产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法与流程

1.本技术涉及电路技术领域，尤其是涉及产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法。


背景技术：

2.脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制、脉冲宽度调制等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。脉冲信号也可以用来触发单片机，当控制电池组的单片机在断电时接通电源后，电池组会被充电激活。在医疗领域，脉冲信号可以用于驱动执行机构动作，使执行机构作用于患者或使用者的患处、疲劳处以达到治疗、缓解的目的；或直接形成微电流脉冲信号作用于患者或使用者的患处、疲劳处以达到治疗、缓解的目的。现有设计的脉冲波形产生电路较为复杂，且一个脉冲电路只能产生一种脉冲波形，降低了的电路适用性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的在于提供产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法，可以产生多种类型的脉冲波形，提高了脉冲波形产生的效率以及电路适用性。
4.为了实现上述目的，本发明采用技术方案是：
5.一种产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路包括储能电容、回馈电容以及全桥拓扑电路；其中，
6.所述储能电容的第一端与所述全桥拓扑电路的第一端电连接，所述储能电容的第二端与所述全桥拓扑电路的第二端电连接，所述全桥拓扑电路的第三端与回馈电容的第一端电连接，所述全桥拓扑电路的第四端与回馈电容的第二端电连接，所述全桥拓扑电路包括刺激线圈。
7.进一步的，所述全桥拓扑电路还包括四个全桥开关，分别为第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关；其中，
8.所述第一全桥开关的一端、所述第二全桥开关的一端均与所述刺激线圈的一端电连接，所述第三全桥开关的一端、所述第四全桥开关的一端均与所述刺激线圈的另一端电连接；
9.所述第一全桥开关的另一端与所述储能电容的第一端电连接，所述第二全桥开关的另一端与所述储能电容的第二端电连接；
10.所述第三全桥开关的另一端与所述回馈电容的第一端电连接，所述第四全桥开关的另一端与所述回馈电容的第二端电连接。
11.进一步的，所述全桥开关包括一个或多个串联的开关。
12.进一步的，所述储能电容包括多个支路，各个支路相互并联，每个支路均包括至少一个第一电容和一个第一开关，每个支路上的第一电容与第一开关串联。
13.进一步的，所述储能电容和回馈电容分别连接有储能电源和回馈电源。
14.进一步的，所述拓扑电路还包括主控制处理器；其中，
15.所述主控制处理器分别与所述全桥拓扑电路中的各个全桥开关通信连接。
16.进一步的，所述拓扑电路还包括电场检测模块；所述电场检测模块与所述主控制处理器电连接。
17.一种多种脉冲波形的产生方法，所述产生方法包括：
18.获取针对多种脉冲波形中任一目标波形的产生需求；
19.基于所述目标波形的产生需求，分别控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关进行导通或关断，使所述拓扑电路输出所述目标波形。
20.进一步的，包括第一工作模式，根据以下步骤使所述拓扑电路输出所述单极性正弦波：
21.s101、对储能电容进行充电，回馈电容不充电；
22.s102、控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均导通，所述第二全桥开关和第三全桥开关均关断，经过刺激线圈的正向电流逐渐增大；
23.s103、当经过刺激线圈的电流达到最大时，控制所述第一全桥开关和第四全桥开关关断，所述第二全桥开关和第三全桥开关导通，经过刺激线圈的正向电流逐渐降低；
24.s104、当经过所述刺激线圈的电流衰减至零时，控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关全部关断所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性正弦波。
25.进一步的，包括第二工作模式，根据以下步骤使所述拓扑电路输出所述单极性正弦波：
26.s105、对回馈电容进行充电，储能电容不充电；
27.s106、控制所述第二全桥开关和第三全桥开关均导通，所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均关断，经过刺激线圈的负向电流逐渐增大；
