电流检测装置、控制方法及血管钙化治疗设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电流检测装置、控制方法及血管钙化治疗设备，电流检测装置包括电流检测模块、处理模块和控制模块；电流检测模块设置于高压放电回路，电流检测模块用于对高压放电回路的第一支路和第二支路进行电流检测，以分别获取第一电流信号和第二电流信号；处理模块耦接电流检测模块，当第一电流信号和第二电流信号的电流差值未在允许范围内时，处理模块产生放电异常提示信号；控制模块连接处理模块和电流检测模块，用于在接收处理模块发送的放电异常提示信号时，发送脉冲信号，以断开第一支路和第二支路。本发明专利技术可用于避免高压放电回路中并联的第一支路和第二支路的电流严重不均，可提高系统的稳定性和设备的安全性。可提高系统的稳定性和设备的安全性。可提高系统的稳定性和设备的安全性。

【技术实现步骤摘要】
电流检测装置、控制方法及血管钙化治疗设备


[0001]本专利技术涉及电子电路
，特别是涉及一种电流检测装置、控制方法及血管钙化治疗设备。

技术介绍

[0002]血管钙化是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病血管病变、血管损伤、慢性肾病和衰老等普遍存在的共同病理表现。主要表现为血管壁僵硬性增加，顺应性降低，易导致心肌缺血、左心室肥大和心力衰竭，引发血栓形成、斑块破裂，是心脑血管疾病高发病率和高死亡率的重要因素之一；亦是动脉粥样硬化心血管事件、脑卒中和外周血管病发生的重要标志分子。
[0003]针对血管钙化病变，目前临床常用的治疗手段包括非顺应性球囊、切割球囊、斑块旋磨术、准分子激光等。但这些治疗手段仅适用于轻中度的钙化病变，难以处理深层钙化病变。冲击波碎石术作为一门新兴技术，融合传统的液电碎石术和球囊血管成形术，可高效、安全地进行冠状动脉或外周动脉中重度钙化病变的预处理。压裂钙化斑块而不损坏血管内膜，针对钙化结节、偏心钙化、浅表和深层钙化病变都能取得较好的治疗效果。
[0004]基于液电碎石术和球囊血管成形术的冲击波能量系统包含冲击波发生器、连接器以及冲击波导管构成。冲击波发生器用于产生治疗所需的高压脉冲信号，连接器连接冲击波发生器以及冲击波导管，用于传输脉冲信号，高压脉冲信号到达冲击波导管后，作用于导管球囊内部的导电介质，导电介质发生击穿从而产生冲击波，在冲击波的压力和血管钙化自身的张力作用下，血管钙化得以破碎。冲击波发生器的原理主要是利用高电压、大电流、瞬间放电，在整个过程中，一个高能量密度的高压、高温等离子区会出现在放电通道上，将电能转换为声能、光能、机械能、热能。同时，整个放电通道会急剧膨胀，并且在液体介质中形成压力脉冲，形成冲击波。
[0005]高压能量在短时间内急剧释放，如何准确快速地对冲击波能量进行精准控制非常关键。为了获得更大的脉冲功率，要求系统具有很高的电压或者提供很大的脉冲电流，因此电路中需要合适的高电压或大电流直流开关完成高压隔离、大电流通路开断功能。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)开关元件是全控型场效应管器件，开通损耗和关断损耗很小，在各个方面有着成熟的应用，开关动作时间在微秒量级甚至纳秒量级，在开通和关断时间都有严格要求的直流大电流开关应用中是最佳选择。但是受构成IGBT模块的半导体功率器件、工艺材料等自身性能的影响，单个IGBT的输出电流无法满足冲击波设备电流要求，IGBT在开通和关断的瞬间将承受极大的浪涌电流和尖峰电压，势必会造成IGBT功耗加大，模块过热，严重时会使器件失效甚至损坏主电路。在实际应用中，为了承载更高的输出电流，通常将IGBT并联使用，不但可以提供所需电流，还可以形成冗余结构，提高系统稳定性。
[0006]但是，在IGBT并联运行时，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不可能完全一样，导致有些模块负荷过重，有些负荷过轻。这将使系统的稳定性降低，可能会给系统
运行带来严重的后果，也会造成IGBT模块自身的寿命大大缩短，因此在并联使用时，各个IGBT支路的电流是需要考虑的问题。在冲击波治疗设备中，高压放电时间短，放电电流大，对IGBT冲击极大，若IGBT支路的电流不均，轻则加速IGBT模块老化，IGBT使用寿命大大缩短，冲击波设备的使用寿命也将大大缩短，重则IGBT支路电流严重不均，使得IGBT模块失效损坏，从而造成设备放电异常，设备损坏。
