本实用新型专利技术提供了一种恒功率开关电源，其包括输入端和与负载连接的输出模块，还包括电压传感器、电流传感器、处理单元以及功率控制模块；其中，所述电压传感器用于监测所述恒功率开关电源的负载的电压，将测得的电压信号传送给所述功率控制模块；所述电流传感器用于监测流过所述负载的电流，将测得的电流信号传送给所述功率控制模块；所述处理单元用于向所述功率控制模块提供功率控制信号；并且，所述功率控制模块用于根据从所述电流传感器接收到的电流信号、从所述电压传感器接收到的电压信号、以及从所述处理单元接收到的功率控制信号来控制所述输出模块向所述恒功率开关电源输出的电功率的大小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于超声波治疗
，具体涉及一种治疗用超声换能器的恒功率开关电源、包含该恒功率开关电源的超声换能器、以及包含该超声换能器的超声波治疗系统。
技术介绍
超声技术在医疗方面的独特疗效已得到医学界的普遍认可，并越来越被临床重视和采用。例如，根据超声波能在人体内能产生温热、理化、震动的功效，超声波治疗仪使超声波进入人体肌肉骨骼深层组织，并直达病灶深处，将超声波能量作用于人体病变部位，对某种疾病进行治疗。超声波治疗系统通常采用超声换能器将输入能量(例如电能)转换为超声波形式的能量，从而进行各种疾病治疗。超声换能器一般使用具有压电效应特性的材料制成，其中压电材料包括压电陶瓷、石英晶体和高分子压电聚合材料等。超声换能器根据驱动电源而发射超声波，当一交变电压加至压电材料上时，压电晶片表面产生相应的振动，并向与之接触的介质辐射超声能量。目前，治疗用超声换能器的驱动电源或者为恒压输出驱动电源或者为恒流输出驱动电源。然而，在利用超声波治疗系统进行治疗时，由于超声波传播中的介质变化、界面反射都对超声换能器的阻抗特性有明显的影响，同时由于超声波治疗系统中治疗对象的多样化，因此造成不论是以恒压输出电源驱动还是以恒流输出电源驱动，治疗过程中超声换能器的超声功率都难以调节到与治疗对象相匹配并保持恒定，不利于操作者对治疗功率(能量)和治疗时间的确定，给安全治疗埋下了一定的隐患。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题就是针对现有技术中超声换能器的超声功率难以调节到与治疗对象相匹配并保持恒定的不足，提供一种适用于超声换能器的恒功率开关电源、采用该恒功率开关电源的超声换能器、以及包含该超声换能器的超声波治疗系统，该恒功率开关电源能使超声换能器输出功率恒定，不随负载的变化而变化，方便操作者对治疗能量和治疗时间的掌控，使治疗更安全和快捷。解决本技术技术问题所采用的技术方案是一种恒功率开关电源，其包括输入端和与负载连接的输出模块，还包括电压传感器、电流传感器、处理单元以及功率控制模块；其中，所述电压传感器用于监测所述恒功率开关电源的负载的电压，将测得的电压信号传送给所述功率控制模块；所述电流传感器用于监测流过所述负载的电流，将测得的电流信号传送给所述功率控制模块；所述处理单元用于向所述功率控制模块提供功率控制信号；并且，所述功率控制模块用于根据从所述电流传感器接收到的电流信号、从所述电压传感器接收到的电压信号、以及从所述处理单元接收到的功率控制信号来控制所述输出模块向所述恒功率开关电源的负载输出电功率的大小。优选地，所述功率控制模块包括乘积调整电路和信号脉宽控制电路，其中所述乘积调整电路用于对所述电压信号和所述电流信号进行相乘以得到电功率信号，并根据所述处理单元提供的功率控制信号来对所述电功率信号进行取样以得到取样信号，并将所述取样信号提供给所述信号脉宽控制电路；所述信号脉宽控制电路根据所述取样信号来产生表示所述恒功率开关电源的输出电功率的大小的脉宽调制信号。进一步优选地，所述乘积调整电路包括乘法电路，用于对所述电压信号和所述电流信号进行相乘以得到电功率信号；以及数字电位器，用于作取样电阻对电功率信号进行取样以得到取样信号。进一步优选地，所述信号脉宽控制电路包括振荡器和比较器；其中所述振荡器产生锯齿波，并将所述锯齿波信号输入所述比较器的同相输入端；并且乘积调整电路输出的取样信号输入比较器反相输入端。