28.s107、当经过刺激线圈的电流达到最大时，控制所述第二全桥开关和第三全桥开关关断，所述第一全桥开关和第四全桥开关导通，经过刺激线圈的负向向电流逐渐降低；
29.s108、当经过所述刺激线圈的电流衰减至零时，控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关全部关断所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性正弦波。
30.进一步的，所述产生方法还包括：控制储能电容的电容值调节正弦波刺激脉冲的周期。
31.进一步的，包括第三工作模式，所述第三工作模式可以输出单极性三角波，具体包括以下步骤：
32.预设两个时刻t1和t2；
33.s201、储能电源和回馈电源分别给储能电容和回馈电容进行充电；
34.s202、控制所述第一全桥开关和第四全桥开关导通，所述第二全桥开关和第三全桥开关关断，经过刺激线圈中的正向电流线性上升；
35.s203、在所述t1时，控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均关断，所述第二全桥开关和所述第三全桥开关均导通，能量经过第二全桥开关和第三全桥开关流向回馈电容进行充电，经过刺激线圈中的正向电流线性下降；
36.s204、在t2时刻经过刺激线圈的电流下降为零，控制所述第一全桥开关、所述第二全桥开关、所述第三全桥开关和所述第四全桥开关均关断，完成一个脉冲周期，所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性三角波。
37.进一步的，包括第四工作模式，所述第四工作模式可以输出单极性三角波，具体包括以下步骤：
38.预设两个时刻t3和t4；
39.s201、储能电源和回馈电源分别给储能电容和回馈电容进行充电；
40.s205、控制所述第一全桥开关和第四全桥开关关断，所述第二全桥开关和第三全桥开关导通，经过刺激线圈中的负向电流线性上升；
41.s206、在t3时，控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均导通，所述第二全桥开关和所述第三全桥开关均关断，电流流经第一全桥开关和第四全桥开关流储能电容进行充电，经过刺激线圈中的负向电流线性下降；
42.s207、在t4时刻经过刺激线圈的负向电流下降为零，控制所述第一全桥开关、所述第二全桥开关、所述第三全桥开关和所述第四全桥开关均关断，所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性三角波。
43.进一步的，所述产生方法还包括：
44.控制所述全桥开关导通和关断的时间，控制脉冲波形的周期。
45.进一步的，所述产生方法还包括：
46.控制储能电容或回馈电容的电压值，控制脉冲波形的斜率。
47.1、本发明采用储能电容、回馈电容、刺激线圈和全桥开关组成的全桥拓扑电路，通过控制全桥开关的导通和关断形成两个经过刺激线圈的回路，通过两个回路之间的转换，实现刺激线圈多种脉冲波形的产生，提高了脉冲波形产生的效率以及电路适用性。
48.2本发明通过控制储能电容和回馈电容的电压、电容值和全桥开关的开关时间以产生不同强度、不同周期的脉冲，可以满足不同刺激所需脉冲强度。
49.3、在进行一个或多个脉冲刺激周期完成后，由于刺激线圈的损耗，回馈电容和储能电容的电压略有降低，本发明通过储能电源和回馈电源可以做补充能量，有效保证每一次放电刺激都达到理想的效果。
50.4、由于脉冲刺激所需能量较强，本发明采用全桥开关通过多个开关和电容串联的方式，降低开关和电容的负荷，增加设备使用寿命。
51.5、由于脉冲刺激所需能量较强，本发明中储能电容和回馈电容通过采用多个小电容并联的方式实现在高压对电容的损耗，增加设备使用寿命，同时还可以采用统一规格的电容，降低了装配的难度。
附图说明
52.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
53.图1为本技术实施例所提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的结构示意图之
一；
54.图2为本技术实施例所提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的结构示意图之二；
55.图3为本技术实施例所提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的结构示意图之三；