[0007]血管内钙化治疗的冲击波设备是基于液电效应以及球囊血管成形术的原理。高电压能量在液体通道中快速释放，高压放电回路中将产生极大的电流，由于IGBT在开通和关断时间以及直流大电流应用中突出的表现，一般采用IGBT进行回路控制，但是单个IGBT难以承载放电过程中产生的大电流。因此一般采用IGBT并联使用，提高对负载电流的承受能力。但是，在并联使用过程中，由于各个模块参数的分散性，使其输出的电流不可能完全一致，有些IGBT模块负荷过重，有些模块负荷过轻，使得系统稳定性降低，同时也会导致IGBT自身的寿命大大缩短。当前的冲击波设备中一般没有对并联使用的IGBT模块进行均流检测及相应的控制，无法获悉各个支路电流分配情况。若IGBT支路过流，会导致单个IGBT负荷过重，长时间使用IGBT自身寿命将大大缩减，从而对设备的使用寿命造成影响。若IGBT支路严重过流将导致IGBT失效或损坏，从而造成设备损坏，无法对患者继续进行治疗。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电流检测装置、控制方法及血管钙化治疗设备，为解决先前技术中支路电流严重不均，从而造成设备放电异常且设备损坏的问题。
[0009]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0010]第一方面，本专利技术实施例公开了一种电流检测装置，所述电流检测装置包括：
[0011]电流检测模块，设置于高压放电回路，所述电流检测模块用于对所述高压放电回路的第一支路和第二支路进行电流检测，以分别获取第一电流信号和第二电流信号；
[0012]处理模块，耦接所述电流检测模块，当所述第一电流信号和所述第二电流信号的电流差值未在允许范围内时，所述处理模块产生放电异常提示信号；
[0013]控制模块，连接所述处理模块和所述电流检测模块，用于在接收所述处理模块发送的所述放电异常提示信号时，发送脉冲信号，以断开所述第一支路和所述第二支路。
[0014]在一实施例中，所述电流检测装置包括差分放大电路，差分放大电路连接所述电流检测模块和所述处理模块之间，对所述第一电流信号和所述第二电流信号进行差分放大。
[0015]在一实施例中，所述电流检测模块包括：
[0016]第一PCB罗氏线圈，所述第一PCB罗氏线圈根据所述第一电流信号产生第一线圈输出电压；
[0017]第二PCB罗氏线圈，所述第二PCB罗氏线圈根据所述第二电流信号产生第二线圈输出电压；
[0018]其中，根据所述第一线圈输出电压和所述第二线圈输出电压的差值，判断所述第一电流信号和所述第二电流信号的电流差值是否在允许范围内。
[0019]在一实施例中，所述电流检测装置还包括：
[0020]被测电阻，所述被测电阻的第一端连接所述第一PCB罗氏线圈的第一端，所述被测
电阻的第二端连接所述第二PCB罗氏线圈的第一端，所述被测电阻的两端电位差值为；其中，所述第一PCB罗氏线圈的第二端与所述第二PCB罗氏线圈的第二端相连，且所述第一PCB罗氏线圈与所述第二PCB罗氏线圈的绕线方向相反，使所述第一线圈输出电压和所述第二线圈输出电压的方向相反；
[0021]所述控制模块分别通过第四电阻和第五电阻传送所述脉冲信号至第二开关元件的控制端和第一开关元件的控制端；其中，所述第一开关元件设置于所述第一支路，所述第一开关元件的第一端通过第一均流电阻接收所述第一电流信号，所述第二开关元件设置于所述第二支路，所述第二开关元件的第一端通过第二均流电阻接收所述第二电流信号，所述第一开关元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置包括：电流检测模块(110)，设置于高压放电回路，所述电流检测模块(110)用于对所述高压放电回路的第一支路和第二支路进行电流检测，以分别获取第一电流信号(I2)和第二电流信号(I3)；处理模块(130)，耦接所述电流检测模块(110)，当所述第一电流信号(I2)和所述第二电流信号(I3)的电流差值未在允许范围内时，所述处理模块(130)产生放电异常提示信号；控制模块(140)，连接所述处理模块(130)和所述电流检测模块(110)，用于在接收所述处理模块(130)发送的所述放电异常提示信号时，发送脉冲信号，以断开所述第一支路和所述第二支路。2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置包括：差分放大电路(120)，连接所述电流检测模块(110)和所述处理模块(130)之间，对所述第一电流信号(I2)和所述第二电流信号(I3)进行差分放大。3.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测模块(110)包括：第一PCB罗氏线圈(L1)，所述第一PCB罗氏线圈(L1)根据所述第一电流信号(I2)产生第一线圈输出电压(U1)；第二PCB罗氏线圈(L2)，所述第二PCB罗氏线圈(L2)根据所述第二电流信号(I3)产生第二线圈输出电压(U2)；其中，根据所述第一线圈输出电压(U1)和所述第二线圈输出电压(U2)的差值，判断所述第一电流信号(I2)和所述第二电流信号(I3)的电流差值是否在允许范围内。4.