电极阵列无极性恒流电刺激电路

摘要

本发明公开一种电极阵列无极性恒流电刺激电路，其特征在于:包括H桥式电路模块、高压发生模块、电源控制模块、微控制器和电极阵列。通过光电可控硅构成的H桥电路，便于低压电路和高压电路的隔离。使用光电双向可控硅构成电极切换开关，低压电路与高压电路隔离，便于控制，双向可控硅能使无极性刺激电流加载到人体。一个电极连接两个开关的这种组合，可以选择任意一组电极通电，能够提供丰富的刺激位点和刺激方式。阵列式电极中的每个电极与电路的连接只需要一根线，简化电极连接方式，便于扩展更多的电极。光电双向可控硅的控制采用串行数据转并行数据芯片74HC595，能节省微控制器的端口，便于扩展。

主权项

一种电极阵列无极性恒流电刺激电路，其特征在于:包括H桥式电路模块、高压发生模块、电源控制模块、微控制器和电极阵列；所述微控制器型号为：msp430f169；其P1.0、P1.1和P1.2引脚分别串联电阻R5、R6和R7后连接VCC；所述H桥式电路模块包括光电双向可控硅U5、光电双向可控硅U6、光电双向可控硅U17和光电双向可控硅U18；光电双向可控硅U5的阳极串联电阻R8后连接VCC、阴极接所述微控制器P1.3引脚、输出端1连接高压发生模块、输出端2连接A端子；光电双向可控硅U17的阳极串联电阻R20后连接VCC、阴极接所述微控制器P1.5引脚、输出端1连接高压发生模块、输出端2连接B端子；光电双向可控硅U6的阳极串联电阻R9后连接VCC、阴极接所述微控制器P1.4引脚、输出端1连接连接A端子、输出端2连接电源控制模块的连接端子；光电双向可控硅U18的阳极串联电阻R21后连接VCC、阴极接所述微控制器P1.6引脚、输出端1连接连接B端子、输出端2连接电源控制模块的连接端子；所述电源控制模块由运算放大器AR1、三极管Q1、电阻R10和电阻R11构成；所述运算放大器AR1由VCC供电，其正输入端接收刺激脉冲、负输入端连接三极管Q1的发射极；所述运算放大器AR1的输出端串联电阻R10后，连接三极管Q1的基极；所述三极管Q1的发射极串联电阻R11后接地；所述三极管的集电极即为电源控制模块的连接端子；所述电极阵列包括n个单元，n为大于或等于4的偶数；n个单元中，包括第1单元、第i单元和第j单元，i为大于或等于2且小于或等于n的偶数数列，j为大于或等于3且小于或等于n的奇数数列：第1单元包括电极A1‑1、A1‑2、A1‑3和A1‑4，以及光电双向可控硅U1‑1、U1‑2、U1‑3、U1‑4、U1‑5、U1‑6、U1‑7和U1‑8，以及，以及数据芯片P1，所述数据芯片P1是74HC595；；光电双向可控硅U1‑1、U1‑2、U1‑3和U1‑4的阴极分别串联电阻R1‑1、R1‑2、R1‑3和R1‑4后共地连接；光电双向可控硅U1‑1、U1‑2、U1‑3和U1‑4的阳极分别连接数据芯片P1的QA、QB、QC和QD引脚；光电双向可控硅U1‑1、U1‑2、U1‑3和U1‑4的输出端1均连接A端子；光电双向可控硅U1‑1、U1‑2、U1‑3和U1‑4的输出端2分别连接电极A1‑1、A1‑2、A1‑3和A1‑4；电极A1‑1、A1‑2、A1‑3和A1‑4分别连接光电双向可控硅U1‑5、U1‑6、U1‑7和U1‑8的输出端2；光电双向可控硅U1‑5、U1‑6、U1‑7和U1‑8的输出端1均连接B端子；光电双向可控硅U1‑5、U1‑6、U1‑7和U1‑8的阴极分别串联电阻R1‑5、R1‑6、R1‑7和R1‑8后共地连接；光电双向可控硅U1‑5、U1‑6、U1‑7和U1‑8的阳极分别记为端子1‑6、端子1‑7、端子1‑8和端子1‑9；数据芯片P1的QE、QF、QG、QH和QH’引脚分别记为端子1‑1、端子1‑2、端子1‑3、端子1‑4和端子1‑5；数据芯片P1的OE引脚接地