一種超聲波恒定功率輸出控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于超聲波技術領域，具體涉及一種超聲波恒定功率輸出控制電路。
【背景技術】
[0002]超聲波探測技術發展非常迅猛，醫學超聲儀器已經成為臨床醫學不可或缺的診斷手段，超聲促滲技術是利用超聲作為物理促進劑的經皮給藥技術，超聲波促進藥物經皮或粘膜吸收，透皮給藥系統可避免肝臟的首過效應和藥物在胃腸道的滅活，藥物的吸收不受胃腸道因素的影響，減少用藥的個體差異，維持恒定有效血藥濃度或生理效應，避免口服給藥引起的血藥濃度峰谷現象，降低毒副反應，減少給藥次數，提高治療效能，延長作用時間，避免多劑量給藥，開始廣泛的運用于運動醫學，盡管超聲促滲技術在臨床雖然已廣泛推廣使用，但目前超聲促滲技術解決實際問題時，超聲波頻率、強度和輸出功率等狀態影響其透皮給藥的性能、穩定性以及安全系數，現有的超聲波功率輸出多采用嵌入式系統直接產生高頻信號，外接超聲波換能器和發射設備，超聲波功率輸出不變，皮膚滲透效果影響輕微且使用成本高，因此，現如今缺少一種結構簡單、電路穩定、使用安全、設計合理、響應快，通過變頻技術結合單片機控制輸出恒定功率的超聲波恒定功率輸出控制電路，對換能器輸出功率實時調節檢測，根據實際使用采用反饋調節控制，使得換能器工作電流電壓保持在一個穩定且可控的范圍內，安全系數高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其設計新穎合理，結構簡單，恒定功率控制電路采用運放U2、運放U3和運放U4構成減法放大電路并使用運放U5和熱敏電阻構成反饋回路，電路穩定，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:包括微控制器、整流濾波電路、換能器和與所述微控制器相接的觸摸屏，所述微控制器的輸入端接有用于采集換能器工作電流的電流采樣電路和用于采集換能器工作電壓的電壓采樣電路，所述微控制器的輸出端接有調制電路，所述整流濾波電路與所述換能器之間依次接有逆變電路、匹配電路和恒定功率控制電路，所述電流采樣電路的輸入端和電壓采樣電路的輸入端均與換能器的輸出端相接；
[0005]所述恒定功率控制電路包括運放U2、運放U3、運放U4、運放U5和熱敏電阻R34，所述運放U2的反相輸入端與電阻R3的一端相接，運放U2的輸出端分兩路，一路經電阻Rl與運放U2的反相輸入端相接，另一路經電阻R4與運放U3的同相輸入端相接；運放U3的反相輸入端經電阻R6接地，運放U3的輸出端分兩路，一路經電阻RlO與運放U3的反相輸入端相接，另一路經電阻R5與運放U4的反相輸入端相接；運放U4的同相輸入端經電阻R7接地，運放U4的輸出端分三路，一路經電阻R2與運放U4的反相輸入端相接，另一路經熱敏電阻R34與運放U5的反相輸入端相接，第三路與換能器相接；運放U5的同相輸入端經電阻Rll接地，運放U5的輸出端與電阻R16的一端相接，電阻R16的另一端分兩路，一路與運放U2的同相輸入端相接，另一路經電阻R18與運放U5的反相輸入端相接。
[0006]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述整流濾波電路包括整流橋Dl和運放Ul，所述整流橋Dl的正直流輸出端分兩路，一路與電容C5的一端相接，另一路經電阻R13和電阻R14與運放Ul的反相輸入端相接；整流橋Dl的負直流輸出端分兩路，一路與電容C5的另一端相接，另一路接地；電阻R14和運放Ul的反相輸入端的連接端經電容C2接地，運放Ul的輸出端分兩路，一路經電容Cl與電阻R13和電阻R14的連接端相接，另一路經電阻R8和電阻R9接地；電阻R8和電阻R9的連接端與運放Ul的同相輸入端相接。
[0007]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述逆變電路為MOSFET管QUM0SFET管Q2、M0SFET管Q3和MOSFET管Q4組成的全橋電路，所述MOSFET管Ql的漏極和MOSFET管Q2的漏極均與運放Ul的輸出端相接，MOSFET管Q3的漏極和MOSFET管Q4的漏極均接地。
[0008]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述調制電路包括三極管Q5和三極管Q6，所述三極管Q5的發射極分三路，一路經二極管D2與三極管Q5的基極相接，另一路經電阻R17與MOSFET管Ql的柵極相接，第三路經電阻R19與MOSFET管Q4的柵極相接；三極管Q5的基極分兩路，一路與微控制器相接，另一路經電阻R21與三極管Q5的集電極相接；三極管Q5的集電極接地，三極管Q6的發射極分三路，一路經二極管D3與三極管Q6的基極相接，另一路經電阻R15與MOSFET管Q2的柵極相接，第三路經電阻R20與MOSFET管Q3的柵極相接；三極管Q6的基極分兩路，一路與微控制器相接，另一路經電阻R25與三極管Q6的集電極相接；三極管Q6的集電極接地。
[0009]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述匹配電路包括變壓器Tl，所述變壓器Tl的原邊的一端經電感L2和電阻R12與全橋電路的一個輸出端相接，變壓器Tl的原邊的另一端與全橋電路的另一個輸出端相接，變壓器Tl的副邊的一端經電感LI與電阻R3的另一端相接，變壓器Tl的副邊的另一端接地。