根据权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置(100)还包括：被测电阻(RS)，所述被测电阻(RS)的第一端连接所述第一PCB罗氏线圈(L1)的第一端，所述被测电阻(RS)的第二端连接所述第二PCB罗氏线圈(L2)的第一端，所述被测电阻(RS)的两端电位差值为(Uba)；其中，所述第一PCB罗氏线圈(L1)的第二端与所述第二PCB罗氏线圈(L2)的第二端相连，且所述第一PCB罗氏线圈(L1)与所述第二PCB罗氏线圈(L2)的绕线方向相反，使所述第一线圈输出电压(U1)和所述第二线圈输出电压(U2)的方向相反；所述控制模块(140)分别通过第四电阻(R4)和第五电阻(R5)传送所述脉冲信号至第二开关元件(Q2)的控制端和第一开关元件(Q1)的控制端；其中，所述第一开关元件(Q1)设置于所述第一支路，所述第一开关元件(Q1)的第一端通过第一均流电阻(R1)接收所述第一电流信号(I2)，所述第二开关元件(Q2)设置于所述第二支路，所述第二开关元件(Q2)的第一端通过第二均流电阻(R2)接收所述第二电流信号(I3)，所述第一开关元件(Q1)的第二端和所述第二开关元件(Q2)的第二端均连接第三电阻(R3)；其中，当所述第一电流信号(I2)和所述第二电流信号(I3)的电流差值未在允许范围内时，所述控制模块(140)发送的所述脉冲信号用于断开所述第一开关元件(Q1)和所述第二开关元件(Q2)；当所述第一电流信号(I2)和所述第二电流信号(I3)的电流差值在允许范围内时，所述控制模块(140)在达到预设时长后发送的所述脉冲信号用于断开所述第一开关元件(Q1)和所述第二开关元件(Q2)；当所述第一电流信号(I2)的电流值与所述第二电流信号(I3)的电流值为相同时，所述第一线圈输出电压(U1)和所述第二线圈输出电压(U2)的大小相同，流经所述被测电阻(RS)
的电流为零；当所述第一电流信号(I2)的电流值大于所述第二电流信号(I3)的电流值时，所述第一线圈输出电压(U1)大于所述第二线圈输出电压(U2)，第一感应电流(IS1)大于第二感应电流(IS2)，流经所述被测电阻(RS)的电流为所述第一感应电流(IS1)减所述第二感应电流(IS2)，所述被测电阻(RS)的第一端电位值(Ua)高于第二端电位值(Ub)；当所述第一电流信号(I2)的电流值小于所述第二电流信号(I3)的电流值时，所述第一线圈输出电压(U1)小于所述第二线圈输出电压(U2)，所述第一感应电流(IS1)小于所述第二感应电流(IS2)，流经所述被测电阻(RS)的电流为所述第二感应电流(IS2)减所述第一感应电流(IS1)，所述被测电阻(RS)的第一端电位值(Ua)低于第二端电位值为(Ub)。5.根据权利要求4所述的电流检测装置，其特征在于，所述电流检测装置(100)包括差分放大电路(120)，所述差分放大电路(120)包括：第一比较器(A1)，所述第一比较器(A1)的第一输入端连接所述被测电阻(RS)的第一端，所述第一比较器(A1)的第二输入端连接第六电阻(RG)的第一端；第二比较器(A2)，所述第二比较器(A2)的第一输入端连接所述第六电阻(RG)的第二端，所述第二比较器(A2)的第二输入端连接被测电阻(RS)的第二端；第一差分电阻(RF1)，所述第一差分电阻(RF1)的第一端连接所述第六电阻(RG)的第一端和所述第一比较器(A1)的第二输入端，所述第一差分电阻(RF1)的第二端连接所述第一比较器(A1)的输出端；第二差分电阻(RF2)，所述第二差分电阻(RF2)的第一端连接所述第六电阻(RG)的第二端和所述第二比较器(A2)的第一输入端，所述第二差分电阻(RF2)的第二端连接所述第二比较器(A2)的输出端；第三差分电阻(RF3)，所述第三差分电阻(RF3)的第一端连接所述第一差分电阻(RF1)的第二端和所述第一比较器(A1)的输出端；第三比较器(A3)，所述第三比较器(A3)的第一输入端连接所述第三差分电阻(RF3)的第二端；第四差分电阻(RF4)，所述第四差分电阻(RF4)的第一端连接所述第三差分电阻(RF3)的第二端和所述第三比较器(A3)的第一输入端，所述第四差分电阻(RF4)的第二端连接所述第三比较器(A3)的输出端；第五差分电阻(RF5)，所述第五差分电阻(RF5)的第一端连接所述第二差分电阻(RF2)的第二端和所述第二比较器(A2)的输出端；第六差分电阻(RF6)，所述第六差分电阻(RF6)的第一端连接所述第五差分电阻(RF5)的第二端和所述第三比较器(A3)的第二输入端，所述第六差分电阻(RF6)的第二端接收偏置电压信号(Uref)；其中，所述第一差分电阻(RF1)和所述第二差分电阻(RF2)为相同，第三差分电阻(RF3)、第四差分电阻(RF4)、第五差分电阻(RF5)和第六差分电阻(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐智皇，李闯，周毅，桂宝珠，
申请(专利权)人：江苏朴芃医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：