一种高频超声波驱动器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高频超声波驱动器，包括信号处理模块，信号处理模块的输出端连接栅极驱动模块的输入端，栅极驱动模块的输出端连接推挽驱动模块的输入端，推挽驱动模块的输出端连接超声换能器的输入端，过流保护模块的检测端连接推挽驱动模块的输出端，过流保护模块的输出端连接信号处理模块的输入端，电模块分别电性连接所述信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块。增大栅极驱动电流，可以大幅度提高MOSFET开关速度，具有体积小、频率高、效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于医疗设备
，尤其涉及一种用于超声治疗设备的高频超声波驱动器。
技术介绍
超声波驱动器作用是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器工作。传统的驱动器都采用自激振荡或桥式开关电路来驱动大功率低频超声换能器，频率基本20KHz~120kHz之间，多用在探测、清洗等领域。现有的超声波驱动器电路结构复杂，工作频率在20KHz~120KHz之间，远低于超声治疗设备所使用的频率段（0.8MHz~15MHz）。同时体积较大，不能满足超声治疗设备小型化设计目标。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高频超声波驱动器，旨在解决上述的技术问题。本技术是这样实现的，一种高频超声波驱动器，所述高频超声波驱动器包括信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块及供电模块，所述信号处理模块的输出端连接栅极驱动模块的输入端，所述栅极驱动模块的输出端连接所述推挽驱动模块的输入端，所述推挽驱动模块的输出端连接所述超声换能器的输入端，所述过流保护模块的检测端连接所述推挽驱动模块的输出端，所述过流保护模块的输出端连接所述信号处理模块，所述供电模块分别电性连接所述信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块。本技术的进一步技术方案是：所述过流保护模块通过电阻检测驱动电流大小，并与预设值进行比较超过预设值则立即关闭驱动输出。本技术的进一步技术方案是：该高频超声波驱动器还包括中央处理器（MCU），所述中央处理器的输出端连接所述信号处理模块的输入端，所述供电模块电性连接所述中央处理器（MCU）。本技术的进一步技术方案是：所述信号处理模块包括运算放大器U6A、运算放大器U9A、电阻R7、电阻R9、芯片U4B、电容C16、或非门U5A、或非门U5B及与非门U8A，所述运算放大器U6A的第7脚分别连接所述电阻R7的一端及中央处理器的输出端ClkA，所述运算放大器U6A的第8脚分别连接所述电阻R7的另一端及中央处理器的输出端ClkB，所述运算放大器U6A的第2脚连接所述芯片U4B的第11脚，所述芯片U4B的第14脚分别连接电源VCC1、电容C16的一端及芯片U4B的第10、14脚，所述芯片U4B的第9脚连接所述或非门U5A的第1脚，所述芯片U4B的第8、12脚连接所述或非门U5B的第6脚，所述运算放大器U9A的第7脚分别连接所述电阻R9的一端及中央处理器的输出端Ctr_B，所述运算放大器U9A的第8脚分别连接所述电阻R9的另一端及中央处理器的输出端Ctr_A，所述运算放大器U9A的第2脚连接所述与非门U8A的第2脚，所述与非门U8A的第3脚分别连接所述或非门U5A的第2脚及或非门U5B的第7脚，所述或非门U5A的第4脚、电容C16的另一端、芯片U4B的第7脚、运算放大器U6A的第4脚及与非门U8A的第7脚均接地，所述运算放大器U6A的第1脚、或非门U5A的第8脚及与非门U8A的第14脚均连接电源VCC1。本技术的进一步技术方案是：所述栅极驱动模块包括电阻R6、电阻R8、芯片U2、芯片U3、电阻R3及电阻R5，所述芯片U2的第2、5脚分别连接所述电阻R6的一端及或非门U5A的第3脚，所述芯片U2的第4、6脚分别连接所述电阻R3的一端，所述芯片U3的第2、5脚分别连接所述电阻R8的一端及或非门U5B的第5脚，所述芯片U3的第4、6脚分别连接所述电阻R5的一端，所述芯片U2的第1脚、芯片U3的第1脚、电阻R6的另一端及电阻R8的另一端均连接电源VCC2，所述芯片U2的第3脚及芯片U3的第3脚均接地。本技术的进一步技术方案是：所述推挽驱动模块包括MOS管Q1、MOS管Q2、电容C17、电容C19、电容C18、变压器T1及晶振Y1，所述MOS管Q1的栅极连接所述电阻R3的另一端，所述MOS管Q1的漏极分别连接所述电容C17的一端及变压器T1的输入第1脚，所述MOS管Q1的源极分别连接所述电容C17的另一端、电容C19的一端及MOS管Q2的源极，所述MOS管Q2的栅极连接所述电阻R5的另一端，所述MOS管Q2的漏极分别连接所述电容C19的另一端及变压器T1的输入第2脚，所述变压器T1的输出第1脚分别连接所述电容C18的一端、晶振Y1的一端及输出，所述变压器T1的输出第2脚分别连接所述电容C18的另一端、晶振Y1的另一端及输出。