CN104207841A - 全桥逆变器的增益补偿 - Google Patents

Abstract

使用增益补偿全桥拓扑结构的电外科发生器以及相关的系统和方法。为了实现线性增益结构通过对控制回路应用阻抗和相位校正因子来校正增益非线性。在实施例中，通过RF定位点信号与计算的输出信号对比以产生第一误差信号而执行增益补偿。对第一误差信号应用阻抗校正因子以产生第二误差信号。第二误差信号由比例-积分-微分控制器处理以产生相位控制信号。对相位控制信号应用相位控制校正因子以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号，用于为全桥逆变器产生PWM驱动信号。一个或多个传感器为与RF定位点对比提供了反馈。

Description

全桥逆变器的增益补偿

技术领域

本公开涉及电外科系统，更确切地说，涉及在利用全桥拓扑结构的电外科发生器中跨越不同的运行条件实现增益补偿的电路和方法。

背景技术

在外科手术中使用电外科发生器向患者的组织传送电能。当电极连接到发生器时，电极能够用于以高频电能切割、凝结或密封患者的组织。在正常手术期间，来自发生器的交变电流通过穿过患者的组织和体液在主动电极与返回电极之间流动。

电能的波形通常被调整为增强其切割、凝结或密封组织的能力。不同的波形对应于发生器的不同运行模式，并且每种模式都给予外科医生各种操作优势。模式可以包含切割、凝结、二者混合、干燥、密封或喷雾。外科医生可以随着外科手术的进展容易地选择和改变不同的运行模式。

在每种运行模式中，重要的是调控向患者传送的电外科能量以实现期望的手术效果。超过正确剂量的应用可能导致组织破坏，并且可能延长愈合。低于期望剂量的能量功率的应用抑制外科手术。因此，期望对于被治疗的组织类型控制从电外科发生器输出的能量。

随着外科手术的进展将会遇到不同类型的组织并且每种独特的组织都需要更多或更少的功率以适应频繁变化的组织阻抗。因为遇到不同类型的组织和体液，阻抗变化和输出功率的电外科控制的响应时间必须足够快以允许外科医生无缝地治疗组织。此外，在电外科治疗期间能够使同一组织类型脱水，从而其阻抗将在很短的时间区间内发生巨大的改变。输出功率的电外科控制也不得不应对这样的阻抗变化。

电外科发生期间常用三种标准控制模式。组织阻抗低时，发生器控制电流限度。组织阻抗中等时，发生器控制功率限度。组织阻抗最高时，发生器控制电压限度。一般来说，电压、电流和功率限度描述了电外科模式。无论控制电压、电流或功率，发生器都必须在整个阻抗范围内采用稳定的控制回路。

在现有技术的电外科发生器的设计中，来自AC电源的电压进行整流以提供DC电压。逆变器级将DC电压转换回其频率适用于期望的组织效果的AC电压。此级的输出是能被控制电压、电流或功率的AC波形，以向组织传送正确的能量。

配置可变DC电源的常见技术应用相移全桥拓扑结构，其中输出功率经由脉冲宽度调制的输入信号的占空比中的变化来控制。在任何单一运行点，相移全波桥逆变器的增益都为线性。不过，由于定位点的改变、负载的改变、阻抗的改变和其他参数的改变，运行点可以在很宽的范围内变化。因此，逆变器级的整体增益能显著变化。这能够对能量到组织的受控传送有影响。

发明内容

所公开的系统用于控制使用增益补偿全桥拓扑结构的电外科发生器。在实施例中，所公开的系统包括求和单元，该求和单元被配置为接收RF定位点信号和计算的输出信号，以及产生对应于RF定位点信号与计算的输出信号之间的差的第一误差信号。与求和单元可操作地通信的阻抗增益补偿单元被配置为接收第一误差信号和对应于负载阻抗的阻抗信号，以及根据阻抗校正计算产生第二误差信号。与阻抗增益补偿单元可操作地通信的补偿器接收第二误差信号以及产生相位控制信号。在实施例中，补偿器包括比例-积分-微分(PID)控制器。

