一种电外科能量发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电外科能量发生器，包括AC‑DC转换器、DC‑DC转换器、DC‑AC功放、一个或两个电极、控制器、以及用于检测电极电流回路中实时组织阻抗的传感器组件；DC‑DC转换器的输出端与DC‑AC功放高压输入端连接，控制器的RF信号输出端与DC‑AC功放高频驱动信号输入端连接，DC‑AC功放反馈端与控制器RF参考端连接；控制器的PWM信号输出端与DC‑DC转换器的功率MOS管的控制端连接，控制器根据实时组织阻抗不同，控制PWM信号的输出。控制器直接输出PWM信号控制DC‑DC转换器中的功率MOS管的导通和截止，抗干扰能力强，动态响应快，控制精度高，对人体组织切割和凝血的更精细化处理和实时响应。

【技术实现步骤摘要】
一种电外科能量发生器
本技术涉及能量发生器领域，特别是涉及一种电外科能量发生器。
技术介绍
电外科能量发生器产生高频高压和高频电流，作用于需要手术的部位，以产生切割、凝血的手术效果。在单极应用中，能量发生器从手术电极输出高频高压和高频电流，同时通过中性电极返回，形成一个电流回路，在双极应用中，能量发生器从其中一个电极流出高频高压和高频电流，从另一电极返回，形成一个电流回路。在单极和/或双极应用中，电流经过手术部分的不同组织，以及手术中所处于的切割、凝血状态，会产生不同的阻抗特性，电外科设备根据电极回路检测到的实际阻抗和当前设定的预期功率，实时调整能量发生器中DC-DC转换器输出的直流电压值，进而通过DC-AC功放电路产生调整后的高频高压和高频电流，以产生不同的临床效果。现有技术中公开号为CN103204082B的中国专利中公开了电动汽车DC/DC控制器，包括相移全桥PWM控制模块，用于接收输入直流电压并将所述输入直流电压转换成给电动汽车的蓄电池充电的输出直流电压；检测模块，用于检测所述相移全桥PWM控制模块的输入电流和输出电压；微控制模块，用于根据所述检测模块检测的所述输入电流和输出电压是否异常、以及根据电动汽车的电机驱动模块和整车控制模块对其发出的控制指令控制所述相移全桥PWM控制模块。其中，相移全桥PWM控制模块包括相移全桥控制芯片UCC28950。该技术方案通过采用相移全桥PWM控制模块，虽然实现了纯硬件的控制大大降低系统的复杂度和不可靠性，大大降低了成本，节约了安装空间。但是，微控制模块根据检测模块的输出信号以及根据电动汽车的电机驱动模块和整车控制模块对其发出的控制指令发送控制信号至相移全桥控制芯片，相移全桥控制芯片再输出移相PWM控制信号用于控制DC/DC转换单元中的开关管；同时由于相移全桥控制芯片本身频率响应等特性的局限性导致该DC/DC控制器控制精度较低、灵活性差、动态响应较慢、多单元并行运行控制较难。现有电外科能量发生器DC-DC电源部分控制方式也多采用相移全桥控制芯片控制移相全桥DC/DC转换电路的方式，电外科能量发生器的控制器根据手术电极部分的传感器检测回来的输出能量和组织参数生成期望DC-DC电源输出电压对应的数字信号，该数字信号经过高精度的DAC转换为模拟控制信号，相移全桥控制芯片接收到该模拟控制信号后产生相应的PWM控制信号来实现对移相全桥DC/DC转换电路中功率MOS管的开关控制，从而使DC-DC电源持续的产生期望的直流电压值，该直流电压经过DC-AC功放调制输出产生电外科能量的高频高压和高频电流，从而实现组织效应。由于电外科手术设备在工作过程中会产生较大的干扰，同时模拟控制本身相对于数字控制信号更易受到干扰，故该技术实现的控制精度较低、可靠性较差；组织在切割或凝血过程中，其各种参数都在快速的变化，相移全桥控制芯片产生的PWM信号的频率提升有限，并且控制信号需要经过DAC转换后才能实现控制，有一定的时间延迟，很难实现更高的动态响应，易造成由于组织阻抗变化带来更大的功率偏差，可能无法实现更为理想的组织效应。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种电外科能量发生器。