、VCC引脚接VCC、RCLK引脚接微控制器的P1.2引脚、SRCLR引脚接VCC、SRCLK引脚接微控制器的P1.1引脚、SER引脚接微控制器的P1.0引脚、GND引脚接地；第i单元包括电极Ai‑1、Ai‑2、Ai‑3和Ai‑4，以及光电双向可控硅Ui‑1、Ui‑2、Ui‑3、Ui‑4、Ui‑5、Ui‑6、Ui‑7和Ui‑8，以及数据芯片Pi，所述数据芯片Pi是74HC595；光电双向可控硅Ui‑1、Ui‑2、Ui‑3和Ui‑4的阴极分别串联电阻Ri‑1、Ri‑2、Ri‑3和Ri‑4后共地连接；光电双向可控硅Ui‑1、Ui‑2、Ui‑3和Ui‑4的阳极分别记为端子i‑1、端子i‑2、端子i‑3和端子i‑4；端子i‑1、端子i‑2、端子i‑3和端子i‑4分别连接端子(i‑1)‑1、端子(i‑1)‑2、端子(i‑1)‑3和端子(i‑1)‑4；光电双向可控硅Ui‑1、Ui‑2、Ui‑3和Ui‑4的输出端1均连接A端子；光电双向可控硅Ui‑1、Ui‑2、Ui‑3和Ui‑4的输出端2分别连接电极Ai‑1、Ai‑2、Ai‑3和Ai‑4；电极Ai‑1、Ai‑2、Ai‑3和Ai‑4分别连接光电双向可控硅Ui‑5、Ui‑6、Ui‑7和Ui‑8的输出端2；光电双向可控硅Ui‑5、Ui‑6、Ui‑7和Ui‑8的输出端1均连接B端子；光电双向可控硅Ui‑5、Ui‑6、Ui‑7和Ui‑8的阴极分别串联电阻Ri‑5、Ri‑6、Ri‑7和Ri‑8后共地连接；光电双向可控硅Ui‑5、Ui‑6、Ui‑7和Ui‑8的阳极分别连接数据芯片Pi的QE、QF、QG和QH引脚；数据芯片Pi的QA、QB、QC和QD引脚分别记为端子i‑6、端子i‑7、端子i‑8和端子i‑9；端子i‑6、端子i‑7、端子i‑8和端子i‑9分别连接端子(i‑1)‑6、端子(i‑1)‑7、端子(i‑1)‑8和端子(i‑1)‑9；数据芯片Pi的OE引脚接地、VCC引脚接VCC、RCLK引脚接微控制器的P1.2引脚、SRCLR引脚接VCC、SRCLK引脚接微控制器的P1.1引脚、SER引脚记为端子i‑5、GND引脚接地；端子i‑5连接端子(i‑1)‑5；第j单元包括电极Aj‑1、Aj‑2、Aj‑3和Aj‑4，以及光电双向可控硅Uj‑1、Uj‑2、Uj‑3、Uj‑4、Uj‑5、Uj‑6、Uj‑7和Uj‑8，以及数据芯片Pj，所述数据芯片Pj是74HC595；光电双向可控硅Uj‑1、Uj‑2、Uj‑3和Uj‑4的阴极分别串联电阻Rj‑1、Rj‑2、Rj‑3和Rj‑4后共地连接；光电双向可控硅Uj‑1、Uj‑2、Uj‑3和Uj‑4的阳极分别连接数据芯片Pj的QA、QB、QC和QD引脚；光电双向可控硅Uj‑1、Uj‑2、Uj‑3和Uj‑4的输出端1均连接A端子；光电双向可控硅Uj‑1、Uj‑2、Uj‑3和Uj‑4的输出端2分别连接电极Aj‑1、Aj‑2、Aj‑3和Aj‑4；电极Aj‑1、Aj‑2、Aj‑3和Aj‑4分别连接光电双向可控硅Uj‑5、Uj‑6、Uj‑7和Uj‑8的输出端2；光电双向可控硅Uj‑5、Uj‑6、Uj‑7和Uj‑8的输出端1均连接B端子；光电双向可控硅Uj‑5、Uj‑6、Uj‑7和Uj‑8的阴极分别串联电阻Rj‑5、Rj‑6、Rj‑7和Rj‑8后共地连接；光电双向可控硅Uj‑5、Uj‑6、Uj‑7和Uj‑8的阳极分别记为端子j‑6、端子j‑7、端子j‑8和端子j‑9；数据芯片Pj的QE、QF、QG、QH和QH’引脚分别记为端子j‑1、端子j‑2、端子j‑3、端子j‑4和端子j‑5；数据芯片Pj的OE引脚接地、VCC引脚接VCC、RCLK引脚接微控制器的P1.2引脚、SRCLR引脚接VCC、SRCLK引脚接微控制器的P1.1引脚、SER引脚记为端子j‑10，GND引脚接地；端子j‑10连接端子(j‑1)‑10。