本系统包括具有相位预处理模块的相位增益补偿单元，该相位预处理模块被配置为接收相位控制信号，对相位控制信号应用相位增益校正函数以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号。相位增益补偿单元包括脉冲宽度调制驱动器，该脉冲宽度调制驱动器被配置为产生第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号。第二全桥驱动信号从第一全桥驱动信号相移对应于校正的脉冲宽度调制驱动信号的量。与脉冲宽度调制驱动器可操作地通信的全桥逆变器接收第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，以及产生具有对应于第一全桥驱动信号与第二全桥驱动信号之间的相位差的电气性质的电外科输出信号。本系统包括传感器电路，被配置为感测电外科输出信号的电气性质以及产生对应的计算的输出信号。电气性质可以包括但不限于输出电压、输出电流、输出功率或输出阻抗。

在实施例中，相位控制电路包括被配置为产生第一全桥驱动信号的时钟。该时钟被设置为与脉冲宽度调制驱动器和全桥逆变器的至少一个可操作通信。

在实施例中，传感器电路包括一个或多个传感器，与全桥逆变器的输出可操作地相关联并被配置为输出具有第一格式的传感器信号。传感器电路包括传感器单元，该传感器单元与一个或多个传感器可操作地通信并被配置为接收传感器信号，把传感器信号从第一格式转换为第二格式，并且以第二格式输出传感器信号。在实施例中，第一格式可以为模拟格式而第二格式可以为数字格式。参数计算单元被配置为接收第二格式的传感器信号以及根据电外科发生器的运行模式计算输出信号。在实施例中，电外科发生器的运行模式选自由以下模式组成的组：针对电压模式、针对电流模式、针对功率模式和针对阻抗模式。

在实施例中，全桥逆变器包括被配置为提供一般为正弦的电外科输出波形的谐振网络。在实施例中，谐振网络包括带通滤波器。

在实施例中，相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

在实施例中，根据本发明在针对电压模式中，其中相移后方波在带通网络上很好地经过滤波使得傅里叶基波是主导谐波，全桥逆变器的稳态输出可以根据公式确定，其中H_v是与负载结合的谐振回路的电压传递函数。

在实施例中，根据本发明在针对电流模式中，其中相移后方波在带通网络上很好地经过滤波使得傅里叶基波是主导谐波，全桥逆变器的稳态输出可以根据公式 ${|I}_{\mathrm{out}}|=\frac{{4V}_g}{\mathrm{\π}}\sin \frac{{\mathrm{\θ}}_{12}}{2}*\frac{\left|H_v\right|}{R_{\mathrm{LOAD}}}$ 确定。

在实施例中，根据本发明在针对功率模式中，其中相移后方波在带通网络上很好地经过滤波使得傅里叶基波是主导谐波，全桥逆变器的稳态输出可以根据公式 $\left|P_{\mathrm{out}}\right|=\frac{{(\frac{{4v}_g}{\mathrm{\π}}\sin \frac{{\mathrm{\θ}}_{12}}{2}*|H_v\left|\right)}^2}{R_{\mathrm{LOAD}}}$ 确定。

在实施例中，当电外科发生器处于针对电流运行模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

在实施例中，当电外科发生器处于针对功率运行模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

在实施例中，当电外科发生器处于针对电压运行模式中时，根据公式执行阻抗校正计算，其中Z_σ0是谐振网络的戴维南等效输出阻抗（如电抗）。

同样公开的方法用于在电外科发生器中执行增益补偿。所述方法包括以下步骤：接收RF定位点信号和计算的输出信号，产生对应于RF定位点信号与计算的输出信号之间的差的第一误差信号，通过对第一误差信号应用阻抗校正计算而产生第二误差信号，以比例-积分-微分控制器产生相位控制信号，对相位控制信号应用相位增益校正函数以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号，产生第一全桥驱动信号，以及产生第二全桥驱动信号，该第二全桥驱动信号从第一全桥驱动信号相移对应于校正的脉冲宽度调制驱动信号的量。

在实施例中，相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

在实施例中，当控制电压或电流时相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

在实施例中，当控制功率时相位增益校正函数通过将补偿器的输出平方并随后采用反正弦函数来执行。

在实施例中，所公开的方法包括产生电外科输出信号的步骤，该电外科输出信号具有对应于第一全桥驱动信号与第二全桥驱动信号之间的相位差的电气性质。在实施例中，所公开的方法包括感测电外科输出信号的电气性质以及产生对应于电外科输出信号的计算的输出信号。在实施例中，所公开的方法包括把感测的电气性质从第一格式转换为第二格式。在实施例中，根据电外科发生器的运行模式产生计算的输出信号。