优选地，所述处理单元还用于向所述功率控制模块的所述信号脉宽控制电路提供用于与负载同步的同步信号，并且所述信号脉宽控制电路根据所述取样信号以及所述同步信号来产生表示所述恒功率开关电源的输出电功率的大小的脉宽调制信号。优选地，所述处理单元中包括有单片机和与其连接的计算机，所述处理单元接收操作者通过计算机输入的指令，并根据操作者的指令输出所述功率控制信号至所述功率控制模块的乘积调整电路。优选地，所述输出模块连接在所述功率控制模块和所述负载之间，并且所述输出模块包括阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路是由电感、电容组成的“L”型阻抗匹配电路，或是由电感、电容、电感组成的“T”型阻抗匹配电路，或是所述“L”型阻抗匹配电路和所述“T” 型阻抗匹配电路的组合。优选地，所述输出模块还包括连接在所述功率控制模块和阻抗匹配电路之间的功率驱动器和直流/交流变换电路，所述功率驱动器根据所述功率控制模块的输出信号进行调节，所述直流/交流变换电路根据所述功率驱动器调节后的脉宽调制信号将其输入端信号转换成方波信号。优选地，以上所述负载为超声换能器。本技术所述的恒功率开关电源，使得治疗用超声换能器的驱动电源可以实现恒功率(即固定功率)工作，这样，即使超声传播中的介质变化、界面反射对超声换能器的阻抗特性产生了影响，也不会引起超声功率的变化，从而有利于对治疗功率和时间的确定。本技术还提供一种超声换能器，其采用上述的恒功率开关电源作为超声换能器的电源。本技术还提供一种超声波治疗系统，其采用上述的超声换能器作为超声波治疗系统的超声换能器。由于采用了本技术恒功率开关电源，因此，本领域技术人员可以理解的是，根据所述超声换能器以及所述超声波治疗系统同样能够实现所述恒功率开关电源所能实现的有益技术效果。即，通过采用所述恒功率开关电源，使得治疗用超声换能器的驱动电源可以实现恒功率(即固定功率)，这样，即使超声传播中的介质变化、界面反射对超声换能器的阻抗特性产生了影响，也不会引起超声功率的变化，从而有利于对治疗功率和治疗时间的确定。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图1示意性地示出了本技术实施例所提供的恒功率开关电源的功能框图。图2示意性地示出了本技术实施例的功率控制模块的详细结构图。需要说明的是，附图仅用于说明本技术，而非限制本技术，其中，图中1-输入电路；2-直流/交流变换电路；3-阻抗匹配电路；4-电流传感器；5-电压传感器；6-功率驱动器；7-功率控制模块；8-单片机；71-信号脉宽控制电路；711-乘法电路；712-数字电位器；72-乘积调整电路；721-振荡器；722-比较器；A-计算机；B-超声换能器。具体实施方式为了使本技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本技术的内容进行详细描述。图1示意性地示出了本技术实施例所提供的恒功率开关电源的功能框图。如图1所示，该恒功率开关电源包括输入电路1、直流/交流变换电路2、阻抗匹配电路3、电流传感器4、电压传感器5、功率驱动器6、功率控制模块7以及处理单元。其中， 处理单元中包括有单片机8和计算机A ；功率控制模块7包括乘积调整电路72和信号脉宽控制电路71 ；直流/交流变换电路2、阻抗匹配电路3以及功率驱动器6构成输出电路；超声换能器B作为恒功率开关电源的负载使用。该电路的实质为将从负载获取的电流和电压作为反馈信号，同时参考操作者的控制数值，最终将输入电源转换为与负载相适配的恒功率驱动电源。下面将详细描述图1中各个组件的连接、功能及实施方式。输入电路1、直流/交流变换电路2、阻抗匹配电路3依次连接，将输入电源转换为负载的驱动电源。功率控制模块7分别与电压传感器5、电流传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李三勇，马文英，
申请(专利权)人：重庆海扶HIFU技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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