具有改進型市電模塊的手術(shù)裝置的制造方法
【專利說明】具有改進型市電模塊的手術(shù)裝置發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種手術(shù)裝置，具體涉及一種用于供應(yīng)手術(shù)器械的RF手術(shù)裝置。
[0002]發(fā)明背景
[0003]電手術(shù)裝置通常包括從公共供電系統(tǒng)向裝置供應(yīng)電力的供電單元。
[0004]對此，DE 11 2009 001250T5公報公開了一種包括供電單元的裝置，該供電單元包括用于使RF發(fā)生器通電的可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器。設(shè)置RF發(fā)生器是為了實現(xiàn)不同RF輸出電壓波形的同時輸出。作為替代方案，設(shè)置RF發(fā)生器是為了實現(xiàn)切斷或凝固。該裝置由具有用戶界面的中心部件控制，其中，該中心部件控制供電單元和RF發(fā)生器。這樣，供電單元可借由在RF電路中發(fā)生的事件進行控制，由此增加或降低電路的電壓。為此，中心控制部件向供電單元發(fā)送相應(yīng)的直流請求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有改進型系統(tǒng)架構(gòu)的電手術(shù)裝置的概念。
[0006]利用根據(jù)權(quán)利要求1的電手術(shù)裝置和根據(jù)權(quán)利要求15的控制方法，來實現(xiàn)該目的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的電手術(shù)裝置借由升壓轉(zhuǎn)換器和下游供電單元提供了與用于負載(諸如，例如RF發(fā)生器)的市電電源電絕緣的操作電壓?？刂撇贾靡钥刂频姆绞阶饔迷谏龎恨D(zhuǎn)換器和供電單元上。升壓轉(zhuǎn)換器影響功率因素校正。設(shè)置升壓轉(zhuǎn)換器是為了從供電網(wǎng)絡(luò)獲取盡可能最接近的正弦電流并由該正弦電流(中間電路電壓)生成直流電壓。中間電路電壓轉(zhuǎn)換為用于供應(yīng)負載(即，例如RF發(fā)生器)的電壓。升壓轉(zhuǎn)換器由PFC控制電路控制。供電單元由操作控制電路控制。PFC控制電路和操作控制電路經(jīng)由數(shù)字通訊接口彼此連接。PFC控制電路、供電單元和數(shù)字通訊接口一起形成控制布置。
[0008]操作控制電路主要的和首先的任務(wù)是對負載(即，例如RF發(fā)生器及其相關(guān)聯(lián)的供電單元)進行控制。相反，PFC控制電路主要的和首先的任務(wù)是對升壓轉(zhuǎn)換器進行控制。優(yōu)選地，PFC控制電流還可控制連接至中間電路電壓的低電壓供應(yīng)單元(如，供電單元)。設(shè)置低電壓供電單元是為了生成與電壓供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)電絕緣的低電壓，例如，12V。
[0009]在PFC控制電路和操作控制電路之間的數(shù)字通訊接口允許在這兩者之間進行數(shù)據(jù)交換，在這種情況下，PFC控制電路和操作控制電路自主操作。PFC控制電路包括:例如，優(yōu)選地配置為可編程的微控制器或另一控制布置。這可包括可編程調(diào)節(jié)性能。這可包括可編程瞬態(tài)響應(yīng)、可調(diào)節(jié)功率極限、以及部件的欠壓檢測和開關(guān)。根據(jù)輸入電壓可開關(guān)的部件具體為升壓轉(zhuǎn)換器的電感存儲元件。欠壓檢測、過壓檢測、過流檢測等可用于生成信號。
