為了實現(xiàn)刺激參數(shù)的靈活可調(diào)性,并提高磁場發(fā)生器的能量利用率,設(shè)計了一種多功能節(jié)能型脈沖磁場發(fā)生器;介紹了多功能節(jié)能型脈沖磁場發(fā)生器的電路拓撲結(jié)構(gòu),通過H橋電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)放電開關(guān)IGBT與電容、刺激線圈互連,控制開關(guān)導通時間,在刺激線圈中產(chǎn)生近似三角形的脈沖電流,最終搭建實驗平臺并對其進行測試驗證。結(jié)果表明:通過靈活調(diào)節(jié)開關(guān),磁場幅度調(diào)節(jié)范圍為1～1 000 A,脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為5～160μs,頻率調(diào)節(jié)范圍為1～10 Hz;利用續(xù)流回收階段,將刺激線圈中的剩余磁能回收到儲能電容中,提高了能量利用率,本節(jié)能型系統(tǒng)的能量損失率γ為6.3%～32.2%,明顯低于傳統(tǒng)磁場發(fā)生器的能量損耗。

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【部分圖文】：

圖1多功能節(jié)能型電路拓撲

多功能節(jié)能型脈沖磁場發(fā)生系統(tǒng)的電路拓撲如圖1所示。圖1中，主電路采用IGBT作為系統(tǒng)開關(guān)；R1為限流電阻，用來調(diào)節(jié)直流電源向儲能電容充電的電流；r為放電回路電阻，包括線圈內(nèi)阻、開關(guān)導通電阻、儲能電容的等效串聯(lián)電阻（ESR）和線路內(nèi)阻等；C為儲能電容；L為激勵線圈；E為直流電源。

圖2多功能節(jié)能型電路拓撲的工作階段

整個系統(tǒng)工作主要分為3個階段：(1)電容充電；(2)電容放電；(3)續(xù)流回收。如圖2所示。(1）儲能電容充電階段：放電開關(guān)IGBT1A～2B全部保持關(guān)斷狀態(tài)，開通開關(guān)Q1，直流電源E通過限流電阻R1向電容C充電。當電容充電至設(shè)定值后斷開Q1，通過調(diào)節(jié)Q1的導通時間，可將電容充電至....

圖3電容向線圈放電時的波形圖

(2）脈沖磁場產(chǎn)生階段：當儲能電容充電完成后經(jīng)過一定延時，確保充電開關(guān)Q1與放電開關(guān)錯開工作。開通IGBT1A與IGBT2B，電容C中的能量迅速向刺激線圈L釋放，電容C和線圈L及線路電阻r形成二階欠阻尼放電振蕩回路，其電壓電流波形如圖3所示。電容電壓和線圈電流分別為公式（1）和（....

圖4刺激線圈

刺激線圈對治療效果起到關(guān)鍵作用[15-16]，考慮到線圈的聚焦性能，線圈被繞制成圓形的平面螺旋形狀[17-18]，如圖4所示。本文采用直徑為2.0mm的漆包線繞制而成，內(nèi)直徑為20mm，外直徑為103mm，匝數(shù)為20。通過電橋?qū)嶋H測量其電感值為11.2μH，內(nèi)阻r為8.2....

本文編號：4003451