为了实现本技术的上述目的，本技术提供了一种电外科能量发生器，包括AC-DC转换器、DC-DC转换器、DC-AC功放、一个或两个电极、控制器、以及用于检测电极电流回路中实时组织阻抗的传感器组件；所述AC-DC转换器输入端与市电连接，AC-DC转换器输出端与DC-DC转换器的输入端连接，DC-DC转换器的输出端与DC-AC功放高压输入端连接，控制器的RF信号输出端与DC-AC功放高频驱动信号输入端连接，DC-AC功放反馈端与控制器RF参考端连接，DC-AC功放输出端与电极的第一端连接，所述电极的第二端作用在人体手术部位上，传感器组件中各传感器的输出端分别与控制器的信号输入端连接；所述控制器的PWM信号输出端与所述DC-DC转换器的功率MOS管的控制端连接，所述控制器根据实时组织阻抗不同，控制PWM信号的输出。上述技术方案的有益技术效果为：控制器直接输出PWM信号控制DC-DC转换器中的功率MOS管的导通和截止，抗干扰能力强，动态响应快，控制精度高，控制算法更灵活，使电外科能量发生器装置能更快更准确传递组织所需的能量。对人体组织切割和凝血的更精细化处理和实时响应，从而实现更好的组织效应，实现能量输出智能化控制。在本技术的一种优选实施方式中，还包括设置电极作用在人体手术部位上的目标功率的输入装置，所述输入装置的输出端与所述控制器的目标功率输入端连接。上述技术方案的有益技术效果为：便于医生根据手术实际情况输入电极作用在人体部位的目标功率，可以为键盘或者触摸屏或者按键之一。在本技术的一种优选实施方式中，还包括与所述DC-DC转换器输出端并接的第一电容，泄放和回收所述第一电容的存储能量的能量泄放与回收电路；所述能量泄放与回收电路包括变压器、第一开关电路、第二开关电路、以及控制第一开关电路和第二开关电路断开或闭合的逻辑控制模块；所述第一电容、变压器的初级线圈和第一开关电路构成了能量泄放回路，所述能量泄放回路的结构为：所述第一电容的第一端与变压器初级线圈的非同名端连接，变压器初级线圈的同名端与第一开关电路的第一连接端连接，第一开关电路的第二连接端与地连接，第一开关电路的开关端与逻辑控制模块的泄放控制端连接；所述第一电容、变压器的次级线圈和第二开关电路构成了能量回收回路，所述能量回收回路的结构为：所述第一电容的第一端还与第二开关电路的第一连接端连接，第二开关电路的第二连接端与变压器次级线圈的同名端连接，变压器次级线圈的非同名端与地连接，第二开关电路的开关端与逻辑控制模块的回收控制端连接,所述第一电容的第二端与地连接；在所述变压器次级线圈的同名端上还连接有一个或多个第二电容，所述第二电容的第一端与变压器次级线圈的同名端连接，第二电容的第二端与地连接。上述技术方案的有益技术效果为：基于变压器的结构和电磁感应原理，使用初级线圈构成能量泄放回路，次级线圈构成能量回收回路，不以热能形式耗散泄放的能量，将泄放的能量存储起来，实现了第一电容的存储能量快速泄放和回收，节能，该电路结构能减小所在系统的温升，提高系统的动态响应特性，提高了可靠性。通过第二电容对次级线圈中的能量进行存储，将初级线圈的能量转移至第二电容，能增加能量回收电路的能量储存能力，在短时间内能提供足够大的峰值电流，使储能电容的电压能够快速上升。解决了DC-DC转换器输出电压的调整响应速度受制于其输出端并联大电容储存过多的能量问题，使电极输出功率快速达到目标功率，提高能量发生器的动态响应特性，具有很好的临床效果。在本技术的一种优选实施方式中，在所述第二电容的第一端与变压器次级线圈的同名端之间串接有一个或多个第一二极管，所述第一二极管的阳极与变压器次级线圈的同名端连接，第一二极管的阴极与第二电容的第一端连接；和/或在所述第一电容的第一端与第二开关电路的第一连接端之间串接有一个或多个第二二极管，所述第二二极管的阴极与第一电容的第一端连接，第二二极管的阳极与第二开关电路的第一连接端连接。