專利名稱：醫(yī)用雙極等離子體功率源的功率輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率輸出電路，特別涉及一種醫(yī)用雙極等離子體功率源的功率輸出電路。
背景技術(shù)：
雙極等離子體切割裝置，是用于對(duì)病人進(jìn)行電外科治療的手術(shù)裝置，如對(duì)前列腺增生等疾病的治療。通過(guò)調(diào)節(jié)高頻功率的功率產(chǎn)生兩種組織作用模式。第一種模式將在組織治療電極的活性區(qū)產(chǎn)生電離等離子體暈，進(jìn)入高能量的等離子體暈的組織瞬間被汽化，然后用沖洗液沖洗掉。第二種模式中，可以快速的、可預(yù)知的和可控的提高組織溫度以融化組織或封閉血管。
由于需要在切割頭的主電極間形成并維持等離子體暈的狀態(tài)，所以要求功率源可變頻率、可變幅度以匹配不斷變化的負(fù)載阻抗。實(shí)際在手術(shù)過(guò)程中，其負(fù)載阻抗的變化范圍達(dá)到50Ω～1000Ω。
傳統(tǒng)的在340KHz-450KHz頻段產(chǎn)生大功率輸出的方法有直接大功率振蕩輸出正弦波輸出、先產(chǎn)生方波再通過(guò)濾波器濾出正弦波、先產(chǎn)生小功率正弦波后再通過(guò)功率放大器放大到所需的功率等等。在這里直接大功率振蕩輸出正弦波輸出的方法無(wú)法使用，因?yàn)檩敵龉β实目缍忍?，維持振蕩較難。
用先產(chǎn)生方波再通過(guò)濾波器濾出正弦波是一種可能的方案；該方案的問(wèn)題在于，產(chǎn)生方波可以有較高的效率，但作正弦波濾波時(shí)的效率較低，且負(fù)載的變化范圍大也使濾波器的設(shè)計(jì)變困難。
用先產(chǎn)生小功率正弦波后再通過(guò)線性功率放大器放大到所需的功率是一種可能的方案；該方案的問(wèn)題在于，放大器的效率也較低，就是采用乙類的放大器方案的效率也小于50％，當(dāng)負(fù)載的變化范圍大時(shí)，效率更低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種功率源可變頻率、可變幅度，適用于雙極等離子體切割裝置的切割頭主電極的醫(yī)用雙極等離子體功率源的功率輸出電路。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種醫(yī)用雙極等離子體功率源的功率輸出電路，其特征是使用一只IGBT功率管作主功率管，它的柵極由“IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路”驅(qū)動(dòng)，源極接地，漏極接D1的負(fù)極和D2的負(fù)極，D2和D3的正極接扼流變壓器初級(jí)的一端，扼流變壓器初級(jí)的另一端與接入輸出變壓器的初級(jí)的一端，并與諧振電容C1相聯(lián)，C2和R1的一端與D3的負(fù)極以及穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極相聯(lián)，C2和R1的另一端接地，輸出變壓器初級(jí)的另一端和D4的負(fù)極一起接供應(yīng)電源+E。輸出續(xù)流二極管D4的正極接扼流變壓器次級(jí)的一端，扼流變壓器次級(jí)的另一端接地，濾波電容C3的兩端分別接供應(yīng)電源+E和地，主輸出變壓器的次級(jí)通過(guò)隔離電容C4和C5輸出?！龅亩罅髯儔浩骱洼敵鲎儔浩鞯睦@制參數(shù)可以隨使用鐵芯的不同而改變，可以使用其他型號(hào)的鐵芯。
——所述的“IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路”也可以是其他型號(hào)、類似功能的柵極驅(qū)動(dòng)電路。
——所述的諧振電容C1可以由多個(gè)電容并聯(lián)而成。
——所述的輸出隔離電容C4和C5根據(jù)負(fù)載情況可以是一個(gè)或直接輸出而不用它。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)突出效果是功率源可變頻率，可變幅度，便于對(duì)病人進(jìn)行電外科手術(shù)治療，可快速可控組織溫度以融化組織或封閉血管。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型在雙極等離子體切割裝置中的位置框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型則采用一只IGBT功率三極管作輸出管，激勵(lì)源產(chǎn)生可變頻率為340KHz-450KHz方波激勵(lì)源，驅(qū)動(dòng)IGBT功率三極管的控制柵極，使IGBT功率三極管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，配以帶能量重復(fù)應(yīng)用的諧振輸出電路，通過(guò)改變IGBT功率三極管開(kāi)關(guān)電路的供電電壓，即可改變輸出幅度，以配合大范圍變化的負(fù)載阻抗值。產(chǎn)生可變幅度40-870VP-P，最大功率達(dá)200W的正弦波功率輸出。
