CN107332457B - 用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法及其系统。本发明通过电流检测电路获取初始输出电流有效值I；初始输出电流有效值I通过电流检测电路输送至低温等离子消融手术系统的单片机内进行电流有效值阈值判断，从而判断需开通n路推挽逆变电路；单片机控制n个信号输出端控制CPLD输出n组PWM波，从而实现n个推挽电路并联，或电流判断后，单片机控制n个信号输出端，通过光耦控制相对应推挽逆变电路上的两个继电器通断状态，从而实现n个推挽电路并联。本发明解决了因等离子体手术系统使用部位组织不同，导致使用过程中功率输出不够的现象，也解决了由于强行大功率输出或仪器长时间、满负荷工作导致的烧掉手术主机现象。

Description

用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法及其系统
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体涉及用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法及其系统。
背景技术
低温等离子消融技术，顾名思义就是利用低温等离子体强活性、高能量的特性对生物组织进行切除或对病变组织进行消融。低温等离子体消融术属于微创手术，具有手术创伤面小、术后恢复快等优点，能够大大减轻病人的痛苦和缩短康复周期。不仅如此，相较于射频消融术而言，其手术操作温度较低(40-70℃)，避免了高温造成的生物组织碳化现象(碳化组织无法通过新陈代谢排出体外)。低温等离子消融术通过电离生理盐水产生等离子体，作用于生物组织时产生低温分解效应及热效应。一方面，离子具有较强的活性可打破有机物质的分子键，与细胞的蛋白质和核酸产生反应，破坏细胞膜并到达致死细胞的目的；另一方面，离子随着电磁场的快速变化，沿磁力线方向往返运动，具有较高能量的离子之间摩擦产生热量，高温可使细胞组织的蛋白质变性和使血液干燥。低温等离子体技术应用于临床医学涉及到生物安全性问题。一方面希望等离子体能对病灶达到快速消融的效果，另一方面又要求等离子体不能对正常细胞产生致命的伤害。但等离子体消融术的效果受到诸多因素影响，如工作温度、工作气压、等离子体浓度、等离子体分布均匀度等。
目前市面上的低温等离子体手术系统在使用过程中，因医院使用科室不同，使用部位组织不同，导致系统低温等离子手术系统所接负载变化很大，并且不同部位组织手术所需功率波动很大(如口鼻腔等脂肪含量较低的部位需20W-30W，大腿等脂肪含量较高的部位需35-45W，骨科根据不同部位需35W-100W)，而主机设计时容量及效率常估计不足，导致使用过程中由于输出不够，在手术过程中发生粘刀现象，或者由于强行大功率输出，烧掉手术主机；同时，国内的低温等离子体手术系统或者相关仪器，都是采用在手术系统中发热最快的推挽MOS管上安装散热片，并且在机壳上进行一定面积的开口这一方式，来达到推挽电路的散热效果，这样一来，在电磁兼容方面会产生安全隐患，导致手术间电磁污染。这些本身都会成为手术事故的来源。
针对这些问题，本发明提出采用多个逆变电路系统模块并联，通过两种单片机控制方式，进行自动检测，自动投切，快速根据所需功率，来确定并联工作的逆变电路模块的数量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法及其系统，主要由低温等离子体系统的多路并联推挽电路、输出电流检测电路和单片机组成，其中两种单片机控制方式与低温等离子体系统的多路并联推挽逆变电路的组合应用是该系统的核心。电流经电流互感器(型号为tak12-005)采集反馈，通过电流检测电路进行精密检测，由电流检测电路将结果传送至低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机，该单片机通过电流控制算法对并联推挽逆变电路进行准确控制。
