包括具有漏电控制绕组且具有电容器的变压器的控制台制造技术

一种用于电动手术工具(310)的控制台，包括具有次级绕组(264)的变压器(250)，工具驱动信号存在于次级绕组上。变压器内部还具有匹配电流源，其包括漏电控制绕组(246)和电容器。由匹配电流源供应的电流至少部分地抵消可能存在的漏电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有漏电控制绕组且具有电容器的变压器的控制台专利
本专利技术总体上涉及一种向电动手术工具供应驱动信号的电源控制台(powerconsole)。本专利技术的电源控制台包括具有内部匹配电流源的变压器。该电流源产生被匹配至寄生电流的电流以最小化漏电流。.
技术介绍
通常可以认为电动手术工具系统具有三个基本组成部分。控制组件产生驱动信号，该驱动信号具有用于致动本系统的第二组成部分、电力发生器(powergenerator)所需的特征。电力发生器典型地将驱动信号的电能转换成另一种形式的能量。电能转换成的能量的类型包括机械能，热能(热)和光子(光)能。该工具系统的第三组成部分是能量施加器。能量施加器接收电力发生器输出的能量并将该能量施加到目标组织以执行特定的治疗任务。一些工具系统被设计用于施加被引向目标组织的电能。在这种类型的系统中，电力发生器实质上是驱动信号被施加到暴露的电极上的导体，电流通过该电极提供到组织。这些电极用作能量施加器。许多手术工具系统的一体部件是机头。至少，机头是设计成由医师握持的物理部件，能量施加器从机头延伸。通常，电力发生器包含在机头中。一种如此设计的手术工具系统是超声手术工具系统。该系统的机头包括由一个或多个驱动器组成的电力发生器。每个驱动器响应于AC信号的施加而振动。喇叭形部与驱动器紧密地机械耦合。用作能量施加器的尖端从喇叭形部向远侧延伸。驱动器的振动促使喇叭形部中甚至尖端中类似的振动。振动的尖端抵靠着组织运动导致组织的消融、移除。许多电动手术工具系统与其他电动组件共有的固有特征是跨过这些系统的组成部分存在寄生电容。寄生电容是横跨电压不等的两个部件而存在的电容。存在该电容的结果是寄生电流可以流过其中的一个部件。例如，当机头包括施加AC驱动信号的电力产生单元时，由于机头和机头内部发电部件的金属结构(电流流经)之间的寄生电容，寄生电流可以流过金属结构部件。该寄生电流有助于所谓的漏电流。漏电流是流经出于其他目的而施加了电流的系统部件的不希望的电流。出于安全原因，电动手术工具的机头被应用的患者被认为与大地相连。如果可能存在漏电流的机头被应用到患者，那么理论上漏电流可以通过患者流到地面。该电流可能不利地影响患者自身器官和组织的功能。这就是为什么具有旨在应用至大多数患者的机头的手术工具系统通常被设计成确保额定漏电流小于100微安。具有旨在应用至心脏组织的机头的手术工具系统典型地必须设计成使额定漏电流小于10微安。这些要求基于IEC60601医疗设计标准。IEC60601标准还描述了测试电动手术工具的过程，以确保漏电流低于这些最大值。还有一个要求是，出于安全原因，应用于患者的工具不能用作到地面的连接。这样，如果来自另一个源的电压被以某种方式施加到了患者，本工具将不起接地的作用，接地会导致电流流过患者。采用了许多方法来减少来自电动手术机头的漏电流的流动。一种方法是减小寄生电容，以减少寄生电流。如果工具是超声机头，则可以通过在驱动器和喇叭形部之间提供电绝缘阻抗盘来减小寄生电容，其中机头的机械部件将由驱动器振动。与提供这些盘相关的缺点是它们抑制了从驱动器到喇叭形部和尖端的振动传递。这种机械阻尼降低了手机的效率。减少漏电流的第二种方法是提供匹配电流源。匹配电流源向与机头电力产生单元相关联的低侧导体施加电流。理想地，该匹配电流与高侧导体上存在的寄生电流方向相反并且大小相等。匹配电流抵消寄生电流。理想地，寄生电流的抵消消除了寄生电流对漏电流的贡献。漏电流主要由寄生电流组成。因此，寄生电流的消除基本上消除了漏电流从机头通过患者的流动。匹配电流源由两个组成部分形成。这些组成部分中的第一个是与变压器一体的补充绕组，是控制组件的一部分。这些组成部分中的第二个是与变压器不同的电容器。上述类型的组件相当好地用于提供匹配电流源，该电流源提供用于抵消流过高侧导体的漏电流的电流。