[0010]數(shù)字通訊接口使PFC控制電路通過信號(事件信號)的傳輸向操作控制電路報告這類事件(欠壓、過壓、過流等)。如此，可以例如在中間電路電壓明顯下降之前通知操作控制電路市電電源發(fā)生故障。作為響應(yīng)，例如，可切斷所有較大的耗電器(負載、顯示器、風(fēng)扇等)，使用剩余電能將數(shù)據(jù)保存在例如中間電路的緩沖電容器上，并且將主動控制器轉(zhuǎn)換為定義的非操作模式。
[0011]PFC控制電路和操作控制電路優(yōu)選地設(shè)計為空間隔開。這樣，它們可安裝在板上或者還可設(shè)置在不同的部件中。PC控制電路與操作控制電路的空間性和功能性分離實現(xiàn)了PFC控制電路的簡單電隔離并且使PFC控制電路尤其改變對增壓轉(zhuǎn)換器以及潛在地對低電壓供電單元的控制任務(wù)，而操作控制電路可鑒于負載和供電單元的控制進行優(yōu)化。因此，可將PFC控制電路和操作控制電路提供為例如用于各種應(yīng)用和電源類的模塊，并且可通過數(shù)字通訊接口單獨連接。這利用標準化模塊為用于各種任務(wù)的各種供電單元的組裝創(chuàng)造了簡單改變和設(shè)計選項。
[0012]負載可為可以不同功耗在不同操作模式下操作的RF發(fā)生器。例如，用于切斷操作的負載的功耗和由所述負載生成的RF電壓通常大于用于凝固操作的負載的功耗和由所述負載生成的RF電壓。操作控制電路可控制負載(即，RF發(fā)生器)以觸發(fā)不同的操作模式。同時，操作控制電路能使供電單元變?yōu)椴煌牟僮髂Ｊ?，在該模式下，例如，供電單元調(diào)節(jié)為不同的所需電壓(例如，5V……250V，取決于是執(zhí)行凝固操作還是切斷操作)。同時(或預(yù)先)，控制電路可向PFC控制電路輸出信號以將所述電路變?yōu)椴煌耐邤?shù)。這樣，避免或者明顯縮短了為了將中間電路電壓維持在恒定電平而發(fā)生負載激增的情況下會發(fā)生的調(diào)節(jié)過程。這樣，PFC控制電路可以預(yù)期的方式得到控制。尤其，如果操作控制電路配置為在切換操作模式之前經(jīng)由數(shù)字通訊接口向PFC控制電路輸出信號以便將所述控制電路調(diào)節(jié)至負載的即將變動功耗，那么這是很有利的。這樣，可確保實際上提供了啟動切斷操作所需的電能并使其在中間電路中可用。
[0013]如前面所提到的，PFC控制電路可另外控制電位分離DC-DC轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)換器可配置為阻流轉(zhuǎn)換器。此外，優(yōu)選地，該阻流轉(zhuǎn)換器包括同步整流器。PFC控制電路可控制阻流轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)電子開關(guān)以及同步整流器。通過在PFC控制電路中沉積適當(dāng)?shù)奶匦院投〞r圖，可使阻流轉(zhuǎn)換器和連接的同步整流器在寬負載范圍內(nèi)操作，提高了效果，另夕卜，可實現(xiàn)在零電流交叉的事件下安全切換電子初級側(cè)開關(guān)。這對同步整流器的電子開關(guān)同樣適用。
[0014]在本文的方法中，操作控制電路可在負載變化之前經(jīng)由通訊接口向PFC控制電路發(fā)送信號以將升壓轉(zhuǎn)換器的操作改為負載的即將功率變動要求。這改善了供電單元和RF發(fā)生器或任何其它連接至供電單元的負載的操作行為。同樣，例如，在不產(chǎn)生測得數(shù)據(jù)、設(shè)置和參數(shù)的任何損失的情況下，可向操作控制電路報告在升壓轉(zhuǎn)換器中得到的數(shù)據(jù)，以影響手術(shù)裝置的有序掉電。
