一种医用超声波电源的动态匹配网络及其匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种医用超声波电源的动态匹配网络及其匹配方法，其中匹配网络包括反馈电路、控制器，以及依次连接的信号发生器、整流滤波电路、功率逆变电路、匹配变压器、匹配电感、超声波换能器；匹配电感用于对超声波换能器进行补偿；反馈电路用于获取超声波换能器两端电压有效值和电流有效值，以及电压信号与电流信号的相位差；控制器用于根据上述数据对匹配电感的电感值进行调节。反馈电路实时监测超声波换能器的电压和电流有效值以及电压与电流信号的相位差，利用控制器控制匹配电感接入的电感值，实现超声波换能器的工作过程始终处在谐振状态。动态响应速度快、精度高、声电转换效率大，同时电路结构简单，成本低，具有较广的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种医用超声波电源的动态匹配网络及其匹配方法
本专利技术涉及超声波电源领域，尤其涉及一种医用超声波电源的动态匹配网络及其匹配方法。
技术介绍
超声波是指频率大于20KHz以上的声波，因其方向性好，穿透力强，已被广泛应用于军事、工业、农业、医学等诸多领域。在医学领域，超声技术主要应用在超声刀手术、超声波雾化、B超检查、超声波制药等方面。相较于传统手术，超声刀手术具有切割精度高、创伤范围小、凝血效果佳、视野更加清晰、手术时间大幅缩短、术后恢复快等优点，给医生和患者都带来了巨大好处。作为超声刀手术系统中一个重要的组成部分——超声波发生器，或称为超声波电源，是一种向超声换能器提供能量的装置。它的作用是将市电(220V&50Hz)转变为超声信号来驱动超声换能器，并同时控制整个振动系统的运行。在超声振动系统中，超声波电源与换能器的阻抗匹配效果起着重要作用，其优劣程度直接决定超声振动系统能否安全工作，如果匹配失真，会造成换能器温度升高，电声转换效率降低，严重时甚至烧毁换能器。换能器作为超声系统中的负载，其本身具有容性阻抗特性。因此，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，包括反馈电路、控制器，以及依次连接的信号发生器、整流滤波电路、功率逆变电路、匹配变压器、匹配电感、超声波换能器；/n所述反馈电路的输入端与所述超声波换能器连接，其输出端与所述控制器连接；所述控制器的输出端与所述匹配电感连接；/n所述匹配电感的电感值可调，且用于对所述超声波换能器进行补偿，实现调谐匹配；/n所述反馈电路用于实时获取所述超声波换能器两端电压有效值和电流有效值，以及获取所述超声波换能器两端电压信号与电流信号的相位差，并传输至控制器；/n所述控制器用于根据接收的实时的电压有效值、电流有效值以及电压信号与电流信号的相位差对所述匹配电感的电...

【技术特征摘要】
1.一种医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，包括反馈电路、控制器，以及依次连接的信号发生器、整流滤波电路、功率逆变电路、匹配变压器、匹配电感、超声波换能器；
所述反馈电路的输入端与所述超声波换能器连接，其输出端与所述控制器连接；所述控制器的输出端与所述匹配电感连接；
所述匹配电感的电感值可调，且用于对所述超声波换能器进行补偿，实现调谐匹配；
所述反馈电路用于实时获取所述超声波换能器两端电压有效值和电流有效值，以及获取所述超声波换能器两端电压信号与电流信号的相位差，并传输至控制器；
所述控制器用于根据接收的实时的电压有效值、电流有效值以及电压信号与电流信号的相位差对所述匹配电感的电感值进行调节。


2.根据权利要求1所述的医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，所述信号发生器用于产生频率为30KHz～60KHz的驱动信号。


3.根据权利要求1所述的医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，所述整流滤波电路包括相互连接的整流单元和滤波单元；所述整流单元为不控桥式整流电路，用于完整交直流转换；所述滤波单元用于抑制直流脉动和消除交流谐波。


4.根据权利要求1所述的医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，所述功率逆变电路为全桥逆变电路。


5.根据权利要求1所述的医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，所述匹配变压器为采用E型铁氧体磁芯的高频变压器。


6.根据权利要求1至5任一项所述的医用超声波电源的动态匹配网络，其特征在于，所述匹配电感包括多个串联的uH级别的功率电感，且每个电感的两端并联有一个继电器，所述继电器与所述控制器连接，所述控制器通过控制所述继电器的通断来操作对应电感的短路或接入。


7.根据权利要求6所述的医用超声波电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李益民，王霄，
申请(专利权)人：湖南瀚德微创医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43