产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法与流程

本技术涉及电路，尤其是涉及产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法。

背景技术：

1、脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制、脉冲宽度调制等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。脉冲信号也可以用来触发单片机，当控制电池组的单片机在断电时接通电源后，电池组会被充电激活。在医疗领域，脉冲信号可以用于驱动执行机构动作，使执行机构作用于患者或使用者的患处、疲劳处以达到治疗、缓解的目的；或直接形成微电流脉冲信号作用于患者或使用者的患处、疲劳处以达到治疗、缓解的目的。现有设计的脉冲波形产生电路较为复杂，且一个脉冲电路只能产生一种脉冲波形，降低了的电路适用性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法，可以产生多种类型的脉冲波形，提高了脉冲波形产生的效率以及电路适用性。

2、为了实现上述目的，本发明采用技术方案是：

3、一种产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路包括储能电容、回馈电容以及全桥拓扑电路；其中，

4、所述储能电容的第一端与所述全桥拓扑电路的第一端电连接，所述储能电容的第二端与所述全桥拓扑电路的第二端电连接，所述全桥拓扑电路的第三端与回馈电容的第一端电连接，所述全桥拓扑电路的第四端与回馈电容的第二端电连接，所述全桥拓扑电路包括刺激线圈。

5、进一步的，所述全桥拓扑电路还包括四个全桥开关，分别为第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关；其中，

6、所述第一全桥开关的一端、所述第二全桥开关的一端均与所述刺激线圈的一端电连接，所述第三全桥开关的一端、所述第四全桥开关的一端均与所述刺激线圈的另一端电连接；

7、所述第一全桥开关的另一端与所述储能电容的第一端电连接，所述第二全桥开关的另一端与所述储能电容的第二端电连接；

8、所述第三全桥开关的另一端与所述回馈电容的第一端电连接，所述第四全桥开关的另一端与所述回馈电容的第二端电连接。

9、进一步的，所述全桥开关包括一个或多个串联的开关。

10、进一步的，所述储能电容包括多个支路，各个支路相互并联，每个支路均包括至少一个第一电容和一个第一开关，每个支路上的第一电容与第一开关串联。

11、进一步的，所述储能电容和回馈电容分别连接有储能电源和回馈电源。

12、进一步的，所述拓扑电路还包括主控制处理器；其中，

13、所述主控制处理器分别与所述全桥拓扑电路中的各个全桥开关通信连接。

14、进一步的，所述拓扑电路还包括电场检测模块；所述电场检测模块与所述主控制处理器电连接。

15、一种多种脉冲波形的产生方法，所述产生方法包括：

16、获取针对多种脉冲波形中任一目标波形的产生需求；

17、基于所述目标波形的产生需求，分别控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关进行导通或关断，使所述拓扑电路输出所述目标波形。

18、进一步的，包括第一工作模式，根据以下步骤使所述拓扑电路输出所述单极性正弦波：

19、s101、对储能电容进行充电，回馈电容不充电；

20、s102、控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均导通，所述第二全桥开关和第三全桥开关均关断，经过刺激线圈的正向电流逐渐增大；

21、s103、当经过刺激线圈的电流达到最大时，控制所述第一全桥开关和第四全桥开关关断，所述第二全桥开关和第三全桥开关导通，经过刺激线圈的正向电流逐渐降低；

22、s104、当经过所述刺激线圈的电流衰减至零时，控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关全部关断所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性正弦波。

23、进一步的，包括第二工作模式，根据以下步骤使所述拓扑电路输出所述单极性正弦波：

24、s105、对回馈电容进行充电，储能电容不充电；

25、s106、控制所述第二全桥开关和第三全桥开关均导通，所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均关断，经过刺激线圈的负向电流逐渐增大；

26、s107、当经过刺激线圈的电流达到最大时，控制所述第二全桥开关和第三全桥开关关断，所述第一全桥开关和第四全桥开关导通，经过刺激线圈的负向向电流逐渐降低；

27、s108、当经过所述刺激线圈的电流衰减至零时，控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关全部关断所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性正弦波。

28、进一步的，所述产生方法还包括：控制储能电容的电容值调节正弦波刺激脉冲的周期。

29、进一步的，包括第三工作模式，所述第三工作模式可以输出单极性三角波，具体包括以下步骤：

30、预设两个时刻t1和t2；

31、s201、储能电源和回馈电源分别给储能电容和回馈电容进行充电；

32、s202、控制所述第一全桥开关和第四全桥开关导通，所述第二全桥开关和第三全桥开关关断，经过刺激线圈中的正向电流线性上升；

33、s203、在所述t1时，控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均关断，所述第二全桥开关和所述第三全桥开关均导通，能量经过第二全桥开关和第三全桥开关流向回馈电容进行充电，经过刺激线圈中的正向电流线性下降；

34、s204、在t2时刻经过刺激线圈的电流下降为零，控制所述第一全桥开关、所述第二全桥开关、所述第三全桥开关和所述第四全桥开关均关断，完成一个脉冲周期，所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性三角波。

35、进一步的，包括第四工作模式，所述第四工作模式可以输出单极性三角波，具体包括以下步骤：

36、预设两个时刻t3和t4；

37、s201、储能电源和回馈电源分别给储能电容和回馈电容进行充电；

38、s205、控制所述第一全桥开关和第四全桥开关关断，所述第二全桥开关和第三全桥开关导通，经过刺激线圈中的负向电流线性上升；

39、s206、在t3时，控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均导通，所述第二全桥开关和所述第三全桥开关均关断，电流流经第一全桥开关和第四全桥开关流储能电容进行充电，经过刺激线圈中的负向电流线性下降；

40、s207、在t4时刻经过刺激线圈的负向电流下降为零，控制所述第一全桥开关、所述第二全桥开关、所述第三全桥开关和所述第四全桥开关均关断，所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性三角波。

41、进一步的，所述产生方法还包括：

42、控制所述全桥开关导通和关断的时间，控制脉冲波形的周期。

43、进一步的，所述产生方法还包括：

44、控制储能电容或回馈电容的电压值，控制脉冲波形的斜率。

45、1、本发明采用储能电容、回馈电容、刺激线圈和全桥开关组成的全桥拓扑电路，通过控制全桥开关的导通和关断形成两个经过刺激线圈的回路，通过两个回路之间的转换，实现刺激线圈多种脉冲波形的产生，提高了脉冲波形产生的效率以及电路适用性。

46、2本发明通过控制储能电容和回馈电容的电压、电容值和全桥开关的开关时间以产生不同强度、不同周期的脉冲，可以满足不同刺激所需脉冲强度。

47、3、在进行一个或多个脉冲刺激周期完成后，由于刺激线圈的损耗，回馈电容和储能电容的电压略有降低，本发明通过储能电源和回馈电源可以做补充能量，有效保证每一次放电刺激都达到理想的效果。

48、4、由于脉冲刺激所需能量较强，本发明采用全桥开关通过多个开关和电容串联的方式，降低开关和电容的负荷，增加设备使用寿命。

49、5、由于脉冲刺激所需能量较强，本发明中储能电容和回馈电容通过采用多个小电容并联的方式实现在高压对电容的损耗，增加设备使用寿命，同时还可以采用统一规格的电容，降低了装配的难度。