一种超声波恒定功率输出控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于超声波技术领域，具体涉及一种超声波恒定功率输出控制电路。
【背景技术】
[0002]超声波探测技术发展非常迅猛，医学超声仪器已经成为临床医学不可或缺的诊断手段，超声促渗技术是利用超声作为物理促进剂的经皮给药技术，超声波促进药物经皮或粘膜吸收，透皮给药系统可避免肝脏的首过效应和药物在胃肠道的灭活，药物的吸收不受胃肠道因素的影响，减少用药的个体差异，维持恒定有效血药浓度或生理效应，避免口服给药引起的血药浓度峰谷现象，降低毒副反应，减少给药次数，提高治疗效能，延长作用时间，避免多剂量给药，开始广泛的运用于运动医学，尽管超声促渗技术在临床虽然已广泛推广使用，但目前超声促渗技术解决实际问题时，超声波频率、强度和输出功率等状态影响其透皮给药的性能、稳定性以及安全系数，现有的超声波功率输出多采用嵌入式系统直接产生高频信号，外接超声波换能器和发射设备，超声波功率输出不变，皮肤渗透效果影响轻微且使用成本高，因此，现如今缺少一种结构简单、电路稳定、使用安全、设计合理、响应快，通过变频技术结合单片机控制输出恒定功率的超声波恒定功率输出控制电路，对换能器输出功率实时调节检测，根据实际使用采用反馈调节控制，使得换能器工作电流电压保持在一个稳定且可控的范围内，安全系数高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超声波恒定功率输出控制电路，其设计新颖合理，结构简单，恒定功率控制电路采用运放U2、运放U3和运放U4构成减法放大电路并使用运放U5和热敏电阻构成反馈回路，电路稳定，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:包括微控制器、整流滤波电路、换能器和与所述微控制器相接的触摸屏，所述微控制器的输入端接有用于采集换能器工作电流的电流采样电路和用于采集换能器工作电压的电压采样电路，所述微控制器的输出端接有调制电路，所述整流滤波电路与所述换能器之间依次接有逆变电路、匹配电路和恒定功率控制电路，所述电流采样电路的输入端和电压采样电路的输入端均与换能器的输出端相接；
[0005]所述恒定功率控制电路包括运放U2、运放U3、运放U4、运放U5和热敏电阻R34，所述运放U2的反相输入端与电阻R3的一端相接，运放U2的输出端分两路，一路经电阻Rl与运放U2的反相输入端相接，另一路经电阻R4与运放U3的同相输入端相接；运放U3的反相输入端经电阻R6接地，运放U3的输出端分两路，一路经电阻RlO与运放U3的反相输入端相接，另一路经电阻R5与运放U4的反相输入端相接；运放U4的同相输入端经电阻R7接地，运放U4的输出端分三路，一路经电阻R2与运放U4的反相输入端相接，另一路经热敏电阻R34与运放U5的反相输入端相接，第三路与换能器相接；运放U5的同相输入端经电阻Rll接地，运放U5的输出端与电阻R16的一端相接，电阻R16的另一端分两路，一路与运放U2的同相输入端相接，另一路经电阻R18与运放U5的反相输入端相接。
[0006]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述整流滤波电路包括整流桥Dl和运放Ul，所述整流桥Dl的正直流输出端分两路，一路与电容C5的一端相接，另一路经电阻R13和电阻R14与运放Ul的反相输入端相接；整流桥Dl的负直流输出端分两路，一路与电容C5的另一端相接，另一路接地；电阻R14和运放Ul的反相输入端的连接端经电容C2接地，运放Ul的输出端分两路，一路经电容Cl与电阻R13和电阻R14的连接端相接，另一路经电阻R8和电阻R9接地；电阻R8和电阻R9的连接端与运放Ul的同相输入端相接。
[0007]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述逆变电路为MOSFET管QUM0SFET管Q2、M0SFET管Q3和MOSFET管Q4组成的全桥电路，所述MOSFET管Ql的漏极和MOSFET管Q2的漏极均与运放Ul的输出端相接，MOSFET管Q3的漏极和MOSFET管Q4的漏极均接地。
[0008]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述调制电路包括三极管Q5和三极管Q6，所述三极管Q5的发射极分三路，一路经二极管D2与三极管Q5的基极相接，另一路经电阻R17与MOSFET管Ql的栅极相接，第三路经电阻R19与MOSFET管Q4的栅极相接；三极管Q5的基极分两路，一路与微控制器相接，另一路经电阻R21与三极管Q5的集电极相接；三极管Q5的集电极接地，三极管Q6的发射极分三路，一路经二极管D3与三极管Q6的基极相接，另一路经电阻R15与MOSFET管Q2的栅极相接，第三路经电阻R20与MOSFET管Q3的栅极相接；三极管Q6的基极分两路，一路与微控制器相接，另一路经电阻R25与三极管Q6的集电极相接；三极管Q6的集电极接地。
