本公開的實施例涉及電子電路領(lǐng)域，并且具體地，涉及雙極性脈沖電路及其驅(qū)動方法、雙極性脈沖設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、脈沖功率技術(shù)(pulsed?power?technology，ppt)是一種以低功率儲能，然后以高功率釋放到特定負載中的電物理技術(shù)。通過脈沖功率技術(shù)可以對組織施加微秒至納秒級的高壓電脈沖，瞬間使組織內(nèi)的細胞膜通透性發(fā)生改變，細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)破壞，從而使細胞發(fā)生死亡，但不破壞細胞外的基質(zhì)。這一機制被稱為不可逆電穿孔。以脈沖功率技術(shù)為基礎(chǔ)的多參數(shù)可調(diào)方波脈沖電源在腫瘤組織不可逆電穿孔消融等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路通過將級聯(lián)子模塊組以及級聯(lián)模塊組進行級聯(lián)放電，可以產(chǎn)生高電壓(例如，大約20000v)且電壓可調(diào)、高電流(例如，大約400a)、納秒級別脈沖寬度(例如，大約500納秒)可調(diào)的雙極性高壓脈沖。利用根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路所產(chǎn)生的高電壓、大電流、納秒級別脈沖寬度可調(diào)的雙極性脈沖，在應(yīng)用于消融設(shè)備對患者進行消融時，不僅能夠減少對患者的穿刺傷害，而且手術(shù)時，可能只需要局部麻醉即可。

2、根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路可以通過單個變壓器實現(xiàn)雙極性脈沖放電，在使電路體積較小的同時輸出期望的雙極性電脈沖。此外，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路可以自適應(yīng)地對進行放電的變壓器進行去磁，從而避免去磁不徹底或者過度去磁現(xiàn)象。

3、根據(jù)本公開的至少一實施例提供了一種雙極性脈沖電路，包括至少一個級聯(lián)模塊組，至少一個級聯(lián)模塊組包括至少一個級聯(lián)子模塊組、去磁電路、變壓器，至少一個級聯(lián)模塊組的第一端和第二端分別連接到電源的兩端，至少一個級聯(lián)子模塊組包括輸入電容以及逆變h橋，輸入電容被配置為存儲能量，輸入電容連接在至少一個級聯(lián)子模塊的第一端和第二端之間，逆變h橋與輸入電容并聯(lián)，逆變h橋包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管，第一晶體管與第三晶體管串聯(lián)形成第一支路，第二晶體管與第四晶體管串聯(lián)形成第二支路，第一支路與第二支路并聯(lián)；去磁電路的第一端連接到第一晶體管與第三晶體管之間，去磁電路的第二端連接到第二晶體管與第四晶體管之間，變壓器的原邊與去磁電路并聯(lián)，變壓器的副邊被配置為進行放電，在工作時，第一晶體管與第四晶體管在第一時間段同時導通使電流依次流經(jīng)第一晶體管、變壓器、第四晶體管，第二晶體管與第三晶體管在第二時間段同時導通使電流依次流經(jīng)第二晶體管、變壓器、第三晶體管，流經(jīng)變壓器的電流在第一時間段和第二時間段中的方向彼此相反；去磁電路包括第一去磁晶體管、第二去磁晶體管、第一去磁二極管、第二去磁二極管，第一去磁晶體管的漏極與第一去磁二極管的陰極連接到去磁電路的第一端，第二去磁晶體管的漏極與第二去磁二極管的陰極連接到去磁電路的第二端，第一去磁晶體管的源極、第一去磁二極管的陽極、第二去磁晶體管的源極與第二去磁二極管的陽極彼此連接；第二去磁晶體管被配置為至少在第一晶體管與第四晶體管截止后的第一預設(shè)時間段內(nèi)導通，第一預設(shè)時間段大于變壓器的去磁時間，第一去磁晶體管被配置為至少在第二晶體管與第三晶體管截止后的第二預設(shè)時間段內(nèi)導通，第二預設(shè)時間段大于變壓器的去磁時間。

4、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，還包括開關(guān)晶體管，開關(guān)晶體管被配置為在導通時向輸入電容輸入能量。

5、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，還包括電容放電模塊，電容放電模塊被配置為釋放輸入電容中存儲的能量，電容放電模塊包括電容晶體管、電阻以及去磁二極管，電阻與去磁二極管并聯(lián)后與電容晶體管串聯(lián)。

6、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，變壓器的副邊被配置為在第一晶體管與第四晶體管導通時進行第一極性的放電，在第二晶體管與第三晶體管導通時進行第二極性的放電，第一極性與第二極性相反。

7、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，第一去磁晶體管的導通時間段與第一晶體管和第四晶體管同時導通的第一時間段之間不存在重疊；第二去磁晶體管的導通時間段與第二晶體管和第三晶體管同時導通的第二時間段之間不存在重疊。

