陡脈沖治療儀對(duì)輸出能量的調(diào)節(jié),是通過(guò)對(duì)輸出陡脈沖的幅值、脈寬、重復(fù)頻率的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的.人體組織的阻抗大約在幾百至上千歐姆之間,因此調(diào)試時(shí)選用1000Ω的電阻負(fù)載能有效地檢驗(yàn)裝置的性能.在這種負(fù)載下,裝置輸出陡脈沖的幅值在20~1000V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào);當(dāng)充放電電容分別為0.01、0.022、0.047、0.1、0.22、0.47 時(shí),脈寬分別為0.693、1.525、3.257、6.93、15.246、32.571 ,分6級(jí)可調(diào);重復(fù)頻率在10~1000Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào).這些參數(shù)的調(diào)節(jié)都是通過(guò)軟件編程,由計(jì)算機(jī)控制,操作計(jì)算機(jī)就能簡(jiǎn)單、方便地實(shí)現(xiàn).各個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)都是互相獨(dú)立的,彼此不受干擾.當(dāng)負(fù)載電阻在幾百至上千歐姆之間變化時(shí),裝置輸出陡脈沖的幅值在20~1000V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào);脈寬在1~100 范圍內(nèi)分6級(jí)可調(diào)(所選的充電電容不同脈寬不同);重復(fù)頻率(一秒鐘內(nèi)充放電次數(shù))在10~1000Hz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào).下圖為陡脈沖的波形:
        

    下頁(yè)為預(yù)計(jì)的電路圖:
        
    由圖中可以看出:220V經(jīng)過(guò)整流到300伏,然后進(jìn)入反激開(kāi)關(guān)電源,每個(gè)副邊最大的輸出電壓為340伏,3倍壓后最大到1000伏,單片機(jī)我選用DSPIC30F5011,倍頻后的工作周期可達(dá)到128M,12位AD,獨(dú)立PWM模塊,選擇充電電容,設(shè)定輸出電壓,根據(jù)反饋的電壓用來(lái)調(diào)節(jié)占空比,控制充放電時(shí)序,LCD顯示等,PWM工作頻率在40K下能達(dá)到800細(xì)分(將100%占空比分為800份),整個(gè)電路的工作過(guò)程:
    1. 首先關(guān)斷Q1,Q2,再設(shè)定所需輸出電壓VHD+,由M1(可調(diào)電位器電壓進(jìn)入單片機(jī)AD來(lái))設(shè)定,經(jīng)過(guò)M2的反饋電壓(經(jīng)AD后)值,經(jīng)PID算法調(diào)節(jié)Q0的PWM的占空比,直至M2反饋回來(lái)的電壓計(jì)算后的占空比與設(shè)定的占空比一致時(shí)為止.
    2. 然后控制C4電容的選擇開(kāi)關(guān),選定C4
    3. 接著Q2斷,Q1開(kāi),開(kāi)關(guān)電源經(jīng)R2給C4充電,經(jīng)過(guò)5個(gè)充電時(shí)間常數(shù)t=5*R2*C4
    4. 充滿后,Q1斷,Q2開(kāi),經(jīng)過(guò)負(fù)載電阻RL放電,形成指數(shù)下降的脈沖,放電結(jié)束為一個(gè)總的周期結(jié)束
    經(jīng)過(guò)不停的循環(huán)1-2-3-4-1來(lái)給負(fù)載電阻加以可重復(fù)的指數(shù)下降的陡脈沖,其中PWM是由單片機(jī)產(chǎn)生的,固定頻率40K,調(diào)節(jié)給定PWM占空比能調(diào)節(jié)輸出電壓VHD+吧?
    經(jīng)過(guò)計(jì)算,在VHD+為最高電壓1000V,C4為0.22u時(shí),它對(duì)應(yīng)的可重復(fù)頻率最高為800hz(達(dá)不到1000hz,因?yàn)榉烹姇r(shí)間約為1.1ms),此儀器的功率達(dá)到最大為200w(包括電容放電0.5*CU*U*800=90瓦,充電電阻R2消耗的能量和電容充電的能量理論上相等,也為90瓦),所以此開(kāi)關(guān)電源總功率也就200瓦左右.
    我按照公式用EI50 100khz最大到508瓦,Ae=2.3cm^2, ΔB為2000Gs算的,工作于CCM模式的反激模式計(jì)算結(jié)果:
    原邊電流峰值:Ip=3.62A
    原邊電流有效值:Iprms=1.65A
    原邊繞組匝數(shù):Np=60匝
    原邊電感:Lp=1mh
    副邊繞組匝數(shù)分別為:89匝 89匝  89匝  2 匝
    氣隙:1.05cm
問(wèn)題1:此電源對(duì)紋波要求不是很大,能不能在圖示的輸出1,2,3部分分別加上LC或RC濾波,而不用整體輸出1000伏以后再濾波?另外聽(tīng)說(shuō)倍壓后的電容帶負(fù)載能力很差,這樣設(shè)計(jì)有沒(méi)有這個(gè)缺陷?
問(wèn)題2:副邊的電流在剛給電容充電時(shí)很大,充電初始電流最大為1000/R2,而且R2還決定了充電時(shí)間,因此R2選擇?
問(wèn)題3:變壓器的線圈怎么繞?這么多匝數(shù),骨架能不能達(dá)到?線徑是怎么選的,這個(gè)方案可不可行?
問(wèn)題4:或者如果用單片PWM控制器實(shí)現(xiàn)的話,怎樣做到20到1000伏的可調(diào)?用哪款片子能做到連續(xù)可調(diào)?
    好多問(wèn)題啊,我具體著手開(kāi)關(guān)電源才一個(gè)多星期,之前學(xué)過(guò)相關(guān)的理論.請(qǐng)各位大師提點(diǎn)兒建議?拜托了