在所公开的方法的实施例中，当电外科发生器处于针对电压模式中时，根据公式执行阻抗校正计算，其中Z_σ0是谐振网络的戴维南等效输出阻抗并为电抗。

在所公开的方法的实施例中，当电外科发生器处于针对电流模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

在所公开的方法的实施例中，当电外科发生器处于针对功率模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

同样公开了电外科发生器。在实施例中，电外科发生器包括控制器，被配置为从用户界面接收运行参数；用户界面，与控制器可操作地通信并被配置为接收来自用户的用户输入；以及增益补偿射频级。增益补偿射频级包括求和单元，该求和单元被配置为接收RF定位点信号和计算的输出信号，以及产生对应于RF定位点信号与计算的输出信号之间的差的第一误差信号。增益补偿逆变器级包括阻抗增益补偿单元，该阻抗增益补偿单元被配置为接收第一误差信号和对应于负载阻抗的阻抗信号，以及根据阻抗校正计算产生第二误差信号。增益补偿射频级包括补偿器，该补偿器接收第二误差信号以及产生相位控制信号。在实施例中，补偿器包括比例-积分-微分控制器。

增益补偿逆变器级包括相位增益补偿单元。相位增益补偿单元包括相位预处理模块，被配置为接收相位控制信号，对相位控制信号应用相位改变校正函数以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号。相位增益补偿单元进一步包括脉冲宽度调制驱动器，该脉冲宽度调制驱动器被配置为产生第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，该第二全桥驱动信号从第一全桥驱动信号相移对应于校正的脉冲宽度调制驱动信号的量。

逆变器级包括全桥逆变器和谐振网络，该谐振网络被配置为接收第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，以及产生具有对应于第一全桥驱动信号与第二全桥驱动信号之间的相位差的电气性质的电外科输出信号。增益补偿逆变器级包括传感器电路，被配置为感测电外科输出信号的电气性质以及产生对应的计算的输出信号。电气性质可以包括但不限于输出电压、输出电流、输出功率或输出阻抗。

在实施例中，电外科发生器的传感器电路包括一个或多个传感器，与全桥逆变器的输出可操作地相关联并被配置为输出具有第一格式的传感器信号。传感器电路包括传感器单元，该传感器单元与一个或多个传感器可操作地通信并被配置为接收传感器信号，把传感器信号从第一格式转换为第二格式，并且以第二格式输出传感器信号。传感器电路包括参数计算单元，该参数计算单元被配置为接收第二格式的传感器信号以及根据电外科发生器的运行模式来计算计算的输出信号。

在电外科发生器的实施例中，相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

在电外科发生器的实施例中，当执行电压和/或电流补偿时相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

在电外科发生器的实施例中，当执行功率补偿时相位增益校正函数通过将补偿器的输出平方并随后采用反正弦函数来执行。

附图说明

连同附图根据以下详细说明，本公开的以上和其他方面、特征和优点将变得更加明显。其中：

图1是现有技术的电外科发生器的框图；

图2是现有技术的另一种电外科发生器的框图；

图3A是根据本公开处于电压控制模式和/或电流控制模式的电外科发生器的网络模型；

图3B是根据本公开处于功率控制模式的电外科发生器的网络模型；

图4是根据本公开的增益补偿的电外科发生器的实施例的框图；

图5是根据本公开的电外科发生器的增益补偿的RF级的实施例的框图；

图6是根据本公开的电外科发生器的相位增益补偿单元的框图；

图7是根据本公开的电外科发生器的全桥逆变器输出级的电路图；

图8A-8D展示了根据本公开的实施例，在不同输出电平显示的全波桥式逆变器的运行波形之间的关系。

具体实施方式

本文以下参考附图介绍了本公开的实施例。在以下说明中，公知的功能或结构没有详细介绍以避免因不必要的细节妨碍对本发明的理解。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

此外，根据本公开的实施例在本文中可能以功能块组件和各种处理步骤介绍。应该认识到，这样的功能块可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件和/或软件组件实现。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路组件，如存储器元件、处理元件、逻辑元件等，它可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。所以，框图的功能块支持执行指定功能的方式的组合、执行指定功能的步骤的组合以及执行指定功能的程序指令。还应当理解，框图的每个功能块，以及框图中功能块的组合可以由执行指定功能或步骤的基于专用硬件的系统或者专用硬件和软件指令的适宜组合来实现。

