经皮/经针电刺激输出短路检测方法技术

本发明专利技术公开了一种经皮/经针电刺激输出短路检测方法，其检测电路包括光耦隔离输出电路，恒流源电路，模拟开关电路，运放电路和驱动运放电路。该检测方法为通过切换模拟开关，比较不同通道的输出差值，从而判断当前状态是否处于短路状态。采样的数据先经过高精度仪表放大器放大，在通过滤波及整形电路后，经过隔离输出给ADC电路。探头采样频率为1KHz。本电路对短路检测方法准确，实时性较好，通过高精度器件的测量，能更有效的检测输出探头电极的短路检测和保护。

【技术实现步骤摘要】
经皮/经针电刺激输出短路检测方法
本专利技术涉及电学领域，尤其是经皮/经针电刺激输出短路检测方法
技术介绍
针对传统的经皮/经针电刺激输出短路保护方法，由于技术上、方法上等各种原因，使用的电路无法有效的起到检测和保护的作用，且使用的ADC电路精度低，采样速率慢，三极管的Ic电流对温度敏感等缺点。本专利技术针对上述缺点，专利技术了一种新型经皮/经针电刺激输出短路检测方法，采用高精度ADC采样电路，外加高速运放电路，电路简单，可靠性高，并且对温度稳定性高，电流损耗小，电路能承受更宽的输入电压范围等优点。提高ADC精度使电路检测效率更高，检测的电路精度高，环路稳定性较好。MOS管具有工作电流极低，Ron导通电阻小，内耗小等优点。采用MOS管驱动使整个输出短路检测电路功耗更低，发热量小等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种经皮/经针电刺激输出短路检测方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种经皮/经针电刺激输出短路检测方法，其检测电路包括光耦隔离输出电路，恒流源电路，模拟开关电路，运放电路和驱动运放电路。所述光耦隔离输出电路包括第一光耦合器和第二光耦合器；所述模拟开关电路包括模拟开关和用于控制选择模拟开关通道的单片机，所述单片机型号为STC15W4K56S4。恒流源电路的输入端接入经皮/经针电刺激检测电压，恒流源电路的输出端、第一光耦合器的输出端集电极连接至模拟开关的第一通道输入脚。第一光耦合器的输出端发射极连接至Pout2_L；第二光耦合器的输出端发射极与模拟开关的第二通道的输入脚和输出脚连接，第二光耦合器的输出端集电极连接至Pout2_R+。第一光耦合器、第二光耦合器的输入端正极均接3.3V电压，输入端负极均接至Spst_1。模拟开关的第一通道的输入脚、输出脚与运放电路的正向输入端相连，模拟开关的第三通道的输入脚、输出脚与运放电路的反向输入端相连。模拟开关的A、B管脚分别接单片机的控制管脚4052_B_SEL1和4052_B_SEL2，用于控制选择模拟开关的通道。运放电路的输出端与驱动运放电路的正向输入端相连，驱动运放电路的反向输入端与输出端相连。所述Pout2_L和Pout2_R+与前端经皮/经针电刺激输出隔离变压器输出相连，连接变压器输出的采样电压；Spst_1为控制电平管脚。所述检测方法包括如下步骤：(1)在t0时刻，控制Spst_1输出低电平，使得第一光耦合器和第二光耦合器光耦管子打开；(2)在t0+t1时刻，t1为光耦打开所需要的时间，光耦延时后，此时Pout_2_L-和Pout_2_R+通过光耦导通；(3)在t0+t1+t2时刻，一般t2时刻为2ms左右，控制4052_B_SEL1和4052_B_SEL2两个控制管脚，分别输出低电平，此时模拟开关选择第一通道作为输出通道，经过运放电路放大输出的电压信号，采样驱动运放电路输出的Temp_Out_2信号，得到结果V0值；(4)在t0+t1+t2+t3时刻，t3延时一般为5ms左右，切换模拟开关，两个控制管脚分别输出低电平和高电平，模拟开关选择第二通道作为输出通道，经过运放电路放大，采样得出电压值V1值；(5)计算最终输出结果，V1-V0值，如果V1-V0<TEMP0，则短路，如果V1-V0>TEMP0，则工作正常。进一步地，所述恒流源电路包括稳压二极管、三极管、一端与稳压二极管正极相连的第一电阻、一端与三极管发射极相连的第二电阻。稳压二极管的负极与12V电压相连，三极管的基极与稳压二极管的正极相连。三极管的集电极为恒流源电路的输出端。第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端接12V电压。