56.图4为本技术实施例所提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的结构示意图之四；
57.图5为本技术实施例所提供的一种多种脉冲波形的产生方法的流程图；
58.图6为本技术实施例所提供的单极性正弦波示意图；
59.图7为本技术实施例所提供的双极性正弦波示意图；
60.图8为本技术实施例所提供的单极性三角波示意图；
61.图9为本技术实施例所提供的双极性三角波示意图。
62.图10为本技术实施例提供的非对称单极性三角波示意图。
63.图11为本技术实施例提供的非对称双极性三角波示意图。
64.图标：1-储能电容；2-回馈电容；3-全桥拓扑电路；4-储能电源；5-回馈电源；6-电场检测模块；111-第一开关；112-第一电容；121-第二电容；301-第一全桥开关；302-第二全桥开关；303-第三全桥开关；304-第四全桥开关；305-刺激线圈。
具体实施方式
65.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中的附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应当理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
66.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的全部其他实施例，都属于本技术保护的范围。
67.为了使得本领域技术人员能够使用本技术内容，结合特定应用场景“产生多种脉冲波形的电路”，给出以下实施方式，对于本领域技术人员来说，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。
68.本技术实施例下述电路可以应用于任何需要产生多种脉冲波形的电路的场景，本技术实施例并不对具体的应用场景作限制，任何使用本技术实施例提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的方案均在本技术保护范围内。
69.首先，对本技术可适用的应用场景进行介绍。本技术可应用电路领域。
70.经研究发现，脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中
的脉冲编码调制、脉冲宽度调制等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。脉冲信号也可以用来触发单片机，当控制电池组的单片机在断电时接通电源后，电池组会被充电激活。在医疗领域，脉冲信号可以用于驱动执行机构动作，使执行机构作用于患者或使用者的患处、疲劳处以达到治疗、缓解的目的；或直接形成微电流脉冲信号作用于患者或使用者的患处、疲劳处以达到治疗、缓解的目的。现有设计的脉冲产生波形的电路较为复杂，且一个脉冲电路只能产生一种脉冲波形，降低了的电路适用性。
71.基于此，本技术实施例提供了一种产生多种脉冲波形的拓扑电路，可以产生多种类型的脉冲波形，提高了脉冲波形产生的效率以及电路适用性。
72.请参阅图1，图1为本技术实施例所提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的结构示意图之一。如图1中所示，本技术实施例提供的产生多种脉冲波形的拓扑电路包括储能电容1、回馈电容2以及全桥拓扑电路3。所述全桥拓扑电路3还包括第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303、第四全桥开关304和刺激线圈305。
73.具体的，所述储能电容1的第一端与所述全桥拓扑电路3的第一端电连接，所述储能电容1的第二端与所述全桥拓扑电路3的第二端电连接，所述全桥拓扑电路3的第三端与回馈电容2的第一端电连接，所述全桥拓扑电路3的第四端与回馈电容2的第二端电连接。
74.具体的，通过储能电容1与全桥拓扑电路3之间的电连接、全桥拓扑电路3与回馈电容2之间的电连接构成产生多种脉冲波形的拓扑电路，通过控制全桥拓扑电路3的通关断以使拓扑电路输出多种脉冲波形。
75.具体的，所述第一全桥开关301的一端、所述第二全桥开关302的一端均与所述刺激线圈305的一端电连接，所述第三全桥开关303的一端、所述第四全桥开关304的一端均与所述刺激线圈305的另一端电连接；所述第一全桥开关301的另一端与所述储能电容1的第一端电连接，所述第二全桥开关302的另一端与所述储能电容1的第二端电连接；所述第三全桥开关303的另一端与所述回馈电容2的第一端电连接，所述第四全桥开关304的另一端与所述回馈电容2的第二端电连接。