在图1所示的现有技术的电外科发生器的配置中，高压DC电源(HVDC)根据RF定位点信号向RF发生器级提供0-150VDC的可变电源电压。RF发生器级产生470kHZ电外科信号，具有由电源电压决定的输出功率。RF发生器的输出施加到负载比如患者的目标组织时，一个或多个传感器进行监视。这些传感器向控制器提供反馈信号。控制器被编程为使RF发生器级根据从外科医生接收的输入产生期望的RF输出信号。期望的RF输出信号可以包括为实现特定外科目标比如切割、密封、凝结、混合等而选择的具体功率、波形和调制。控制器考虑到期望的RF输出信号处理反馈信号并转而向HVDC提供适当的RF定位点信号以实现期望的输出信号。这种配置可能有缺点，因为RF级的输出可能关于可变的电源电压输入非线性，并在一定的运行点也可能展现出低效率和不稳定。

在图2所示的另一个现有技术的电外科发生器的配置中，HVDC向RF发生器级提供固定的DC电源电压。RF逆变器被配置为在这个固定的电源电压运行并包括RF定位点输入。RF发生器级产生高频（如470kHz）AC电外科信号，具有由RF定位点输入决定的输出。这种配置由于改进了系统响应时间和运行效率而被认为具有超过图1中配置的优点。

图1和图2的配置都可能有的缺点在于，随着运行点通过定位点改变或负载改变而改变，系统展现出的增益可能显著地变化。典型情况下，增益问题的现有技术解决方案包含根据已知的运行点数据控制增益补偿器。通过在运行点和运行模式的整个预期范围内测量发生器增益，来创建补偿因子和运行点的相互参照，随后将其存储在大型三维查找表中用于在电外科手术过程期间使用。不过，这样的方法可能具有若干缺点，因为查找表难以实施，一般而言是设备专用的，并且即使系统的仅单个元件改变也需要大量的重编程。

转到图3A，显示了根据本公开处于电压控制模式和/或电流控制模式的电外科发生器1的网络模型。在电压控制模式和电流控制模式中，正弦项导致归因于相位的变化。为了校正这个变化，根据反正弦函数执行当控制电压和/或电流时的相位增益校正函数。在补偿器2与逆变器5之间放置反正弦块3和2/π块4。这是因为补偿器正在输出占空比d（取值范围从0到1），然后它将被放入输出电压方程的正弦部分，如根据公式所描述,其中d·π＝θ₁₂。发生器利用作为正弦函数的d项，它又使占空比通过这种方法，发生器增益关于电压和/或电流模式中的相位是常数，因为增益将是d的导数，而不是d本身。

现在参考图3B，显示了根据本公开处于功率控制模式的电外科发生器1的网络模型。在功率控制模式中，根据正弦平方函数的倒数执行相位增益校正函数。在这个模型中，补偿器2与反正弦块3之间放置了乘法器块6，它计算未校正占空比d的平方。发生器又利用作为正弦平方函数的d项，结果为校正后的占空比同样，通过这种方法发生器增益关于相位是常数。

现在参考图4，展示了根据本公开的电外科发生器10。一般来说，所公开的发生器10补偿增益变化的根本原因并精确地校正在源头的变化。通过把增益归一化到适用一切条件的单点，不仅保证了稳定性，而且极大地简化了整体控制系统设计。所介绍的增益补偿技术适用于利用相移全桥逆变器拓扑结构的任何应用。它比现有技术中存在的技术手段更简单，并提供了将在这种类型的一切电路中起作用的通用解决方案。

所公开的发生器10包括用户界面20，被配置为接收来自用户的定义系统的运行模式和参数的输入，比如但不限于功率电平、单极还是双极模式、电外科能量的开/关、切割模式、密封模式、混合模式、凝结模式、波峰因子等。用户界面20可以包括用户界面元件，比如按钮、旋钮、键盘、触摸屏等，它们可以设置在发生器外壳上和/或电外科仪器上。用户界面20可以包括视觉显示器和音频指示器向用户传送运行状态和反馈。电外科系统10包括与用户界面20可操作地通信的控制器30和增益补偿射频(RF)级40。控制器30解释从用户界面20收到的运行命令，再向增益补偿RF级40提供一个或多个控制信号，比如但不限于定位点信号。增益补偿RF级40可以被配置为向控制器30传送一个或多个运行参数，比如但不限于阻抗、输出电压、输出电流和输出功率。增益补偿RF级40被配置为接收来自控制器30的定位点信号，并且对其响应，以下文详细说明的方式产生要递送到负载90（例如到目标组织）的电外科输出信号。电外科发生器10包括电源50，被配置为把线路电压（例如120VAC或240VAC）转换为用户界面20、控制器30和增益补偿RF级40所需的运行电压。在某些实施例中，电源50被配置为提供+5VDC、-5VDC、+12VDC和+150VDC。

