极，NPN型三极管Q2的基极接入单片机U2的控制信号输出端即第2引脚，升压芯片U1的SW端经二极管D1后输出驱动电压V+；[0025] 这样升压芯片U1的VIN端接入了充电电路A1的电源即3.6V电源，单片机U2的第2引脚输出电压控制信号控制NPN型三极管Q2的导通、截止的频率，进而来控制升压芯U1输出到脉冲驱动电路A6的电压大小，具体地电路连接方式为：NPN型三极管Q2的发射极接地，基极电连接到单片机U2的第2引脚，集电极接入升压芯片U1的EN端且经电阻R5与升压芯片U1的VIN端电连接，升压芯片U1的VIN端与还经电容C4接地且还经电感L1连接到二极管D1的正极，二极管D1负极还与电容C3第一端、极性电容C2正极、电阻R4第一端同时电连接，升压芯片U1的FB端与电阻R6的第一端及电阻R4的第二端电连接，电容C3第二端同时与升压芯片U1的接地端、极性电容C2负极、电阻R4第二端、电阻R6的第二端电连接后接地，电阻R4两端并联有电容C1。[0026] 其中，第一脉冲驱动电路A61与第二脉冲驱动电路A62相同；第一脉冲驱动电路A61包括晶体管组T1、电阻R7、光电耦合器Q1及电阻R2，光电耦合器Q1的型号为HCPL‑2530，晶体管组T1的栅极经电阻R7连接至单片机U2的第16引脚，晶体管组T1的漏极连接到光电耦合器Q1的放光二极管负极即第3引脚，晶体管组T1的源极接地，光电耦合器Q1的发光二极管正极即第2引脚端经电阻R3电连接到自锁开关K1的第二端，即接入了充电电路A1的[0027] VCC3.6v电源；光电耦合器Q1的输出端即第7引脚与正电极片电连接，光电耦合器Q1的驱动电源输入端即第8引脚经电阻R2接入升压电路A5的输出驱动电压V+。这样，脉冲电信号经光电耦合器Q1隔离放大后，将脉冲信号输送到正电极片。[0028] 第二脉冲驱动电路A62包括晶体管组T2、电阻R15、光电耦合器Q4、电阻R9，光电耦合器Q2的型号为HCPL‑2530，因第二脉冲驱动电路A6与第一脉冲驱动电路A6采用了相同的电路连接方式，即晶体管组T2相当于晶体管组T1，电光电耦合器Q4相当于光电耦合器Q1，电阻R9相当于电阻R2，电阻R15相当于电阻R7，晶体管组T2的栅极经电阻R15连接至单片机U2的第10引脚。[0029] 本实施例中，晶体管组T1及晶体管组T2的型号为NTR4170N[0030] 本实施例中，第一脉冲驱动电路A61上还单独地增设输出保护电路，输出保护电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R19、电容C9，电阻R16的一端电连接到光电耦合器Q1的接地端即第5引脚，另一端连接电阻R17的一端及电阻R19的一端，电阻R17的另一端接入电容C9的一端及单片机U2的中断口即第13引脚，电阻R19的另一端及电容C9的另一端接地。这样，当电阻R19上的电压降增大到0.9V时，经电阻R17和电容C9延时滤波处理后进入单片机U2的第13引脚，在第一个上升沿时关闭脉冲发生模块，同时停止升压电路A5供电，避免用户误操作等原因造成的设备损坏，反应时间为微秒级，大大优于同类产品的AD采样方式检测电流的方法。[0031] 本发明的工作原理是：根据疼痛部位的疼痛感，按键电路A4的强度增按键S1或强度减按键S2，以此向脉冲发生电路A2输入调整脉冲幅度的控制信号，脉冲发生电路A2根据控制信号调整升压电路A5输出电压大小，控制A6驱动电路输出的脉冲幅度大小。[0032] 脉冲驱动电路A6对脉冲信号进行隔离放大后输送到电极片，从而满足用户个性化的镇痛需求；稳压电路A3输出恒定的电源，以此保证按键电路A4及脉冲发生电路A2稳定工作，提高本低频镇痛器的使用稳定性和寿命。[0033] 使用时，将镇痛器的正电极片及负电极片贴在疼痛部位处，按下自锁开关K1，镇痛器开始工作，这时镇痛器的正、负电极片及人体疼痛部位的表面皮肤形成一个回路，此时通过镇痛器的内部电路向人体发送电子脉冲，形成一神经阻断环境，阻断大脑的回传疼痛信号，人体就感受不到疼痛，达到镇痛效果。通过按压按键电路A4的强度增按键开关S2增加镇痛器输出的脉冲幅度从而增强镇痛强度，通过按压按键电路A4的强度减按键开关S1减小镇痛器输出的脉冲幅度从而减小镇痛强度。[0034] 本实施例叙述的较为具体和详细，也给出了实施例的一些优选措施，但是，该实施例和优选措施并不能作为对本发明的限制，本领域的技术人员看到该方案时，做出的其他变形和等同手段的替换，均应在本发明的保护范围之内。

专利地区：四川

专利申请日期：2017-08-30

专利公开日期：2024-06-28

专利公告号：CN107579724B