一种超声驱动设备及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种超声驱动设备及其控制方法，该超声驱动设备包括信号发生器、功率放大器和换能器，所述信号发生器的输出端和所述功率放大器连接，所述功率放大器的输出端和所述换能器连接，该控制方法包括获取所述功率放大器的实时采样数据，根据所述实时采样数据计算所述换能器的实时阻抗和电压电流相位差，根据所述实时阻抗和所述电压电流相位差调节所述功率放大器的直流偏置电压和所述信号发生器的驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态，本发明专利技术实施例能够使换能器保持在预设谐振状态下工作，能够使换能器持续稳定输出。能够使换能器持续稳定输出。能够使换能器持续稳定输出。

【技术实现步骤摘要】
一种超声驱动设备及其控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种超声驱动设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]超声消融去神经术是通过导管介入人体血管，通过导管远端球囊发射的非聚焦超声波杀死血管周围的神经细胞，抑制交感神经的过度活跃，治疗肺动脉高压、顽固性高血压。
[0003]超声消融原理是设备输出正弦波电信号激励导管远端球囊内的换能器产生超声波，换能器工作在纯阻性谐振状态是电能转化超声波效率最高的状态，产热最少。
[0004]现有技术中换能器由于制造工艺、工作发热、球囊受挤压程度等原因会造成本身阻抗变化，因此很难通过生产过程中的阻抗校准保证所有导管的换能器在整个过程中保持较佳的谐振状态。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种超声驱动设备及其控制方法，以解决现有技术中换能器不能保持在谐振状态工作的技术问题。
[0006]本专利技术提出的技术方案如下：
[0007]本专利技术实施例第一方面提供一种超声驱动设备的控制方法，超声驱动设备包括信号发生器、功率放大器和换能器，所述信号发生器的输出端和所述功率放大器连接，所述功率放大器的输出端和所述换能器连接，控制方法包括：获取所述功率放大器的实时采样数据；根据所述实时采样数据计算所述换能器的实时阻抗和电压电流相位差；根据所述实时阻抗和所述电压电流相位差调节所述功率放大器的直流偏置电压和所述信号发生器的驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态。
[0008]可选地，所述实时采样数据包括所述功率放大器的输出电压峰值、第一采样电压峰值和第二采样电压峰值；所述根据所述实时采样数据计算所述换能器的实时阻抗和电压电流相位差，包括：基于所述输出电压峰值、所述第一采样电压峰值和所述第二采样电压峰值确定所述实时阻抗和所述电压电流相位差的关系式；根据所述关系式计算所述实时阻抗和所述电压电流相位差。
[0009]可选地，所述关系式为：
[0010][0011]其中，V4为所述第一采样电压峰值，V5为所述第二采样电压峰值，V为所述输出电压峰值，R为采样电阻参数，N为采样线圈参数，Z为所述实时阻抗，θ为所述电压电流相位差。
[0012]可选地，所述根据所述实时阻抗和所述电压电流相位差调节所述功率放大器的直
流偏置电压和所述信号发生器的驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态，包括：根据所述实时阻抗调节所述直流偏置电压，使所述电压电流相位差的值最小；调整所述驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态。
[0013]可选地，所述根据所述实时阻抗调节所述直流偏置电压，使所述电压电流相位差的值最小，包括：比较所述实时阻抗和预设匹配阻抗的大小，若所述实时阻抗不匹配所述预设匹配阻抗，则改变所述直流偏置电压直至所述电压电流相位差的值最小；所述调整所述驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态，包括：调整所述驱动信号的频率，对所述驱动信号进行扫频，获取所述电压电流相位差最小时对应的调节频率；将所述驱动信号的频率设置为所述调节频率。
[0014]可选地，在根据所述实时阻抗调节所述直流偏置电压时，根据所述直流偏置电压调整所述功率放大器的输入功率。
[0015]可选地，在获取实时采样数据前，还包括：识别换能器的导管类型；根据所述导管类型选择接入所述换能器的匹配网络；在使所述换能器处于预设谐振状态后，还包括：控制所述功率放大器的输出功率，使所述功率放大器的输出有功功率达到预期功率。
[0016]本专利技术实施例第二方面提供一种超声驱动设备，包括：信号发生器，用于生成驱动信号并将所述驱动信号发送至功率放大器；所述功率放大器，用于根据所述驱动信号产生不同功率的正弦信号；换能器，用于根据所述正弦信号将电能转换成机械能并输出；反馈模块，用于获取所述功率放大器的实时采样数据；所述控制模块，用于执行如本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的控制方法。
[0017]可选地，所述反馈模块包括电压互感器、电流互感器、第一采样电阻、第二采样电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容，所述电压互感器和电流互感器设置在所述功率放大器的输出端，所述电压互感器的一端分别与所述第一采样电阻的一端和所述第一二极管的正极连接，所述第一采样电阻的另一端分别和所述电流互感器的一端和所述第二采样电阻的一端连接，所述第二采样电阻的另一端分别与所述电压互感器的另一端、所述电流互感器的另一端和所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的负极依次通过所述第一电容、所述第二电容和所述第二二极管的负极连接，所述第一二极管的负极、所述第二二极管的负极、所述电压互感器的一端和所述电流互感器的一端分别和所述控制模块连接。