现在转到图5和图6，现在介绍根据本公开的增益补偿RF级40。增益补偿RF级40采用一种两部分方法实现增益补偿。第一部分方法针对由全桥谐振逆变器输出级160的负载（阻抗）变化导致的增益变化。第二部分方法针对在电流和电压控制模式期间由全桥谐振逆变器输出级160的占空比调制（如脉冲宽度调制）的正弦项导致的增益变化，以及在功率控制模式期间由所述占空比调制的正弦平方项导致的增益变化。

更详细地说，增益补偿RF级40一般被设置为具有两个增益补偿误差校正元件的改进的控制回路。在PID部分140的输入之前提供第一个阻抗增益补偿单元130，而在PID部分140之后提供相位增益补偿单元150。增益补偿RF级40包括具有RF定位点输入121的求和放大器120，RF定位点输入121在求和放大器120的正(+)输入处接收RF定位点信号125。在求和放大器120的负(-)输入处接收计算的输出信号171（如输出参数对应的“等效”定位点）。求和放大器120在求和放大器输出123产生对应于RF定位点信号125（如期望输出）与计算的输出信号171（如实际输出）之间的差的第一误差信号124。第一误差信号124作为误差项被传送到阻抗增益补偿单元130的误差输入131。除误差输入131之外，阻抗增益补偿单元130还包括负载输入132，被配置为从全桥谐振逆变器160接收负载信号R_LOAD。因此，阻抗增益补偿单元130被配置为除补偿增益变化外还补偿全桥谐振逆变器150的负载变化。

阻抗增益补偿单元130被配置为在阻抗增益补偿单元输出133处产生传送到PID控制器140的第二误差信号134。归因于负载变化所需要的补偿不仅取决于负载，而且还取决于控制方法。不过，由于与定位点可以改变的频率相比，组织阻抗变化得相对更慢，所以可靠地实现了基于负载的增益补偿。根据以下呈现的表1中列出的增益变化方程确定负载补偿，其中Z_σ0是谐振网络的戴维南等效输出阻抗（如电抗）：

表1

由表1中方程计算的增益变化的倒数产生要被施加到PID控制器140的误差输入141的误差项，以有效地归一化归因于阻抗的增益。以下表2中呈现了增益补偿方程。

阻抗增益补偿单元130被编程为接收负载作为参数，并通过预处理（如预失真）内部控制回路的误差项，在由相位增益补偿器150处理之前在系统中增加或移除增益，以补偿归因于阻抗变化产生的增益非线性。

PID单元140从阻抗增益补偿单元130接收误差信号134并产生相位控制信号142，它确定相位增益补偿单元150内包括的全桥逆变器驱动器，如脉冲宽度调制单元的占空比。

现在注意图6，相位增益补偿单元150接收相位控制信号142。相位增益补偿单元150校正与脉冲宽度调制技术相关联的内在非线性。更详细地说，在现有技术的全桥逆变器中，脉冲宽度调制占空比的线性增加引起全桥逆变器峰到峰输出根据正弦项增加。例如，把PWM占空比从0%改变到50%（如通过改变两个脉冲串之间的相位差）引起全桥逆变器的输出从峰值的0%变化到峰值的70.7%。

为了补偿这种非线性，在根据本公开的实施例中，相位增益补偿单元150通过把至少部分基于反正弦项的补偿因子施加到相位控制信号142来补偿（如预处理或预失真）相位控制信号142，这又产生校正的PWM驱动信号152。相位控制信号142由相位预处理模块151接收。相位预处理模块151把反正弦项施加到相位控制信号142以产生PWM驱动信号152。时钟155向PWM驱动器153的载波输入155提供具有相位θ1的方波154。在实施例中，时钟155可以整合到和/或包括在PWM驱动器153之内。典型情况下，方波154具有对应于期望的电外科频率的频率，如470kHz。校正的PWM驱动信号152被施加到PWM驱动器153的调制输入156，产生具有相位θ2的移相的第二方波。θ1与θ2之间的相位差由PWM驱动信号152确定。相位θ1和相位θ2从相位增益补偿单元150输出以驱动全桥逆变器160。因此，θ1与θ2之间的相位差由相位预处理模块151通过反正弦函数预处理，它精确地补偿了全桥逆变器160的正弦项非线性。以这种方式实现了对PID140输出的纯线性响应。