[0009]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述匹配电路包括变压器Tl，所述变压器Tl的原边的一端经电感L2和电阻R12与全桥电路的一个输出端相接，变压器Tl的原边的另一端与全桥电路的另一个输出端相接，变压器Tl的副边的一端经电感LI与电阻R3的另一端相接，变压器Tl的副边的另一端接地。
[0010]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述电流采样电路包括运放U6，所述运放U6的同相输入端与二极管D4的阴极相接，二极管D4的阳极与运放U4的输出端相接，运放U4的输出端分三路，一路经电阻R23与12V电源输出端相接，另一路经电阻R26与电容C6的一端和二极管D5的阴极的连接端相接，第三路与微控制器相接；电容C6的另一端和二极管D5的阳极的连接端经电阻R24与运放U6的反相输入端相接。
[0011]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述电压采样电路包括运放U7和光耦合器F0DM452，所述运放U7的同相输入端经电阻R30、并联的电容C7和二极管D6、以及电阻R27与12V电源输出端相接，运放U7的反相输入端经电阻R33和电阻R32与运放U4的输出端相接，运放U7的输出端经电阻R31与光耦合器F0DM452的第I管脚相接，光耦合器F0DM452的第3管脚和第4管脚均接地，光耦合器F0DM452的第5管脚与微控制器相接，光耦合器F0DM452的第6管脚经电阻R29与12V电源输出端相接。
[0012]上述的一种超声波恒定功率输出控制电路，其特征在于:所述微控制器包括MSP430F449 单片机。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本实用新型通过设置调制电路、逆变电路和匹配电路，可根据反馈信号动态调节逆变电路输出，经过匹配电路使输出的功率容易被换能器吸收，增大传输效率，便于推广使用。
[0015]2、本实用新型通过设置恒定功率控制电路保证超声波输出功率恒定，安全可靠，通过运放U2、运放U3和运放U4构成减法放大电路比较恒定功率控制电路的输入电流电压和输出电流电压，同时，使用运放U5和热敏电阻R34构成反馈回路，使得恒定功率控制电路的输入电流电压和输出电流电压差值保持在一个稳定且可控的范围内；当换能器正常工作时，热敏电阻R34温度与室温相近、电阻很小，在电路中不会阻碍电流通过；当换能器因功率过高或者故障而出现过电流时，热敏电阻R34由于发热功率增加，电阻瞬间会剧增，使得反馈系数增加，从而降低了输入，使用效果好。
[0016]3、本实用新型设计新颖合理，投入成本低，稳定安全，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，具有输出超声波功率信号恒定的功能，采用运放U2、运放U3和运放U4构成减法放大电路并使用运放U5和热敏电阻R34构成反馈回路，电路稳定，工作安全，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型电流采样电路的电路原理图。
[0021]图3为本实用新型电压采样电路的电路原理图。
[0022]图4为本实用新型恒定功率控制电路的电路原理图。
[0023]图5为本实用新型整流滤波电路、逆变电路、调制电路和匹配电路的电路连接关系示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]I 一整流滤波电路；2—逆变电路；3—匹配电路；
[0026]4一丨旦定功率控制电路；5—换能器； 6 —电流米样电路；
[0027]7一电压米样电路；8一微控制器；9一调制电路；
[0028]1—触摸屏。
【具体实施方式】
[0029]如图1和图4所示，本实用新型包括微控制器8、整流滤波电路1、换能器5和与所述微控制器8相接的触摸屏10，所述微控制器8的输入端接有用于采集换能器5工作电流的电流采样电路6和用于采集换能器5工作电压的电压采样电路7，所述微控制器8的输出端接有调制电路9，所述整流滤波电路I与所述换能器5之间依次接有逆变电路2、匹配电路3和恒定功率控制电路4，所述电流采样电路6的输入端和电压采样电路7的输入端均与换能器5的输出端相接。
[0030]所述恒定功率控制电路4包括运放U2、运放U3、运放U4、运放U5和热敏电阻R34，所述运放U2的反相输入端与电阻R3的一端相接，运放U2的输出端分两路，一路经电阻Rl与运放U2的反相输入端相接，另一路经电阻R4与运放U3的同相输入端相接；运放U3的反相输入端经电阻R6接地，运放U3的输出端分两路，一路经电阻RlO与运放U3的反相输入端相接，另一路经电阻R5与运放U4的反相输入端相接；运放U4的同相输入端经电阻R7接地，运放U4的输出端分三路，一路经电阻R2与运放U4的反相输入端相接，另一路经热敏电阻R34与运放U5的反相输入端相接，第三路与换能器5相接；运放U5的同相输入端经电阻Rll接地，运放U5的输出端与电阻R16的一端相接，电阻R16的另一端分两路，一路与运放U2的同相输入端相接，另一路经电阻R18与运放U5的反相输入端相接。
[0031 ] 如图5所示，本实施例中，所述整流滤波电路I包括整流