[0015]在靜止操作模式下，可經(jīng)由低電壓供電單元向PFC控制電路28供應(yīng)操作電壓。然而，后一個供電單元自身由PFC控制電路控制，從而，為了加速上電或?qū)崿F(xiàn)上電，可提供啟動電路。優(yōu)選地，所述啟動電路包括至少一個電子開關(guān)，該電子開關(guān)清理從DC中間電路到PFC控制電路的操作電壓輸入的阻性電流通路，直到低電壓供應(yīng)單元可靠地供應(yīng)操作電壓。一旦發(fā)生這種情況，啟動電路變?yōu)闊o效。因此，最大程度地減少了在其通往臨時電源的電流通路上的歐姆損失。
附圖簡介
[0016]有益實施例的其它細節(jié)為本說明書或從屬權(quán)利要求和附圖的主題，在圖中:
[0017]圖1是用于使手術(shù)器械通電的綜合圖示示意圖；
[0018]圖2是圖1所示手術(shù)裝置的電路塊圖；
[0019]圖3至圖6是圖1和圖2所示手術(shù)裝置的部件的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1示出了用于使手術(shù)器械11通電的手術(shù)裝置10。器械11可為用于開腹手術(shù)的器械，或者可為用于腹腔鏡檢查的器械。如圖所示，該器械可為單極的，在這種情況下，必須將中性電極12附著至患者或治療對象。器械11還可是雙極的。在這種情況下，不需要中性電極12，并且器械11經(jīng)由雙線線路供電。器械11和中性電極12經(jīng)由線路13、14連接至手術(shù)裝置10以便獲得電流供電和可選的其它介質(zhì)(諸如，例如沖洗流體)。
[0021]為了使器械11通電，手術(shù)裝置10包括:例如，在圖2的電路塊圖中可見的RF發(fā)生器15。結(jié)合位于電路中的患者的連接器械11，所述發(fā)生器形成電力負載16。操作該負載16所需的電力來自供電網(wǎng)絡(luò)17，手術(shù)裝置10經(jīng)由電力電纜17a連接至該供電網(wǎng)絡(luò)17。在負載16 (或發(fā)生器15)和經(jīng)由電力電纜17a連接的供電網(wǎng)絡(luò)17之間，插入有為負載16提供必要的操作電壓和必要的操作電流的供電部18。另外，供電部18實現(xiàn)了負載16和供電網(wǎng)絡(luò)17之間的電隔離。
[0022]圖2示出了手術(shù)裝置10的主要組件。供電部18包括用于功率因素校正的升壓轉(zhuǎn)換器19。升壓轉(zhuǎn)換器19經(jīng)由電力電纜17a從供電網(wǎng)絡(luò)17獲取電流并且向DC中間電路20通入所需強度的直流電壓，該直流電壓優(yōu)選地大于所供市電電壓的峰值(例如，400V)。連接至DC中間電路20的是供電單元21，該供電單元21設(shè)置用于向負載16供應(yīng)適當(dāng)?shù)碾妷?，所述電壓?yōu)選地可在例如5至250伏特的寬調(diào)節(jié)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0023]圖5示意性地示出了供電單元21。供電單元21包括變壓器22，該變壓器22設(shè)置為進行電隔離并因此將供電部18分配給承載市電電壓的第一市電側(cè)區(qū)域23以及與市電電壓分開的患者側(cè)第二區(qū)域24。區(qū)域23和區(qū)域24包括供電部18和控制布置25。
[0024]供電部18至少可選地包括:例如低電壓供電單元26，該低電壓供電單元26連接至在輸入側(cè)的DC中間電路20并且使其輸出27處具有適當(dāng)?shù)牡碗妷?2V。圖4單獨示出了低電壓供電單元26。低電壓供電單元26還包括用于電隔離的變壓器，從而使低電壓供應(yīng)單元26的一部分和供電單元21的一部分屬于市電側(cè)區(qū)域23，并且使其余部分屬于患者側(cè)區(qū)域24。
[0025]上述情況也適用于控制布置25?？刂撇贾?5包