76.具体的，第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303和第四全桥开关304均为四象限电子开关，在本实施例中全桥开关均采的开关是igbt，igbt中的续流二极管可以解决全桥开关导通和关断切换造成电流不连续的问题。
77.示例的，请参阅图2和图4，图2和图4为本技术实施例所提供的一种产生多种脉冲波形的拓扑电路的结构示意图之一。
78.具体的，所述电容开关电路112的第一端分别与所述储能电源4的第一端以及所述全桥拓扑电路3的第一端电连接，所述电容开关电路112的第二端分别与所述储能电源的第二端以及所述全桥拓扑电路3的第二端电连接；所述储能电容1包括多个支路，各个支路相互并联，每个支路均包括一个第一电容112和一个第一开关111，每个支路上的第一电容112与第一开关111串联。
79.具体的，请参阅图3，储能电容1还可以由一个支路，所述支路包括至少两个第一电容112串联组成。所述全桥开关也可以由至少两个开关串联方式进行连接，在本实施例中，第一电容112与开关串联连接，所述开关为igbt。可以使整个全桥拓扑电路都采用相同规格的开关，方便生产安装和维修。其中，每个第一开关1的导通或关断，可以由控制器进行控制，或者由人为操作。
80.具体的在本实施例中，储能电容112采用高压，回馈电容采用的是低压，所以在本实施例中第一全桥开关301和第四全桥开关304为高压负荷开关，所述第二全桥开关302和第三全桥开关303为低压负荷开关。如图3所示，所述第一全桥开关301和第四全桥开关304由两个低压负荷开关串联组成。在其他实施例中，可以根据需求变换储能电容和回馈电容的电压值。
81.请参阅图5，图5为本技术实施例所提供的一种多种脉冲波形的产生方法的流程图。如图5所示，所述产生方法应用于图1～4中的产生多种脉冲波形的拓扑电路，多种脉冲波形的产生方法包括以下步骤：
82.s401：获取针对多种脉冲波形中任一目标波形的产生需求。
83.该步骤中，从外部获取到任一目标波形的产生需求，其中，目标波形可为单极性正弦波、双极性正弦波、对称单极性三角波、对称双极性三角波、非对称单极性三角波以及非对称双极性三角波等波形。
84.s402：基于所述目标波形的产生需求，分别控制第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303以及第四全桥开关304进行导通或关断，使所述拓扑电路输出所述目标波形。
85.该步骤中，根据目标波形的产生需求控制全桥拓扑电路中的各个全桥开关的导通或者关断，进而使得拓扑电路输出目标波形。如图6～11所示，虚线为经过刺激线圈305的电压波形，实线为经过刺激线圈305的电流波形。
86.示例的，全桥拓扑电路第一工作模式用于产生单极性正弦波，可以产生单极性正弦波所述谐振的周期为其中t1为谐振周期时长，l为刺激线圈305的电感值，c1为储能电容1的电容值。
87.如图6所示为全桥拓扑电路产生的单极性正弦波的波形示意图，具体的，所述工作模式以产生单极性正弦波的方法，包括以下步骤：
88.s101、将储能电源4对储能电容1进行充电至目标电压，回馈电容2不充电；
89.s102、导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，储能电容1开始放电，经过刺激线圈305的正向电流逐渐增大；
90.s103、在1/4t1时刻时经过刺激线圈305的正向电流达到最大，关断第一全桥开关301和第四全桥开关304，导通第二全桥开关302和第三全桥开关303，能量通过第二全桥开关302和第三全桥开关303回到回馈电容，经过刺激线圈305的正向电流逐渐降低；
91.s104、在2/4t1时刻经过刺激圈钱305中的电流下降为零，此时关断第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303和第四全桥开关304完成一个脉冲，输出波形为单极性正弦波。
92.示例的，全桥拓扑电路第二工作模式用于产生单极性正弦波，可以产生单极性正弦波所述谐振的周期为其中t2为谐振周期时长，l为刺激线圈305的电感值，c2为回馈能电容2的电容值。
93.s105、回馈电源5对回馈电容2进行充电至目标电压，储能电容1不充电；
94.s106、控制所述第二全桥开关302和第三全桥开关303均导通，所述第一全桥开关301和所述第四全桥开关304均关断，回馈电容2经过刺激线圈305的负向电流逐渐增大；
95.s107、在1/4t2时刻时经过刺激线圈305的负向电流达到最大，控制所述第二全桥开关302和第三全桥开关303关断，所述第一全桥开关301和第四全桥开关304导通，经过刺激线圈305的负向电流逐渐降低；