参考图7和图8A-8D，更详细介绍了全桥逆变器160。全桥逆变器160包括在全桥配置中为产生一对输出脉冲串V₁、V₂而配置的多个晶体管162、164、166、168。全桥逆变器160从相位增益补偿单元150接收相位θ1和相位θ2输出用于驱动多个晶体管162、164、166、168。PWM输出耦接到晶体管162，并由逆变器163相移180度后到晶体管164。同样，θ2耦接到晶体管166，并经由逆变器167到晶体管168。这个推挽拓扑结构用于实现在由相位θ1与相位θ2之间的相位差决定的期望功率电平把电压由DC转为RF。

由于PWM驱动信号相位θ1与相位θ2之间的相位差是变化的，晶体管配对162、164以及166、168根据它们各自的栅信号在不同时间导通以在指定功率递送波形。如图8A-8D最清楚地显示，两个相移的高电压脉冲串V₁与V₂之间的干涉产生了组合的激励电压V_EXCITE。V₁和V₂从而相加并随后通过谐振网络165滤波以提供平滑后的、一般为正弦的电外科输出波形161、161'(V_out)。

一个或多个传感器181与输出161、161'和/或负载190可操作地相关联。在实施例中，传感器181包含电压传感器和/或电流传感器。来自传感器181的一个或多个传感器信号在传感器单元180接收，它连接并把从传感器181收到的原始传感器信号转换为适合参数计算单元170使用的格式。在实施例中，传感器单元180可以包括模拟到数字(A/D)转换器、缓冲区、光隔离器、放大器、温度补偿设备、滤波器及其组合。

参数计算单元170接收一个或多个传感器信号，并计算对应于全桥逆变器160的当前感测的输出的计算的输出信号171(即定位点等效参数)。计算的输出信号171根据发生器10的电流运行模式计算。例如，可以计算RMS电压、RMS电流、平均功率和阻抗。如果发生器10的控制方法处于针对电压模式，那么当前输出电压由参数计算单元计算并由求和放大器120从定位点减去。如果发生器10的控制方法处于针对电压模式，那么计算的输出信号171按当前输出电压计算。如果发生器10的控制方法处于针对电流模式，那么计算的输出信号171按当前输出电流计算。同样，如果发生器10的控制方法处于针对功率模式，那么计算当前输出功率，而如果发生器10的控制方法处于针对阻抗模式，那么计算当前负载阻抗。计算的输出信号171在求和放大器120的负(-)输入处接收，它对定位点信号125与计算的输出信号171求和以产生用于驱动增益补偿RF级40的误差信号124，正如上文刚刚的介绍。

虽然在附图中已经显示了本公开的几个实施例，但并非意在将本公开局限于此，因为本公开意在如同本领域所允许的范围那样足够宽，并且说明书也应当如此阅读。所以，以上介绍不应被解释为限制，而仅仅作为优选实施例的范例。

Claims (20)

1.一种用于控制使用增益补偿全桥拓扑结构的电外科发生器的系统，包括：

求和单元，被配置为接收RF定位点信号和计算的输出信号，以及产生对应于RF定位点信号与计算的输出信号之间的差的第一误差信号；

阻抗增益补偿单元，被配置为接收第一误差信号和对应于负载阻抗的阻抗信号，以及根据阻抗校正计算产生第二误差信号；

控制器，接收第二误差信号并产生相位控制信号；

相位增益补偿单元，包括：

相位预处理模块，被配置为接收相位控制信号，对相位控制信号应用相位增益校正函数以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号；以及

脉冲宽度调制驱动器，被配置为产生第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，该第二全桥驱动信号从第一全桥驱动信号相移对应于校正的脉冲宽度调制驱动信号的量；

全桥逆变器，被配置为接收第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，以及产生电外科输出信号，该电外科输出信号具有对应于第一全桥驱动信号与第二全桥驱动信号之间的相位差的电气性质；以及