[0018]可选地，超声驱动设备还包括电源电流监控电路、导管检测电路和若干匹配网络，所述电源电流监控电路一端和所述功率放大器的供电电源连接，另一端和所述控制模块连接，所述导管检测电路一端和所述控制模块连接，另一端和导管接口连接，所述匹配网络的一端和所述换能器连接，另一端和所述功率放大器连接。
[0019]从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：
[0020]本专利技术实施例提供的一种超声驱动设备及其控制方法，超声驱动设备包括信号发生器、功率放大器和换能器，所述信号发生器的输出端和所述功率放大器连接，所述功率放大器的输出端和所述换能器连接，控制方法通过获取所述功率放大器的实时采样数据，根据所述实时采样数据计算所述换能器的实时阻抗和电压电流相位差，根据所述实时阻抗和所述电压电流相位差调节所述功率放大器的直流偏置电压和所述信号发生器的驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态，本专利技术实施例能够使换能器保持在预设谐振状态
下工作，能够使换能器持续稳定输出。
附图说明
[0021]为了更清楚地表达说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例中超声驱动设备的控制方法的流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例中另一超声驱动设备的控制方法的流程图；
[0024]图3为本专利技术实施例中超声驱动设备的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例中另一超声驱动设备的结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例中另一超声驱动设备的结构示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例中超声驱动设备的电路原理框图；
[0028]图7为本专利技术实施例中超声驱动设备的工作流程图；
[0029]图8为本专利技术实施例中直流偏置电压的调整示意图；
[0030]图9为本专利技术实施例中导管检测电路的电路原理框图；
[0031]图10为本专利技术实施例中匹配网络的电路原理图；
[0032]图11为本专利技术实施例中反馈模块的电路原理图。
具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声驱动设备的控制方法，其特征在于，超声驱动设备包括信号发生器、功率放大器和换能器，所述信号发生器的输出端和所述功率放大器连接，所述功率放大器的输出端和所述换能器连接，控制方法包括：获取所述功率放大器的实时采样数据；根据所述实时采样数据计算所述换能器的实时阻抗和电压电流相位差；根据所述实时阻抗和所述电压电流相位差调节所述功率放大器的直流偏置电压和所述信号发生器的驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态。2.根据权利要求1所述的超声驱动设备的控制方法，其特征在于，所述实时采样数据包括所述功率放大器的输出电压峰值、第一采样电压峰值和第二采样电压峰值；所述根据所述实时采样数据计算所述换能器的实时阻抗和电压电流相位差，包括：基于所述输出电压峰值、所述第一采样电压峰值和所述第二采样电压峰值确定所述实时阻抗和所述电压电流相位差的关系式；根据所述关系式计算所述实时阻抗和所述电压电流相位差。3.根据权利要求2所述的超声驱动设备的控制方法，其特征在于，所述关系式为：其中，V4为所述第一采样电压峰值，V5为所述第二采样电压峰值，V为所述输出电压峰值，R为采样电阻参数，N为采样线圈参数，Z为所述实时阻抗，θ为所述电压电流相位差。4.根据权利要求1所述的超声驱动设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述实时阻抗和所述电压电流相位差调节所述功率放大器的直流偏置电压和所述信号发生器的驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态，包括：根据所述实时阻抗调节所述直流偏置电压，使所述电压电流相位差的值最小；调整所述驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态。5.根据权利要求4所述的超声驱动设备的控制方法，其特征在于，所述根据所述实时阻抗调节所述直流偏置电压，使所述电压电流相位差的值最小，包括：比较所述实时阻抗和预设匹配阻抗的大小，若所述实时阻抗不匹配所述预设匹配阻抗，则改变所述直流偏置电压直至所述电压电流相位差的值最小；所述调整所述驱动信号的频率使所述换能器处于预设谐振状态，包括：调整所述驱动信号的频率，对所述驱动信号进行扫频，获取所述电压电流相位差最小时对应的调节频率；将所述驱动信...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴辰晨，董宇，张昱昕，
申请(专利权)人：上海形状记忆合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：