8、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，第二去磁晶體管被配置為在第一晶體管與第四晶體管導通時開始導通，第一去磁晶體管被配置為在第二晶體管與第三晶體管導通時開始導通。

9、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，至少一個級聯(lián)子模塊包括多個級聯(lián)子模塊，多個級聯(lián)子模塊的第一端彼此連接，多個級聯(lián)子模塊的第二端彼此連接，多個級聯(lián)子模塊被配置為增加脈沖電流。

10、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，至少一個級聯(lián)模塊組包括多個級聯(lián)模塊組，多個級聯(lián)模塊組的第一端彼此連接，多個級聯(lián)模塊組的第二端彼此連接，多個級聯(lián)模塊組的變壓器的副邊串聯(lián)連接，多個級聯(lián)模塊組被配置為增加脈沖電壓。

11、例如，根據(jù)本公開的實施例的雙極性脈沖電路中，第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管中的一個或多個包括三極管。

12、根據(jù)本公開的至少一實施例提供了一種雙極性脈沖設(shè)備，包括如上所述的雙極性脈沖電路。

13、根據(jù)本公開的至少一實施例提供了一種用于如上所述的雙極性脈沖電路的驅(qū)動方法，包括：在第一時間段同時導通第一晶體管與第四晶體管，使電流依次流經(jīng)第一晶體管、變壓器、第四晶體管，以驅(qū)動變壓器的副邊進行第一極性的放電；至少在第一晶體管與第四晶體管截止后的第一預設(shè)時間段內(nèi)，導通第二去磁晶體管，第一預設(shè)時間段大于變壓器的去磁時間；在第二時間段同時導通第二晶體管與第三晶體管，使電流依次流經(jīng)第二晶體管、變壓器、第三晶體管，以驅(qū)動變壓器的副邊進行第二極性的放電，流經(jīng)變壓器的電流在第一時間段和第二時間段中的方向彼此相反；至少在第二晶體管與第三晶體管截止后的第二預設(shè)時間段內(nèi)，導通第一去磁晶體管，第二預設(shè)時間段大于變壓器的去磁時間。

技術(shù)特征：

1.一種雙極性脈沖電路，包括至少一個級聯(lián)模塊組，其中，所述至少一個級聯(lián)模塊組包括至少一個級聯(lián)子模塊組、去磁電路、變壓器，所述至少一個級聯(lián)模塊組的第一端和第二端分別連接到電源的兩端，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，還包括開關(guān)晶體管，其中，所述開關(guān)晶體管被配置為在導通時向所述輸入電容輸入能量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，還包括電容放電模塊，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，其中，所述第二去磁晶體管被配置為在所述第一晶體管與所述第四晶體管導通時開始導通，所述第一去磁晶體管被配置為在所述第二晶體管與所述第三晶體管導通時開始導通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，其中，所述至少一個級聯(lián)子模塊包括多個級聯(lián)子模塊，所述多個級聯(lián)子模塊的第一端彼此連接，所述多個級聯(lián)子模塊的第二端彼此連接，所述多個級聯(lián)子模塊被配置為增加脈沖電流。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，其中，所述至少一個級聯(lián)模塊組包括多個級聯(lián)模塊組，所述多個級聯(lián)模塊組的第一端彼此連接，所述多個級聯(lián)模塊組的第二端彼此連接，所述多個級聯(lián)模塊組的變壓器的副邊串聯(lián)連接，所述多個級聯(lián)模塊組被配置為增加脈沖電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極性脈沖電路，其中，所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管、所述第四晶體管中的一個或多個包括三極管。

10.一種雙極性脈沖設(shè)備，包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的雙極性脈沖電路。

11.一種用于權(quán)利要求1-9任一項所述的雙極性脈沖電路的驅(qū)動方法，包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開的實施例提供了一種雙極性脈沖電路及其驅(qū)動方法、雙極性脈沖設(shè)備。該雙極性脈沖電路包括包含至少一個級聯(lián)子模塊組、去磁電路、變壓器的至少一個級聯(lián)模塊組，至少一個級聯(lián)子模塊組包括輸入電容以及逆變H橋，逆變H橋包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管；第二去磁晶體管被配置為至少在第一晶體管與第四晶體管截止后的第一預設(shè)時間段內(nèi)導通，第一預設(shè)時間段大于變壓器的去磁時間，第一去磁晶體管被配置為至少在第二晶體管與第三晶體管截止后的第二預設(shè)時間段內(nèi)導通，第二預設(shè)時間段大于變壓器的去磁時間。該雙極性脈沖電路可以在雙極性脈沖電路進行放電后，自適應(yīng)地進行去磁，從而避免去磁不徹底或者過度去磁現(xiàn)象。

技術(shù)研發(fā)人員：羅中寶,高玉富,張星光
受保護的技術(shù)使用者：上海諾生醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14