96.s108、在2/4t2时刻经过刺激圈钱305中的电流下降为零，控制第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303以及第四全桥开关304全部关断，完成一个脉冲，输出波形为单极性正弦波。
97.示例的，全桥拓扑电路用于产生双极性正弦波，可以产生双极性正弦波所述谐振的周期为其中l为刺激线圈305的电感值，c1为储能电容1的电容值，c2为回馈能电容2的电容值。所述双极性正弦波包括第一工作模式和第二工作模式的组合，根据需要可以变换第一和第二模式的先后顺序。
98.如图7所示为全桥拓扑电路产生的双极性正弦波的波形示意图。具体的，在本实施例中储能电容1的电容值与回馈电容2的电容值相等，所述工作模式以产生双极性正弦波的方法，包括以下步骤：
99.s101、将储能电源4对储能电容1进行充电至目标电压，回馈电容不充电；
100.s102、导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，储能电容1开始放电，经过刺激线圈305的正向电流逐渐增大；
101.s103、在1/4t时刻经过刺激线圈的电流达到最大，关断第一全桥开关301和第四全桥开关304，导通第二全桥开关302和第三全桥开关303，电流流经第二全桥开关302和第三全桥开关303给回馈电容充电，经过刺激线圈305的正向电流逐渐降低；
102.s106、在2/4t时刻经过刺激圈钱305中的电流下降为零，保持第二全桥开关302和第三全桥开关303导通，第一全桥开关301和第四全桥开关304关断，回馈电容2开始向刺激线圈305放电，经过刺激线圈305的负向电流逐渐增加；
103.s107、在3/4t时刻经过刺激线圈305的负向电流达到最大值，导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，电流流经第一全桥开关301和第四全桥开关304向到储能电容15充电，经过刺激线圈305的负向电流逐渐降低，
104.s108、当经过当刺激线圈305中的电流为零时，关断第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303和第四全桥开关304完成一个脉冲，输出波形为双极性正弦波。
105.示例的，通过控制储能电容1或回馈电容2的电容值控制脉冲周期，电容值增大，脉冲周期增长。
106.示例的，全桥拓扑电路还包括第三工作模式用于产生单极性三角波。具体的，如图8所示，所述第三工作模式可以产生对称单极性三角波，包括以下步骤：
107.预设t1和t2时刻，其中t1和t2～t1的时间远远小于第一工作或第二工作模式中1/4t，这个预设时间根据实际需要自行设置。
108.s201、储能电源4和回馈电源5分别给储能电容1和回馈电容2进行充电，储能电容1中的电压值与回馈电容2中的电压相等；
109.s202、导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，储能电容1开始放电，经过刺激线圈305的正向电流开始线性上升；
110.s203、在t1时刻，关断第一全桥开关301和第四全桥开关304，导通第二全桥开关302和第三全桥开关303，电流流经第二全桥开关302和第三全桥开关303向回馈电容2进行
充电，回馈电容2电压线性上升，刺激线圈305中的电流逐渐下降；
111.s204、在t2时刻，经过刺激线圈305的电流下降为零，第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303以及第四全桥开关304全部关断完成一个脉冲，输出波形为对称单极性三角波。
112.示例的，全桥拓扑电路还包括第三工作模式用于产生单极性三角波。具体的，如图10所示，所述第三工作模式可以产生非对称单极性三角波，包括以下步骤：
113.s201、储能电源4和回馈电源5分别给储能电容1和回馈电容2进行充电，储能电容1中的电压值u1高于回馈电容2中的电压值u2；
114.s202、导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，储能电容1开始放电，经过刺激线圈305的正向电流开始线性上升；
115.s203、在t1时刻，关断第一全桥开关301和第四全桥开关304，导通第二全桥开关302和第三全桥开关303，电流流经第二全桥开关302和第三全桥开关303向回馈电容2进行充电，回馈电容2电压线性上升，刺激线圈305中的电流逐渐下降；
116.s204、在t2时刻，经过刺激线圈305的电流下降为零，第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303以及第四全桥开关304全部关断完成一个脉冲，输出波形为非对称单极性三角波。
