[发明专利]一种双向恒流源电路及控制方法

说明书

本发明公开一种双向恒流源电路及控制方法，包括处理器单元、连接处理器单元的双向DA单元、连接双向DA单元的电流驱动单元、动物组织负载、电流分段取样单元、连接电流分段取样单元的AD单元，AD单元同时连接处理器单元；本发明中通过双向DA单元实现单向电流、对称双向电流、不对称双向电流波形输出，双向电流针对动物组织电刺激以促进血液流动和神经恢复效果更佳。同时，输出的波形能够选择如方波，三角波，正弦波，不规则不对称波形，并且频率，脉宽均可调，便于各种电生理学需求实现。以及，采用电流分段取样单元，通过在不同设定电流的情形下，通过继电器切换不同阻值的取样电阻，实现大电流和小电流的精确输出。

技术领域

本发明涉及医疗电子技术领域，具体而言，涉及一种双向恒流源电路及控制方法。

背景技术

生物电刺激技术是指通过电子装置向人体输送频率，脉宽，电流大小可变的电信号，从而达到电刺激动物组织促进血液流动和神经恢复的一门医疗电子技术。恒流源技术广泛应用于LED照明，激光等领域，它要求电路输出一个精确、恒定的电流信号，不随负载的变化而变化。近些年，随着电生理学的发展，恒流源技术在医疗领域开始广泛应用，各种电刺激按摩、放松等设备层出不穷。但是这些电路都有一个共同的特点，电流比较大，调节不够精细，电流方向大部分为单向。无法应用于一些双向电流且要求精细调节的领域，如人体黏膜，用来测试电刺激疗效的小型动物的实验方面。

如公开号为106200748A的中国专利申请中，虽然公开了一种数字式双向恒流源，可以输出双向电流。但该技术方案中的双向电流应用于大电流、高电压的电路中，如光纤通信、LED照明、激光器驱动中，属于工业用电领域，无法应用于动物组织中。该专利的技术方法不能输出微小电流，也不能输出方波以外的波形，故不能应用于生物电刺激技术中。

因此，急需寻求一种新的技术方案，以便解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目标是提供一种双向恒流源电路实现双向电流输出，并且波形、频率、脉宽、电流大小均可调节，并可以输出极低的电流信号，操作方便。

本发明同时提供了上述双向恒流电路的控制方法。

技术方案：本发明提供的双向恒流源电路可采用以下技术方案：

一种双向恒流源电路，包括处理器单元、连接处理器单元的双向DA单元、连接双向DA单元的电流驱动单元、负载、电流分段取样单元、连接电流分段取样单元的AD单元，AD单元同时连接处理器单元；所述负载为动物组织，负载分别连接电流驱动单元及电流分段取样单元；所述处理器单元用以控制双向DA单元输出双向交流电流、双向交流电流的大小及双向交流电流波形；电流驱动单元用以将双向DA单元输出的双向交流电流信号放大并变成双向电压信号，双向电压信号通过负载后形成电流并流入电流分段取样单元；电流分段取样单元用以通过继电器切换不同的电阻值以控制自电流分段取样单元输出取样电压的大小，该输出电压经过AD单元转化为数字信号送入处理器单元；处理器单元用以将数字信号进行计算得出实际的电流大小，并与设定的电流大小进行比较，如果大于设定值，通过双向DA单元降低输出电压，如果小于设定值，通过双向DA单元升高输出电压。

进一步的，所述双向交流电流波形包括方波、三角波、正弦波、不规则不对称波形。

进一步的，还包括人机交互单元，通过人机交互单元设定电路的波形种类、频率大小、脉宽大小、电流大小；人机交互单元通过SPI口与处理器单元连接。

进一步的，所述电流分段取样单元设有继电器、与继电器连接的三极管、取样电阻、辅助电阻；继电器控制取样电阻直接接地，或者取样电阻与辅助电阻串联后接地；取样电阻上的电压作为取样电压。

本发明同时对应提供一种双向恒流源电路的控制方法，采用以下技术方案：