一种转换电路和电转仪的制作方法

本技术涉及生物医药设备，尤其涉及一种转换电路和电转仪。

背景技术：

1、电转仪能够产生脉冲，是进行电转染的一种专业设备，如通过施加瞬时透化细胞膜的电脉冲以帮助将药物或基因递送到细胞中。电转染的一个重要影响因素是脉冲类型。目前，电转仪放电产生的脉冲波形有限，一般只能输出固定种类的脉冲信号。电转仪对不同细胞进行电转染时，往往需要不同波形的脉冲，而现有的电转仪难以满足该需求。

2、因此，如何增加电转仪的脉冲种类，提高电转仪的多样性和普适性，成为了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种转换电路和电转仪，旨在输出多种类型的脉冲，提高电转仪可处理细胞类型的多样性，提高电转仪的普适性。

2、为实现上述目的，本技术实施例的第一方面提出了一种电转仪，包括：电池、转换电路、信号调制装置、电转杯；其中，所述转换电路包括充电模块、电容模块和放电模块；

3、所述电池电连接所述充电模块，所述电池用于提供输入电压；

4、所述信号调制装置电连接所述充电模块和所述放电模块，所述信号调制装置用于提供输入脉冲信号和放电控制信号；其中，所述放电控制信号由信号调制装置基于预设的目标波形函数对初始方波信号调制得到；

5、所述充电模块电连接所述电容模块，所述电容模块基于所述输入脉冲信号和所述输入电压进行充电；

6、所述放电模块电连接所述电容模块，在所述电容模块充电至目标电容电压后，所述电容模块进行放电，得到放电信号，所述放电模块基于所述放电控制信号对所述放电信号进行电压转换，得到目标脉冲信号；

7、所述电转杯电连接所述放电模块，所述电转杯基于所述目标脉冲信号进行电转染操作。

8、在一些实施例，所述放电模块包括放电稳压开关子模块和放电输出子模块；

9、在所述电容模块充电至所述目标电容电压后，所述放电稳压开关子模块由断开状态转为闭合状态；

10、在所述放电稳压开关子模块处于闭合状态时，所述电容模块利用所述放电输出子模块进行放电。

11、在一些实施例，所述转换电路还包括电压反馈模块，所述信号调制装置包括模数转换子模块和数据处理子模块；

12、所述模数转换子模块电连接所述电压反馈模块和所述数据处理子模块，所述电压反馈模块电连接所述电容模块，所述电压反馈模块用于采集所述电容模块的电压信号，所述模数转换子模块对电压信号进行数字化；

13、所述数据处理子模块根据数字化后的电压信号得到反馈电容电压，且根据所述反馈电容电压和目标电容电压进行比较；

14、若所述反馈电容电压大于所述目标电容电压，则由所述数据处理子模块减小所述输入脉冲信号的占空比，以使所述电容模块维持于所述目标电容电压。

15、为实现上述目的，本技术实施例的第二方面提出了一种转换电路，应用于上述第一方面所述的电转仪，所述转换电路包括：电容模块、充电模块和放电模块；其中，所述放电模块包括放电稳压开关子模块和放电输出子模块，所述放电稳压开关子模块电连接所述电容模块和所述放电输出子模块；

16、所述充电模块电连接所述电容模块，所述电容模块基于所述输入脉冲信号和所述输入电压进行充电，且在充电至目标电容电压后，所述放电稳压开关子模块由断开状态转为闭合状态；

17、所述放电模块电连接所述电容模块，在所述电容模块充电至目标电容电压后，所述电容模块利用所述放电输出子模块进行放电，得到放电信号，所述放电输出子模块基于所述放电控制信号对所述放电信号进行电压转换，得到目标脉冲信号；其中，所述放电控制信号由信号调制装置基于预设的目标波形函数对初始方波信号调制得到。

18、在一些实施例，所述放电稳压开关子模块包括第一驱动芯片、第二驱动芯片、第一储能稳压单元、第二储能稳压单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；所述放电输出子模块包括第一放电端口和第二放电端口；

19、所述第一开关单元电连接所述电容模块、所述第一储能稳压单元和所述第一驱动芯片，所述第二开关单元电连接所述电容模块、所述第二储能稳压单元和所述第二驱动芯片，所述第三开关单元电连接所述第一储能稳压单元和所述第一驱动芯片，所述第四开关单元电连接所述第二储能稳压单元和所述第二驱动芯片；所述第一储能稳压单元电连接所述第二放电端口，所述第二储能稳压单元电连接所述第一放电端口；

20、在所述放电稳压开关子模块处于所述断开状态时，所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元断开；

21、在所述放电稳压开关子模块处于闭合状态时，所述第一开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元闭合，或者，所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元闭合。

22、在一些实施例，所述放电稳压开关子模块控制所述第一放电端口的电压极性和所述第二放电端口的电压极性，以控制所述目标脉冲信号的类型；

23、若所述第一开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元闭合，并且所述第二开关单元断开，则所述第一放电端口的电压极性为正，所述第二放电端口的电压极性为负，通过所述第一储能稳压单元进行电压转换；

24、若所述第一开关单元断开，并且所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元闭合，则所述第一放电端口的电压极性为负，所述第二放电端口的电压极性为正，通过所述第二储能稳压单元进行电压转换。

25、在一些实施例，所述转换电路还包括电压反馈模块；

26、所述电压反馈模块电连接所述电容模块，所述电压反馈模块用于检测所述电容模块的电压，得到反馈电容电压；

27、其中，所述输入脉冲信号由信号调制装置提供；若所述反馈电容电压大于所述目标电容电压，则由所述信号调制装置减小所述输入脉冲信号的占空比，以使所述电容模块维持于所述目标电容电压。

28、在一些实施例，所述转换电路还包括泄电模块；

29、所述泄电模块电连接所述电容模块，所述泄电模块用于在所述电容模块放电的过程结束后，进行泄电，以释放所述电容模块的剩余电量。

30、在一些实施例，所述充电模块包括充电开关子模块；

31、其中，在所述充电开关子模块处于闭合状态时，所述电容模块基于所述输入脉冲信号和所述输入电压进行充电至目标电容电压；

32、在所述泄电模块进行泄电之前，将所述充电开关子模块转为所述断开状态，并且将所述放电稳压开关子模块转为所述断开状态。

33、在一些实施例，所述电容模块包括第一电解电容和第二电解电容；

34、所述第一电解电容的正极电连接所述充电模块、所述放电模块和所述第二电解电容的正极，所述第一电解电容的负极接地；所述第二电解电容的正极电连接所述充电模块和所述放电模块，所述第二电解电容的负极接地。

35、本技术提出的转换电路和电转仪,其通过信号调制装置提供输入脉冲信号和放电控制信号；其中，放电控制信号由信号调制装置基于预设的目标波形函数对初始方波信号调制得到。电容模块基于输入脉冲信号和输入电压进行充电，在电容模块充电至目标电容电压后，电容模块进行放电，得到放电信号，放电模块基于放电控制信号对放电信号进行电压转换，从而使输出的电压符合驱动电转杯进行电转染操作的功率要求，得到目标脉冲信号。电转杯基于目标脉冲信号进行电转染操作。对于不同的脉冲波形需求，通过信号调制装置对初始方波信号调制得到放电控制信号，就能够使转换电路基于放电控制信号输出不同波形的目标脉冲信号，从而输出多种类型的脉冲，提高电转仪可处理细胞类型的多样性，提高电转仪的普适性。