117.示例的，为全桥拓扑电路可以输出对称双极性三角波，所述双极性三角波包括第三工作模式和第四工作模式的组合，根据需要可以变换第三和第四模式的先后顺序。
118.如图9所示，具体的还包括以下步骤：预设t3和t4时刻，其中t3～t2和t4～t3的时间远远小于第一工作或第二工作模式中1/4t，这个预设时间根据实际需要自行设置。
119.s201、储能电源4和回馈电源5分别给储能电容1和回馈电容2进行充电，储能电容1中的电压值u1与回馈电容2中的电压值u2相等；
120.s202、导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，储能电容1开始放电，经过刺激线圈305的正向电流开始线性上升；
121.s203、在t1时刻，关断第一全桥开关301和第四全桥开关304，导通第二全桥开关302和第三全桥开关303，能量经过第二全桥开关302和第三全桥开关303向回馈电容2进行充电，刺激线圈305中的正向电流逐渐下降；
122.s205、在t2时刻刺激线圈305电流下降为零时，保持第一全桥开关301和第四全桥开关304关断，第二全桥开关302和第三全桥开关303导通，经过刺激线圈305中的负相电流增加；
123.s206、在t3时刻，导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，电流流经第一全桥开关301和第四全桥开关302向储能电容1充电，经过刺激线圈305的负向电流逐渐下降；
124.s207、在t4时刻经过刺激线圈305中的电流为零时，关断第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303和第四全桥开关304完成一个脉冲，输出波形为对称双极性三角波。
125.示例的，所述全桥拓扑电路还可以产生非对称双极性三角波，所述非对称双极性三角波包括第三工作模式和第四工作模式的组合，根据需要可以变换第三和第四模式的先后顺序。如图11所示，具体的，所述用于产生非对称双极性三角波，包括以下步骤：
126.s201、储能电源4和回馈电源5分别给储能电容1和回馈电容2充电，储能电容1中的初始电压为高压，所述回馈电容2中的初始电压为低压；
127.s205、控制第二全桥开关302和第三全桥开关303导通，第一全桥开关301和第四全桥开关304关断，回馈电容2开始放电，经过刺激线圈305的负向电流线性升高；
128.s206、在t1’时刻，关断第二全桥开关302和第三全桥开关303，导通第一全桥开关301和第四全桥开关304，电流流经第一全桥开关301和第四全桥开关304给储能电容1进行充电，通过刺激线圈305的负向电流开始下降；
129.s207、在t2’时刻，经过刺激线圈305中的负电流逐渐下降为零；
130.保持第一全桥开关301和第四全桥开关304导通，第二全桥开关302和第三全桥开关303关断，储能电容1开始放电，经过刺激线圈305的正向电流逐渐上升；
131.s203、在t3’时刻，导通第二全桥开关302和第三全桥开关303，关断第一全桥开关301和第四全桥开关304，电流流经第二全桥开关302和第三全桥开关303开始给回馈电容2充电，经过刺激线圈305的正向电流逐渐下降；
132.s204、当t4’时刻刺激线圈305内的电流下降为零时，控制第一全桥开关301、第二全桥开关302、第三全桥开关303以及第四全桥开关304均关断，完成一个脉冲，输出的波形为非对称双极性三角波。
133.根据伏秒平衡原理：u1*t1＝u2*t2，非对称单极性三角波和非对称极性三角波可以通过控制储能电容、回馈电容中的电压值，可以决定单极性三角波和双极性三角波的斜率。
134.在一种可能的实施例中，如图2所示，储能电容1还可以包括扼流电感以及二极管。在电路中增加扼流电感防止充电结束后电流反向注入储能电源4，增加二极管用于抑制瞬态冲击电流。
135.在一种可能的实施方式中，回馈电容2还连接有二极管以及扼流电感，其中，回馈电容2的第一端分别与扼流电感的第一端以及所述全桥拓扑电路3的第三端电连接，扼流电感的第二端与二极管的阴极端电连接，所述二极管的阳极端与所述回馈电源5的第一端电连接。
136.示例的，当对拓扑电路进行一个脉冲刺激周期完成后，回馈电容2与储能电容1的电压同初始值相比，由于刺激线圈305的损耗，略有降低，此时由回馈电源5向回馈电容补充能量，储能电源4向储能电容1补充能量，待回馈电容与储能电容1的恢复初始值后开始下一次的放电。
137.具体的，所述拓扑电路还包括主控制处理器；其中，所述主控制处理器分别与所述全桥拓扑电路3中的各个全桥开关通信连接。
138.在一种可能的实施方式中，主控制处理器还可以与第一开关111进行通信，主控制处理器可以控制第一开关111的导通或关断，进而调节参与放电的第一电容112的个数，来调节储能电容1的电容值，控制正弦波的周期。