實(shí)施例中，供電電源+E的電壓供應(yīng)范圍為20-150V；方波驅(qū)動(dòng)輸入送IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路TC4422，TC4422的輸出接IGBT的柵極。D1用于保護(hù)IGBT，防止出現(xiàn)反向電壓造成漏源極間的擊穿損壞。D2在IGBT管作導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的隔離。C1為輸出變壓器初級(jí)的諧振電容，可根據(jù)變壓器初級(jí)電感來(lái)選擇。D3、C2、R1和D5等構(gòu)成限幅保護(hù)電路。D4為續(xù)流二級(jí)管，可充分利用蓄存在扼流變壓器電感中的能量。C4和C5是輸出融離電容。因功率管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，電路的效率達(dá)到80％。
權(quán)利要求1.一種醫(yī)用雙極等離子體功率源的功率輸出電路，其特征是使用一只IGBT功率管作主功率管，它的柵極由“IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路”驅(qū)動(dòng)，源極接地，漏極接D1的負(fù)極和D2的負(fù)極，D2和D3的正極接扼流變壓器初級(jí)的一端，扼流變壓器初級(jí)的另一端與接入輸出變壓器的初級(jí)的一端，并與諧振電容C1相聯(lián)，C2和R1的一端與D3的負(fù)極以及穩(wěn)壓二極管D5的負(fù)極相聯(lián)，C2和R1的另一端接地，輸出變壓器初級(jí)的另一端和D4的負(fù)極一起接供應(yīng)電源+E，輸出續(xù)流二極管D4的正極接扼流變壓器次級(jí)的一端，扼流變壓器次級(jí)的另一端接地，濾波電容C3的兩端分別接供應(yīng)電源+E和地，主輸出變壓器的次級(jí)通過(guò)隔離電容C4和C5輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于扼流變壓器和輸出變壓器的繞制參數(shù)可以隨使用鐵芯的不同而改變，可以使用其他型號(hào)的鐵芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于“IGBT柵極驅(qū)動(dòng)電路”也可以是其他型號(hào)、類似功能的柵極驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于的諧振電容C1可以由多個(gè)電容并聯(lián)而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于輸出隔離電容C4和C5根據(jù)負(fù)載情況可以是一個(gè)或直接輸出而不用它。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)用雙極等離子體功率源的功率輸出電路，其特征是功率源可變頻率、可變幅度以匹配不斷變化的負(fù)載阻抗。本實(shí)用新型采用IGBT功率管作輸出管，激勵(lì)源用脈沖方波激勵(lì)，驅(qū)動(dòng)IGBT的控制柵極，使IGBT工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，配以帶能量重復(fù)應(yīng)用的諧振輸出電路，改變供給電路的供電電壓，即可改變輸出幅度，配合大范圍變化的負(fù)載阻抗。輸出幅度40－87040－870V
文檔編號(hào)A61B18/04GK2560314SQ02248880
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月24日
發(fā)明者林敏 , 孫國(guó)良, 王沐, 劉忠禮 申請(qǐng)人:廣東合好工貿(mào)有限公司