进一步地，所述运放电路为AD620运放电路。AD620运放电路包括第一运放、设于第一运放正向输入端与输出端之间的第三电阻、设于第一运放正向输入端与反向输入端之间的第一电容、一端与第一运放正向输入端相连的第四电阻、一端与第一运放反向输入端相连的第五电阻、一端与第一运放输出端相连的第六电阻、与第六电阻的另一端相连的第二电容。第四电阻、第五电阻和第六电阻的另一端分为AD620运放电路的正向输入端、反向输入端和输出端，第二电容的另一端接地。第一运放的4脚、5脚接地。进一步地，所述模拟开关的型号为CD4066。进一步地，所述t1为2-5ms左右。进一步地，通过每隔T1重复执行以上步骤，实现对经皮/经针电刺激输出短路连续监测。进一步地，所述TEMP0通过初始化校准调节得到，具体如下：通道短路，通过采样ADC值，得出ADC值为U0,初始值TEMP0＝U0*R0,R0取值一般为0.8。进一步地，所述第一光耦合器、第二光耦合器的输出端集电极前端分别还设有第七电阻和第八电阻。进一步地，所述经皮/经针电刺激的输出波形为连续波、疎密波或断续波。本专利技术的有益效果在于：采用高精度仪表放大器电路实现模拟量的采集和放大，比传统的采用普通运算放大器的精度更高，效率也更高。结合模拟开关的低导通电阻和高速切换。短路检测能在短时间内完成多次采样，并通过软件滤波算法，多通道采集等特点，短路检测效率更高。本专利技术的恒流源电路的采用高精度稳压加三极管恒流方式驱动输出，输出电流不随负载变化。附图说明图1为本专利技术的电路图。具体实施方式本专利技术一种经皮/经针电刺激输出短路检测方法，如图1所示，其检测电路包括光耦隔离输出电路，恒流源电路，模拟开关电路，运放电路和驱动运放电路。具体地，包括光耦U20/U21，单片机，稳压二极管U25,第七电阻R59,第八电阻R60,第一电阻R56,第二电阻R55,第三电阻R15，第四电阻R10,第五电阻R11,第六电阻R17，模拟开关U10，第一运放即仪表放大器U1，驱动运放电路即运算放大器U7,第一电容C12，第二电容C13，三极管Q1等元器件。本专利技术中的仪表放大器U1可以采用ti、maxim等产品，运算放大器U7可以采用OP07；第七电阻R59、第八电阻R60一般为100～300欧姆；第二电阻R55一般为3.7kohm，第一电阻R56一般为1kohm。稳压二极管U25一般为2.5V稳压芯片，其型号可以为TL431。第四电阻R10、第五电阻R11一般为100-300ohm。第六电阻R17一般为2Kohm，第二电容C13一般为0.1uF。三极管Q1为8550，模拟开关U10为CD4066。光耦U20/U21型号为G3VM-401G。单片机采用STC15W4K56S4。下面，结合具体的元器件对本专利技术的检测电路作进一步说明。如图1所示，Pout_2_L-与第一光耦合器U20的4脚相连，第一光耦合器U20的1脚连3.3V，第一光耦合器U20的6脚与模拟开关U10的1脚相连。第一光耦合器U20的3脚连第七电阻R59的一端，同时第七电阻R59的另一端与Spst_1相连。第二光耦合器U21的6脚与Pout_2_R+相连，第二光耦合器U21的3脚连第八电阻R60的一端，同时第八电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经皮/经针电刺激输出短路检测方法，其特征在于，其检测电路包括光耦隔离输出电路，恒流源电路，模拟开关电路，运放电路和驱动运放电路。/n所述光耦隔离输出电路包括第一光耦合器(U20)和第二光耦合器(U21)；所述模拟开关电路包括模拟开关(U10)和用于控制选择模拟开关通道的单片机，所述单片机型号为STC15W4K56S4。/n恒流源电路的输入端接入经皮/经针电刺激检测电压，恒流源电路的输出端、第一光耦合器(U20)的输出端集电极连接至模拟开关的第一通道输入脚。第一光耦合器(U20)的输出端发射极连接至Pout2_L；第二光耦合器(U21)的输出端发射极与模拟开关(U10)的第二通道的输入脚和输出脚连接，第二光耦合器(U21)的输出端集电极连接至Pout2_R+。第一光耦合器(U20)、第二光耦合器(U21)的输入端正极均接3.3V电压，输入端负极均接至Spst_1。模拟开关(U10)的第一通道的输入脚、输出脚与运放电路的正向输入端相连，模拟开关(U10)的第三通道的输入脚、输出脚与运放电路的反向输入端相连。