139.请参阅图4，示例的，所述拓扑电路还包括电场检测模块6；所述电场检测模块6与所述主控制处理器电连接；用于将采集经过刺激线圈305的电压电流反馈给主控制处理器。这里，电场检测模块6还可不通过连接的方式实现对刺激线圈305所产生的电场信息变化进行检测，此部分不做限定。
140.示例的，根据电场检测模块6检测到流经刺激线圈305的电压和/或电流的反馈，从
而可以实现对脉冲电流波形的频率、强度、极性、脉宽等参数的调整。
141.本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
142.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
143.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
144.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
145.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路包括储能电容、回馈电容以及全桥拓扑电路；其中，所述储能电容的第一端与所述全桥拓扑电路的第一端电连接，所述储能电容的第二端与所述全桥拓扑电路的第二端电连接，所述全桥拓扑电路的第三端与回馈电容的第一端电连接，所述全桥拓扑电路的第四端与回馈电容的第二端电连接，所述全桥拓扑电路包括刺激线圈。2.根据权利要求1所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述全桥拓扑电路还包括四个全桥开关，分别为第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关；其中，所述第一全桥开关的一端、所述第二全桥开关的一端均与所述刺激线圈的一端电连接，所述第三全桥开关的一端、所述第四全桥开关的一端均与所述刺激线圈的另一端电连接；所述第一全桥开关的另一端与所述储能电容的第一端电连接，所述第二全桥开关的另一端与所述储能电容的第二端电连接；所述第三全桥开关的另一端与所述回馈电容的第一端电连接，所述第四全桥开关的另一端与所述回馈电容的第二端电连接。3.根据权利要求1所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述全桥开关包括一个或多个串联的开关。4.根据权利要求1所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述储能电容包括至少一个支路，各个支路相互并联，每个支路均包括一个第一开关和至少一个第一电容，每个支路上的第一电容与第一开关串联。5.根据权利要求1至4所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述储能电容和回馈电容分别连接有储能电源和回馈电源。6.根据权利要求5中任一所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路还包括主控制处理器；其中，所述主控制处理器分别与所述全桥拓扑电路中的各个全桥开关通信连接。7.根据权利要求6所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路还包括电场检测模块；所述电场检测模块与所述主控制处理器电连接。8.一种多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，所述产生方法应用于权利要求1-7任一所述的产生多种脉冲波形的拓扑电路，所述产生方法包括：获取针对多种脉冲波形中任一目标波形的产生需求；基于所述目标波形的产生需求，分别控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关进行导通或关断，使所述拓扑电路输出所述目标波形。9.根据权利要求8所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，包括第一工作模式，根据以下步骤使所述拓扑电路输出所述单极性正弦波：s101、对储能电容进行充电，回馈电容不充电；s102、控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均导通，所述第二全桥开关和第三全桥开关均关断，经过刺激线圈的正向电流逐渐增大；s103、当经过刺激线圈的电流达到最大时，控制所述第一全桥开关和第四全桥开关关