[0010]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述電流采樣電路包括運放U6，所述運放U6的同相輸入端與二極管D4的陰極相接，二極管D4的陽極與運放U4的輸出端相接，運放U4的輸出端分三路，一路經電阻R23與12V電源輸出端相接，另一路經電阻R26與電容C6的一端和二極管D5的陰極的連接端相接，第三路與微控制器相接；電容C6的另一端和二極管D5的陽極的連接端經電阻R24與運放U6的反相輸入端相接。
[0011]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述電壓采樣電路包括運放U7和光耦合器F0DM452，所述運放U7的同相輸入端經電阻R30、并聯的電容C7和二極管D6、以及電阻R27與12V電源輸出端相接，運放U7的反相輸入端經電阻R33和電阻R32與運放U4的輸出端相接，運放U7的輸出端經電阻R31與光耦合器F0DM452的第I管腳相接，光耦合器F0DM452的第3管腳和第4管腳均接地，光耦合器F0DM452的第5管腳與微控制器相接，光耦合器F0DM452的第6管腳經電阻R29與12V電源輸出端相接。
[0012]上述的一種超聲波恒定功率輸出控制電路，其特征在于:所述微控制器包括MSP430F449 單片機。
[0013]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0014]1、本實用新型通過設置調制電路、逆變電路和匹配電路，可根據反饋信號動態調節逆變電路輸出，經過匹配電路使輸出的功率容易被換能器吸收，增大傳輸效率，便于推廣使用。
[0015]2、本實用新型通過設置恒定功率控制電路保證超聲波輸出功率恒定，安全可靠，通過運放U2、運放U3和運放U4構成減法放大電路比較恒定功率控制電路的輸入電流電壓和輸出電流電壓，同時，使用運放U5和熱敏電阻R34構成反饋回路，使得恒定功率控制電路的輸入電流電壓和輸出電流電壓差值保持在一個穩定且可控的范圍內；當換能器正常工作時，熱敏電阻R34溫度與室溫相近、電阻很小，在電路中不會阻礙電流通過；當換能器因功率過高或者故障而出現過電流時，熱敏電阻R34由于發熱功率增加，電阻瞬間會劇增，使得反饋系數增加，從而降低了輸入，使用效果好。
[0016]3、本實用新型設計新穎合理，投入成本低，穩定安全，實用性強，便于推廣使用。
[0017]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單，具有輸出超聲波功率信號恒定的功能，采用運放U2、運放U3和運放U4構成減法放大電路并使用運放U5和熱敏電阻R34構成反饋回路，電路穩定，工作安全，實用性強，便于推廣使用。
[0018]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0020]圖2為本實用新型電流采樣電路的電路原理圖。
[0021]圖3為本實用新型電壓采樣電路的電路原理圖。
[0022]圖4為本實用新型恒定功率控制電路的電路原理圖。
[0023]圖5為本實用新型整流濾波電路、逆變電路、調制電路和匹配電路的電路連接關系示意圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]I 一整流濾波電路；2—逆變電路；3—匹配電路；
[0026]4一丨旦定功率控制電路；5—換能器； 6 —電流米樣電路；
[0027]7一電壓米樣電路；8一微控制器；9一調制電路；
[0028]1—觸摸屏。
【具體實施方式】
[0029]如圖1和圖4所示，本實用新型包括微控制器8、整流濾波電路1、換能器5和與所述微控制器8相接的觸摸屏10，所述微控制器8的輸入端接有用于采集換能器5工作電流的電流采樣電路6和用于采集換能器5工作電壓的電壓采樣電路7，所述微控制器8的輸出端接有調制電路9，所述整流濾波電路I與所述換能器5之間依次接有逆變電路2、匹配電路3和恒定功率控制電路4，所述電流采樣電路6的輸入端和電壓采樣電路7的輸入端均與換能器5的輸出端相接。
[0030]所述恒定功率控制電路4包括運放U2、運放U3、運放U4、運放U5和熱敏電阻R34，所述運放U2的反相輸入端與電阻R3的一端相接，運放U2的輸出端分兩路，一路經電阻Rl與運放U2的反相輸入端相接，另一路經電阻R4與運放U3的同相輸入端相接；運放U3的反相輸入端經電阻R6接地，運放U3的輸出端分兩路，一路經電阻RlO與運放U3的反相輸入端相接，另一路經電阻R5與運放U4的反相輸入端相接；運放U4的同相輸入端經電阻R7接地，運放U4的輸出端分三路，一路經電阻R2與運放U4的反相輸入端相接，另一路經熱敏電阻R34與運放U5的反相輸入端相接，第三路與換能器5相接；運放U5的同相輸入端經電阻Rll接地，運放U5的輸出端與電阻R16的一端相接，電阻R16的另一端分兩路，一路與運放U2的同相輸入端相接，另一路經電阻R18與運放U5的反相輸入端相接。
[0031 ] 如圖5所示，本實施例中，所述整流濾波電路I包括整流