模拟开关(U10)的A、B管脚分别接单片机的控制管脚4052_B_SEL1和4052_B_SEL2，用于控制选择模拟开关(U10)的通道。运放电路的输出端与驱动运放电路的正向输入端相连，驱动运放电路的反向输入端与输出端相连。所述Pout2_L和Pout2_R+与前端经皮/经针电刺激输出隔离变压器输出相连，连接变压器输出的采样电压；Spst_1为控制电平管脚。所述检测方法包括如下步骤：/n(1)在t0时刻，控制Spst_1输出低电平，使得第一光耦合器(U20)和第二光耦合器(U21)光耦管子打开；/n(2)在t0+t1时刻，t1为光耦打开所需要的时间，光耦延时后，此时Pout_2_L-和Pout_2_R+通过光耦导通；/n(3)在t0+t1+t2时刻，一般t2时刻为2ms左右，控制4052_B_SEL1和4052_B_SEL2两个控制管脚，分别输出低电平，此时模拟开关(U10)选择第一通道作为输出通道，经过运放电路放大输出的电压信号，采样驱动运放电路输出的Temp_Out_2信号，得到结果V0值；/n(4)在t0+t1+t2+t3时刻，t3延时一般为5ms左右，切换模拟开关(U10)，两个控制管脚分别输出低电平和高电平，模拟开关(U10)选择第二通道作为输出通道，经过运放电路放大，采样得出电压值V1值；/n(5)计算最终输出结果，V1-V0值，如果V1-V0<TEMP0，则短路，如果V1-V0>TEMP0，则工作正常。/n...

【技术特征摘要】
1.一种经皮/经针电刺激输出短路检测方法，其特征在于，其检测电路包括光耦隔离输出电路，恒流源电路，模拟开关电路，运放电路和驱动运放电路。
所述光耦隔离输出电路包括第一光耦合器(U20)和第二光耦合器(U21)；所述模拟开关电路包括模拟开关(U10)和用于控制选择模拟开关通道的单片机，所述单片机型号为STC15W4K56S4。
恒流源电路的输入端接入经皮/经针电刺激检测电压，恒流源电路的输出端、第一光耦合器(U20)的输出端集电极连接至模拟开关的第一通道输入脚。第一光耦合器(U20)的输出端发射极连接至Pout2_L；第二光耦合器(U21)的输出端发射极与模拟开关(U10)的第二通道的输入脚和输出脚连接，第二光耦合器(U21)的输出端集电极连接至Pout2_R+。第一光耦合器(U20)、第二光耦合器(U21)的输入端正极均接3.3V电压，输入端负极均接至Spst_1。模拟开关(U10)的第一通道的输入脚、输出脚与运放电路的正向输入端相连，模拟开关(U10)的第三通道的输入脚、输出脚与运放电路的反向输入端相连。模拟开关(U10)的A、B管脚分别接单片机的控制管脚4052_B_SEL1和4052_B_SEL2，用于控制选择模拟开关(U10)的通道。运放电路的输出端与驱动运放电路的正向输入端相连，驱动运放电路的反向输入端与输出端相连。所述Pout2_L和Pout2_R+与前端经皮/经针电刺激输出隔离变压器输出相连，连接变压器输出的采样电压；Spst_1为控制电平管脚。所述检测方法包括如下步骤：
(1)在t0时刻，控制Spst_1输出低电平，使得第一光耦合器(U20)和第二光耦合器(U21)光耦管子打开；
(2)在t0+t1时刻，t1为光耦打开所需要的时间，光耦延时后，此时Pout_2_L-和Pout_2_R+通过光耦导通；
(3)在t0+t1+t2时刻，一般t2时刻为2ms左右，控制4052_B_SEL1和4052_B_SEL2两个控制管脚，分别输出低电平，此时模拟开关(U10)选择第一通道作为输出通道，经过运放电路放大输出的电压信号，采样驱动运放电路输出的Temp_Out_2信号，得到结果V0值；
(4)在t0+t1+t2+t3时刻，t3延时一般为5ms左右，切换模拟开关(U10)，两个控制管脚分别输出低电平和高电平，模拟开关(U10)选择第二通道作为输出通道，经过运放电路放大，采样得出电压值V1值；
(5)计算最终输出结果，V1-V0值，如果V1-V0<TEMP0，则短路，如果V1-V0>TEMP0，则工作正常。
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【专利技术属性】
技术研发人员：方剑乔，梁宜，周杰，
申请(专利权)人：浙江中医药大学附属第三医院，
类型：发明
国别省市：浙江;33