断，所述第二全桥开关和第三全桥开关导通，经过刺激线圈的正向电流逐渐降低；s104、当经过所述刺激线圈的正向电流降低至零时，控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关全部关断所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性正弦波。10.根据权利要求8所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，包括第二工作模式，根据以下步骤使所述拓扑电路输出所述单极性正弦波：s105、对回馈电容进行充电，储能电容不充电；s106、控制所述第二全桥开关和第三全桥开关均导通，所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均关断，经过刺激线圈的负向电流逐渐增大；s107、当经过刺激线圈的电流达到最大时，控制所述第二全桥开关和第三全桥开关关断，所述第一全桥开关和第四全桥开关导通，经过刺激线圈的负向向电流逐渐降低；s108、当经过所述刺激线圈的反向电流降低至零时，控制第一全桥开关、第二全桥开关、第三全桥开关以及第四全桥开关全部关断所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性正弦波。11.根据权利要求9或10所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，所述产生方法还包括：控制储能电容的电容值调节正弦波刺激脉冲的周期。12.根据权利要求8所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，包括第三工作模式，所述第三工作模式可以输出单极性三角波，具体包括以下步骤：预设两个时刻t1和t2；s201、储能电源和回馈电源分别给储能电容和回馈电容进行充电；s202、控制所述第一全桥开关和第四全桥开关导通，所述第二全桥开关和第三全桥开关关断，经过刺激线圈中的正向电流线性上升；s203、在所述t1时，控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均关断，所述第二全桥开关和所述第三全桥开关均导通，能量经过第二全桥开关和第三全桥开关流向回馈电容进行充电，经过刺激线圈中的正向电流线性下降；s204、在t2时刻经过刺激线圈的电流下降为零，控制所述第一全桥开关、所述第二全桥开关、所述第三全桥开关和所述第四全桥开关均关断，完成一个脉冲周期，所述拓扑电路输出的脉冲波形为所述单极性三角波。13.根据权利要求8所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，包括第四工作模式，所述第四工作模式可以输出单极性三角波，具体包括以下步骤：预设两个时刻t3和t4；s201、储能电源和回馈电源分别给储能电容和回馈电容进行充电；s205、控制所述第一全桥开关和第四全桥开关关断，所述第二全桥开关和第三全桥开关导通，经过刺激线圈中的负向电流线性上升；s206、在t3时，控制所述第一全桥开关和所述第四全桥开关均导通，所述第二全桥开关和所述第三全桥开关均关断，电流流经第一全桥开关和第四全桥开关流储能电容进行充电，经过刺激线圈中的负向电流线性下降；s207、在t4时刻经过刺激线圈的负向电流下降为零，控制所述第一全桥开关、所述第二全桥开关、所述第三全桥开关和所述第四全桥开关均关断，所述拓扑电路输出的脉冲波形
为所述单极性三角波。14.根据权利要求12或13所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，所述产生方法还包括：控制所述全桥开关导通和关断的时间，控制脉冲波形的周期。15.根据权利要求12或13所述的多种脉冲波形的产生方法，其特征在于，所述产生方法还包括：控制储能电容或回馈电容的电压值，控制脉冲波形的斜率。

技术总结
本发明提供了产生多种脉冲波形的拓扑电路和多种脉冲波形的产生方法，所述拓扑电路包括储能电容、回馈电容以及全桥拓扑电路；其中，所述储能电容的第一端与所述全桥拓扑电路的第一端电连接，所述储能电容的第二端与所述全桥拓扑电路的第二端电连接，所述全桥拓扑电路的第三端与回馈电容的第一端电连接，所述全桥拓扑电路的第四端与回馈电容的第二端电连接，所述全桥拓扑电路包括刺激线圈。通过只利用一个产生多种脉冲波形的拓扑电路就可以产生多种类型的脉冲波形，提高了脉冲波形产生的效率以及电路适用性。以及电路适用性。以及电路适用性。


技术研发人员：陈历曦 艾俊材 张传庆 陈功政 陈刚
受保护的技术使用者：四川中领创拓医药科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/20