然而，目前的做法是采用Y型电容器作为电流源的第二组成部分。可以允许在Y型电容器上产生的最大电压通常为250VAC或更低。超声机头的导体上存在的电压通常可能超过1000VAC。因此，已经证明很难证实具有带匹配电流源的超声驱动器的手术工具系统能够减少漏电流的大小。与为电动手术工具系统提供用于减小漏电流的匹配电流源相关的另一个困难是可能难以调节流出该电流源的电流。这可能导致工具系统进入寄生电流和匹配电流实质上不相等的状态。如果机头进入该状态，则存在高于可容许水平的漏电流流过患者的可能。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于手术工具系统的新型且有用的电源控制台。电源控制台用作向系统的电力产生单元提供驱动信号的系统组件。更具体地，本专利技术的手术工具系统的电源控制台包括具有独立匹配电流源的变压器。本专利技术的电源控制台包括变压器，该变压器用作输出驱动信号的控制台部件，所述驱动信号被施加到系统机头的电力产生单元。输入信号施加到变压器的初级绕组。存在于变压器次级绕组上的信号是驱动信号。变压器还包括匹配电流源。该匹配电流源产生的电流与在高侧导体之间存在的寄生电流大小相等、方向相反，驱动信号在该高侧导体上施加到工具系统的电力产生单元。该匹配电流源包括绕组和电容器。绕组称为漏电控制绕组。漏电控制绕组的一端接地。电容器串联在漏电控制绕组的自由端和低侧导体之间。通常，匹配电流源的电容器包括缠绕在变压器的绕组周围的至少一层导电箔。该导电包层用作电容器的一个极板。在本专利技术的一些形式中，变压器包括围绕这些绕组设置的第二导电包层。在本专利技术的一些类型中，该第二包层用作电容器的第二极板。在本专利技术的这个版本的一些类型中，第二导电包层用作环绕该导电材料层所包裹的一个或多个绕组的屏蔽。在本专利技术的一些形式中，这些绕组中的一个绕组的一部分也用作匹配电流源的电容器的第二极板。在本专利技术的这种形式的一些类型中，次级绕组的至少一部分用作容器的第二极板。在本专利技术的这种形式的其它类型中，漏电流绕组用作电容器的第二极板。在本专利技术的一些形式中，漏电流绕组包括多个子绕组。一个或多个开关将这些子绕组连接在一起。本专利技术的这个特征允许对于初级绕组上的给定电压而对由匹配电流源产生的电压、乃至于电流进行选择性地设定。这允许选择性地设置由匹配电流源供应的电流水平。这提供了在与变压器一体的控制台的制造期间以增加的精度设定由匹配电流源提供的电流水平的能力，使得该电流水平基本上等于寄生电流。在本专利技术的一些结构中，这种设定由匹配电流源提供的电流水平的能力还使得可以使用单一控制台向需要明显不同频率的驱动信号的机头提供驱动信号。在本专利技术的许多形式中，变压器还包括感测绕组。感测绕组上的信号被系统的其他部件用作表示驱动信号的电压的信号。在存在感测绕组的本专利技术的一些形式中，感测绕组连接到漏电控制绕组。本专利技术的一些电动手术工具系统是超声工具系统。超声工具系统包括一个或多个驱动器。驱动器是用作系统的电力产生单元的换能器。当AC驱动信号被施加于这些驱动器时，它们周期性地收缩和膨胀。尖端被机械连接到这些驱动器。驱动器的膨胀/收缩引起尖端的振动运动。将尖端应用于患者的组织，使得振动作用对组织产生适当的治疗效果。附图说明本申请所针对的专利技术在权利要求中详细指出了。从以下结合附图的详细描述中可以理解本专利技术的上述和其它特征和优点，其中：图1描绘了包括本专利技术的特征的电动手术工具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制台(50)，用于向手术工具(310)的电力产生单元(324)供应驱动信号，所述控制台包括：变压器(250，250a，250b，250c)，其具有施加AC电压的初级绕组(252)；和次级绕组(264)，在所述次级绕组(264)上感应驱动信号，使得所述驱动信号能够被施加到所述手术工具(310)的电力产生单元(324)；匹配电流源，其包括漏电控制绕组(246)和电容器(248)，存在于所述初级绕组上的AC信号在所述漏电控制绕组上感应出电压，所述电容器连接在漏电控制绕组和变压器次级绕组之间，所述匹配电流源被设计用于产生一电流，所述电流至少部分地抵消由寄生电容引起的存在于驱动信号中的漏电流，其特征在于：所述匹配电流源的漏电控制绕组(246)和电容器(248)两者都在变压器(250，250a，250b，250c)的内部，其中所述电容器包括至少一个极板，其由围绕着所述变压器的所述绕组中的至少一个绕组缠绕的导电材料层(280，288，290)形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.31 US 62/343,4331.