本技术的进一步技术方案是：所述过流保护模块包括电阻R18、电阻R19、电阻R13、电阻R16、电容C35、电阻R21、变阻器RP1、运算放大器U10B、电阻R14、电阻R11、电容C39、稳压二极管D4、运算放大器U10A、电阻R20、电阻R15、电阻R10、芯片U4A及驱动器DRV，所述电阻R13的一端分别连接所述电阻R18的一端、电阻R19的一端、电容C17的另一端、电容C19的另一端、MOS管Q1的源极及MOS管Q2的源极，所述电阻R13的另一端分别连接所述电阻R16的一端、电容C35的一端及运算放大器U10B的正输入，所述运算放大器U10B的负输入连接所述变阻器RP1的滑动端，所述变阻器RP1的一端经所述电阻R21连接电源VCC1，所述运算放大器U10B的输出端连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端分别连接所述电容C39的一端及运算放大器U10A的正输入，所述运算放大器U10A的负输入分别连接稳压二极管D4的阴极及电阻R11的一端，所述运算放大器U10A的输出端分别连接所述电阻R20的一端及电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端连接所述芯片U4A的第3脚，所述芯片U4A的第6脚分别连接所述与非门U8A的第1脚及驱动器DRV的输入端，所述芯片U4A的第2脚经所述电阻R10连接电源VCC1，所述运算放大器U10A第8脚及电阻R11的另一端均连接电源VCC1，所述电阻R20的另一端、运算放大器U10A的第4脚、稳压二极管D4的阳极、电容C39的另一端、变阻器RP1的另一端、电阻R16的另一端、电容C35的另一端、电阻R18的另一端及电阻R19的另一端均接地。本技术的进一步技术方案是：所述MOS管Q1、Q2的开关频率为0.8MHz-15 MHz。本技术的进一步技术方案是：所述栅极驱动模块的传输延迟低于2ns。本技术的进一步技术方案是：所述MOS管Q1、Q2的最大驱动电流为9A。本技术的有益效果是：增大栅极驱动电流，可以大幅度提高MOSFET开关速度，具有体积小、频率高、效率高等优点。采用入电容非常小的MOSFET，同时使用开关速度非常快的栅极驱动器，使用磁导率为10的镍锌磁环来制作末级阻抗匹配变压器，超声驱动器的工作频率范围0.8MHz~15MHz，输出功率0~30W。本高频超声波驱动器集成度高，体积非常小，可方便装配在移动式和便携式设备中。附图说明图1是本技术实施例提供的高频超声波驱动器的结构框图。图2是本技术实施例提供的高频超声波驱动器的电气原理图。具体实施方式如图1、2所示，本技术提供的高频超声波驱动器，所述高频超声波驱动器包括信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块及供电模块，所述信号处理模块的输出端连接栅极驱动模块的输入端，所述栅极驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频超声波驱动器，其特征在于，所述高频超声波驱动器包括信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块及供电模块，所述信号处理模块的输出端连接栅极驱动模块的输入端，所述栅极驱动模块的输出端连接所述推挽驱动模块的输入端，所述推挽驱动模块的输出端连接所述超声换能器的输入端，所述过流保护模块的检测端连接所述推挽驱动模块的输出端，所述过流保护模块的输出端连接所述信号处理模块，所述供电模块分别电性连接所述信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块。

【技术特征摘要】
1.一种高频超声波驱动器，其特征在于，所述高频超声波驱动器包括信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块及供电模块，所述信号处理模块的输出端连接栅极驱动模块的输入端，所述栅极驱动模块的输出端连接所述推挽驱动模块的输入端，所述推挽驱动模块的输出端连接所述超声换能器的输入端，所述过流保护模块的检测端连接所述推挽驱动模块的输出端，所述过流保护模块的输出端连接所述信号处理模块，所述供电模块分别电性连接所述信号处理模块、栅极驱动模块、推挽驱动模块、超声换能器、过流保护模块。2.根据权利要求1所述的高频超声波驱动器，其特征在于，该高频超声波驱动器还包括中央处理器（MCU），所述中央处理器的输出端连接所述信号处理模块的输入端，所述供电模块电性连接所述中央处理器（MCU）。3.根据权利要求2所述的高频超声波驱动器，其特征在于，所述信号处理模块包括运算放大器U6A、运算放大器U9A、电阻R7、电阻R9、芯片U4B、电容C16、或非门U5A、或非门U5B及与非门U8A，所述运算放大器U6A的第7脚分别连接所述电阻R7的一端及中央处理器的输出端ClkA，所述运算放大器U6A的第8脚分别连接所述电阻R7的另一端及中央处理器的输出端ClkB，所述运算放大器U6A的第2脚连接所述芯片U4B的第11脚，所述芯片U4B的第14脚分别连接电源VCC1、电容C16的一端及芯片U4B的第10、14脚，所述芯片U4B的第9脚连接所述或非门U5A的第1脚，所述芯片U4B的第8、12脚连接所述或非门U5B的第6脚，所述运算放大器U9A的第7脚分别连接所述电阻R9的一端及中央处理器的输出端Ctr_B，所述运算放大器U9A的第8脚分别连接所述电阻R9的另一端及中央处理器的输出端Ctr_A，所述运算放大器U9A的第2脚连接所述与非门U8A的第2脚，所述与非门U8A的第3脚分别连接所述或非门U5A的第2脚及或非门U5B的第7脚，所述或非门U5A的第4脚、电容C16的另一端、芯片U4B的第7脚、运算放大器U6A的第4脚及与非门U8A的第7脚均接地，所述运算放大器U6A的第1脚、或非门U5A的第8脚及与非门U8A的第14脚均连接电源VCC1。4.根据权利要求3所述的高频超声波驱动器，其特征在于，所述栅极驱动模块包括电阻R6、电阻R8、芯片U2、芯片U3、电阻R3及电阻R5，所述芯片U2的第2、5脚分别连接所述电阻R6的一端及或非门U5A的第3脚，所述芯片U2的第4、6脚分别连接所述电阻R3的一端，所述芯片U3的第2、5脚分别连接所述电阻R8的一端及或非门U5B的第5脚，所述芯片U3的第4、6脚分别连接所述电阻R5的一端，所述芯片U2的第1脚、芯片U3的第1脚、电阻R6的另一端及电阻R8的另一端均连接电源VCC2，所述芯片U2的第3脚及芯片U3的第3脚均接地。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，刘志昌，
申请(专利权)人：深圳市慧康精密仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44