上述技术方案的有益技术效果为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电外科能量发生器，其特征在于，包括AC‑DC转换器、DC‑DC转换器、DC‑AC功放、一个或两个电极、控制器、以及用于检测电极电流回路中实时组织阻抗的传感器组件；所述AC‑DC转换器输入端与市电连接，AC‑DC转换器输出端与DC‑DC转换器的输入端连接，DC‑DC转换器的输出端与DC‑AC功放高压输入端连接，控制器的RF信号输出端与DC‑AC功放高频驱动信号输入端连接，DC‑AC功放反馈端与控制器RF参考端连接，DC‑AC功放输出端与电极的第一端连接，所述电极的第二端作用在人体手术部位上，传感器组件中各传感器的输出端分别与控制器的信号输入端连接；所述控制器的PWM信号输出端与所述DC‑DC转换器的功率MOS管的控制端连接，所述控制器根据实时组织阻抗不同，控制PWM信号的输出。

【技术特征摘要】
1.一种电外科能量发生器，其特征在于，包括AC-DC转换器、DC-DC转换器、DC-AC功放、一个或两个电极、控制器、以及用于检测电极电流回路中实时组织阻抗的传感器组件；所述AC-DC转换器输入端与市电连接，AC-DC转换器输出端与DC-DC转换器的输入端连接，DC-DC转换器的输出端与DC-AC功放高压输入端连接，控制器的RF信号输出端与DC-AC功放高频驱动信号输入端连接，DC-AC功放反馈端与控制器RF参考端连接，DC-AC功放输出端与电极的第一端连接，所述电极的第二端作用在人体手术部位上，传感器组件中各传感器的输出端分别与控制器的信号输入端连接；所述控制器的PWM信号输出端与所述DC-DC转换器的功率MOS管的控制端连接，所述控制器根据实时组织阻抗不同，控制PWM信号的输出。2.如权利要求1所述的电外科能量发生器，其特征在于，还包括设置电极作用在人体手术部位上的目标功率的输入装置，所述输入装置的输出端与所述控制器的目标功率输入端连接。3.如权利要求1所述的电外科能量发生器，其特征在于，还包括与所述DC-DC转换器输出端并接的第一电容，泄放和回收所述第一电容的存储能量的能量泄放与回收电路；所述能量泄放与回收电路包括变压器、第一开关电路、第二开关电路、以及控制第一开关电路和第二开关电路断开或闭合的逻辑控制模块；所述第一电容、变压器的初级线圈和第一开关电路构成了能量泄放回路，所述能量泄放回路的结构为：所述第一电容的第一端与变压器初级线圈的非同名端连接，变压器初级线圈的同名端与第一开关电路的第一连接端连接，第一开关电路的第二连接端与地连接，第一开关电路的开关端与逻辑控制模块的泄放控制端连接；所述第一电容、变压器的次级线圈和第二开关电路构成了能量回收回路，所述能量回收回路的结构为：所述第一电容的第一端还与第二开关电路的第一连接端连接，第二开关电路的第二连接端与变压器次级线圈的同名端连接，变压器次级线圈的非同名端与地连接，第二开关电路的开关端与逻辑控制模块的回收控制端连接,所述第一电容的第二端与地连接；在所述变压器次级线圈的同名端上还连接有一个或多个第二电容，所述第二电容的第一端与变压器次级线圈的同名端连接，第二电容的第二端与地连接。4.如权利要求3所述的电外科能量发生器，其特征在于，在所述第二电容的第一端与变压器次级线圈的同名端之间串接有一个或多个第一二极管，所述第一二极管的阳极与变压器次级线圈的同名端连接，第一二极管的阴极与第二电容的第一端连接；和/或在所述第一电容的第一端与第二开关电路的第一连接端之间串接有一个或多个第二二极管，所述第二二极管的阴极与第一电容的第一端连接，第二二极管的阳极与第二开关电路的第一连接端连接。5.如权利要求3所述的电外科能量发生器，其特征在于，所述第一开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的漏极与变压器初级线圈的同名端连接，第一MOS管的源极与地连接，第一MOS管的栅极与逻辑控制模块的泄放控制端连接；和/或所述第一开关电路还包括泄放限流电路，所述泄放限流电路包括设置在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德超，徐松，童万里，胡中意，阳长永，
申请(专利权)人：重庆金山科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50