一种控制台(50)，用于向手术工具(310)的电力产生单元(324)供应驱动信号，所述控制台包括：变压器(250，250a，250b，250c)，其具有施加AC电压的初级绕组(252)；和次级绕组(264)，在所述次级绕组(264)上感应驱动信号，使得所述驱动信号能够被施加到所述手术工具(310)的电力产生单元(324)；匹配电流源，其包括漏电控制绕组(246)和电容器(248)，存在于所述初级绕组上的AC信号在所述漏电控制绕组上感应出电压，所述电容器连接在漏电控制绕组和变压器次级绕组之间，所述匹配电流源被设计用于产生一电流，所述电流至少部分地抵消由寄生电容引起的存在于驱动信号中的漏电流，其特征在于：所述匹配电流源的漏电控制绕组(246)和电容器(248)两者都在变压器(250，250a，250b，250c)的内部，其中所述电容器包括至少一个极板，其由围绕着所述变压器的所述绕组中的至少一个绕组缠绕的导电材料层(280，288，290)形成。2.根据权利要求1所述的控制台(50)，其中：所述导电材料层用作所述匹配电流源的电容器的第一极板(2480)；并且所述变压器(250，250a，250b)的所述绕组中的一个绕组的一组匝用作所述匹配电流源的电容器(248)的第二极板。3.根据权利要求2所述的控制台(50)，其中所述次级绕组(264)的一组匝用作所述匹配电流源的电容器(248)的所述第二极板。4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制台(50)，其中多个所述导电材料层(280，288，290)缠绕在所述变压器(250，250a，250b，250c)的所述绕组周围。5.根据权利要求4所述的控制台(50)，其中：至少一个导电材料层(280)用作所述匹配电流源的电容器(248)的极板；并且除用作所述匹配电流源的极板的层(280)之外的至少一个导电材料层(290)被连接到所述变压器的次级绕组(264)的低侧，以便用作屏蔽件。6.根据权利要求3或4所述的控制台(50)，其中：至少一个至少一个导电材料层(280，288)用作所述匹配电流源的电容器(248)的第一极板；除用作所述匹配电流源的所述第一极板的层之外的至少一个导电材料层(290)被连接到所述变压器的次级绕组(264)的低侧，以便用作所述匹配电流源电容器(248)的电容器的第二极板。7.根据权利要求4至6中任一项所述的控制台(50)，其中多个所述导电材料层(280，288)连接在一起，用作所述匹配电流源的电容器(248)的单一极板。8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制台(50)，其中感测绕组(256)设置在所述变压器(250，250a，250b，250c)中。9.根据权利要求8所述的控制台(90)，其中所述感测绕组设置于所述初级绕组(252)和所述次级绕组(264)之间。10.根据权利要求8或9所述的控制台，其中所述漏电控制绕组(246)设置在所述感测绕组(256)的外面，并且所述次级绕组(264)设置在所述漏电控制绕组的外面。11.根据权利要求1至10中任一项所述的控制台(50)，其中所述漏电控制绕组(246)设置在所述初级绕组(252)的外面。12.根据权利要求1，2，3，4，5，6，7，8，9或11中任一项所述的控制台(50)，其中所述漏电控制绕组(246)设置在所述次级绕组(264)的外面。13.根据权利要求1至12中任一项所述的控制台(50)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·唐尼，
申请(专利权)人：史赛克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US