SM电击器电路原理分析
SM电击器电路原理分析 By hvprvbo 很长一段时间以来，某几款电击器频繁在SM小视频中出镜。对其工作原理好奇，于是开始抄板分析。大部分使用电池或USB口作为电源的电击器电路设计都面临两个问题： 1. 升压问题 。普通电池和USB口的电压通常达不到能刺激人体的水平，因此需要用升压电路得到较高的电压，再用于刺激人体。 2. 极性转换问题 。电击器的输出电压具有不同种类的波形。极性波（单向电压）作用于人体容易导致肌肉组织损伤，因而需要采用电荷平衡的无极性波来减少甚至避免这种损伤[1]。因此需要电路来定时地改变输出电压的方向。 这些爆款电击器是如何解决上述问题的呢？通过PCB抄板分析，发现它们几乎都采用了 boost升压电路 与 H桥电路 组合的方式，部分电路图分别如图 1，图 2和图 3所示。 图1为boost升压电路图。当IO1为高电平时，三极管Q导通，电感L被接地，电流开始通过电感，电感被充电。然后，IO1切换到低电平，三极管关断，由于电感保持电流连续，电感两端产生较高的感应电压，于是二极管D导通，电感通过二极管D给电容C充电，将之前充电过程的能量全部提供给电容。电容经过充电后，电压上升一个增量。反复重复上述充放电过程，电容就会不断被充电，电压VH逐渐升高，从而得到高电压。（某款电击器输出从最低档调到最高档，测得电容两端电压VH从45V升到150V，这个电压还是很高的） 图 1 boost升压电路图 得到高电压VH后不能直接输出刺激人体，还需要通过H桥电路实现极性转换。H桥电路原理图如图 2所示。图中VO1和VO2分别接在人体敏感部位上。VH为高压输入。当三极管Q1和Q4导通，其他两个三极管关断时，高压VH通过Q1，Q4与人体形成回路刺激人体，此时输出为VO1正，VO2负；当三极管Q2和Q3导通，其他两个三极管关断时，高压VH通过Q2，Q3与人体形成回路刺激人体，此时输出为VO1负，VO2正。通过单片机不断控制上述4个三极管的导通关断，就能实现把高压VH有正有负地输出。 图 2 简化的H桥电路图 实际上，两个PNP型三极管Q1和Q2还需要另外两个NPN型三极管驱动，完整的H桥电路图如图 3所示。当IOP为高电平，ION为低电平时，Q4和Q1D导通