传感器电路，被配置为感测电外科输出信号的电气性质以及产生对应的计算的输出信号。

2.根据权利要求1的系统，其中，相位控制电路包括时钟，该时钟被配置为产生第一全桥驱动信号以及被设置为与脉冲宽度调制驱动器和全桥逆变器的至少一个可操作通信。

3.根据权利要求1的系统，其中，传感器电路包括：

一个或多个传感器，与全桥逆变器的输出可操作地相关联并被配置为输出具有第一格式的传感器信号；

传感器单元，该传感器单元与一个或多个传感器可操作地通信并被配置为接收传感器信号，把传感器信号从第一格式转换为第二格式，并且以第二格式输出传感器信号；以及

参数计算单元，被配置为接收第二格式的传感器信号以及根据电外科发生器的运行模式来计算计算的输出信号。

4.根据权利要求3系统，其中，电外科发生器的运行模式选自由以下模式组成的组：针对电压模式、针对电流模式、针对功率模式和针对阻抗模式。

5.根据权利要求1的系统，其中，全桥逆变器包括被配置为提供一般为正弦的电外科输出波形的谐振网络。

6.根据权利要求1的系统，其中，相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

7.根据权利要求1的系统，其中，当电外科发生器处于针对电压模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

8.根据权利要求1的系统，其中，当电外科发生器处于针对电流模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

9.根据权利要求1的系统，其中，当电外科发生器处于针对功率模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

10.一种在电外科发生器中执行增益补偿的方法，包括：

接收RF定位点信号和计算的输出信号；

产生对应于RF定位点信号与计算的输出信号之间的差的第一误差信号；

通过对第一误差信号应用阻抗校正计算而产生第二误差信号；

用补偿器产生相位控制信号；

对相位控制信号应用相位增益校正函数以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号；

产生第一全桥驱动信号；以及

产生第二全桥驱动信号，该第二全桥驱动信号从第一全桥驱动信号相移对应于校正的脉冲宽度调制驱动信号的量。

11.根据权利要求10的方法，进一步包括：

产生电外科输出信号，该电外科输出信号具有对应于第一全桥驱动信号与第二全桥驱动信号之间的相位差的电气性质。

12.根据权利要求11的方法，进一步包括：

感测电外科输出信号的电气性质；以及

产生对应于电外科输出信号的计算的输出信号。

13.根据权利要求12的方法，其中，计算的输出信号根据电外科发生器的运行模式产生。

14.根据权利要求10的系统，其中，相位增益校正函数根据反正弦函数执行。

15.根据权利要求10的方法，其中，当电外科发生器处于针对电压模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

16.根据权利要求10的方法，其中，当电外科发生器处于针对电流模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

17.根据权利要求10的方法，其中，当电外科发生器处于针对功率模式中时，根据公式执行阻抗校正计算。

18.一种电外科发生器，包括：

控制器，被配置为从用户界面接收运行参数；

用户界面，与控制器可操作地通信并被配置为接收来自用户的用户输入；以及

增益补偿射频级，包括：

求和单元，被配置为接收RF定位点信号和计算的输出信号，以及产生对应于RF定位点信号与计算的输出信号之间的差的第一误差信号；

阻抗增益补偿单元，被配置为接收第一误差信号和对应于负载阻抗的阻抗信号，以及根据阻抗校正计算产生第二误差信号；

控制器，接收第二误差信号并产生相位控制信号；

相位增益补偿单元，包括：

相位预处理模块，被配置为接收相位控制信号，对相位控制信号应用相位增益校正函数以产生校正的脉冲宽度调制驱动信号；以及

脉冲宽度调制驱动器，被配置为产生第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，该第二全桥驱动信号从第一全桥驱动信号相移对应于校正的脉冲宽度调制驱动信号的量；

全桥逆变器，被配置为接收第一全桥驱动信号和第二全桥驱动信号，以及产生电外科输出信号，该电外科输出信号具有对应于第一全桥驱动信号与第二全桥驱动信号之间的相位差的电气性质；以及

传感器电路，被配置为感测电外科输出信号的电气性质以及产生对应的计算的输出信号。

19.根据权利要求18的电外科发生器，其中，传感器电路包括：

一个或多个传感器，与全桥逆变器的输出可操作地相关联并被配置为输出具有第一格式的传感器信号；

传感器单元，与一个或多个传感器可操作地通信并被配置为接收传感器信号，把传感器信号从第一格式转换为第二格式，并且以第二格式输出传感器信号；以及

参数计算单元，被配置为接收第二格式的传感器信号以及根据电外科发生器的运行模式来计算计算的输出信号。

20.根据权利要求18的电外科发生器，其中，相位增益校正函数根据反正弦函数执行。