控制方式一：并联逆变系统使用n路PWM波信号控制n个mos管，由低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的单片机控制低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的CPLD产生PWM波输出信号，从而控制并联推挽逆变电路。若电流检测值经单片机判断只需开通一路推挽逆变电路，则单片机控制CPLD产生两路相位差为180度的PWM波，从而控制打开一路推挽逆变电路；若电流检测值经单片机判断需开通n路推挽逆变电路，则单片机控制CPLD产生n组相位差为180度的PWM波，其中每组中相对应的PWM波信号相位相同，从而控制打开n路推挽逆变电路。1≤n≤N，n为整数，N为推挽逆变电路的总路数。
控制方式二：系统只采用两路PWM波输出，起开关作用的2n个继电器控制2n个推挽电路的支路导通或者关断。若电流检测值经单片机判断只需开通一路推挽逆变电路，则单片机只对一个端口下达开通信号，再通过光耦，使得这路推挽逆变电路继电器打开，从而打开一路推挽逆变电路；若电流检测值经单片机判断需开通n路推挽逆变电路，则单片机对n个端口下达开通信号，通过光耦使得2n个继电器打开，从而打开n路推挽逆变电路。
本发明低温等离子体系统的多路并联逆变系统主要由低温等离子体系统的多路并联逆变、输出电流检测电路和单片机组成。让已公开的专利——低温等离子消融手术系统(公开号：CN 106491202A)功率电路的推挽电路及后续电路与本发明电路做替换，最开始工作时，默认两路推挽电路全部工作，输出电流经电流互感器U7(型号为tak12-005)采集反馈，通过电流检测电路进行精密检测，再由电流检测电路将结果传送至低温等离子消融手术系统(公开号：CN 106491202A)单片机，该单片机通过电流控制算法对并联推挽逆变电路进行准确控制。
本发明的有益效果：设计了用于低温等离子体系统的多路并联逆变电路系统，有两种单片机控制方式(控制PWM波输出式和直接控制推挽逆变电路式)，可进行拓展即并联n路推挽逆变电路。利用电流检测电路对反馈电流精密检测，再由单片机进行判断，控制并联推挽逆变电路工作，这样的用于低温等离子体手术系统的多路控制并联逆变系统，可以做到一路推挽逆变电路优化，则全部推挽逆变电路优化，同时达到自动扩充功率容量，并且高效率输出双重效果。(如原电路系统容量200W，但该推挽电路在输出功率50W时，效率最优，为百分之97，但在输出功率为150W时，效率最低，为百分之80，并且对于输出功率300W无法负荷，发生主机烧坏现象。而我们所设计的并联推挽电路，对单个推挽电路输出功率50W进行优化，效率为百分之97，那么在输出功率为150W时，三路推挽电路并联同时工作，效率仍达到百分之97，并且在要求输出300W时，开通6路推挽电路，来进行高效率、高功率的稳定工作。)
本发明解决了因等离子体手术系统使用部位组织不同，导致使用过程中功率输出不够的现象，也解决了由于强行大功率输出或仪器长时间、满负荷工作导致的烧掉手术主机现象；同时，由于有多路推挽电路分担工作负荷，则整个并联推挽逆变系统的发热，将远远小于普通推挽逆变电路，这将直接解决电路散热问题，更不会在电磁兼容方面会产生安全隐患，导致手术间电磁污染。
另外，输出电流检测电路运用了精密半波整流电路的原理，并且与单片机算法及控制相结合，可以对输出电流进行更实时、准确的监控。整个用于低温等离子体系统的多路并联逆变电路系统让原等离子手术系统的推挽电路部分工作起来更加安全、有效、稳定。
附图说明
图1为控制PWM波输出式推挽电路图；
图2为直接控制式推挽逆变电路图；
图3为电流检测电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。
本发明低温等离子体系统的多路并联逆变系统实现如下功能：
1、本发明设计了一种全新的，用于低温等离子体系统的多路并联逆变电路系统。利用电流检测电路对反馈电流精密检测，再由单片机进行判断，控制并联推挽逆变电路工作，这样的用于低温等离子体手术系统的多路控制并联逆变系统，可以做到一路推挽逆变电路优化，则全部推挽逆变电路优化，同时达到自动扩充功率容量，并且高效率输出双重效果。(如原电路系统容量200W，但该推挽电路在输出功率50W时，效率最优，为百分之97，但在输出功率为150W时，效率最低，为百分之80，并且对于输出功率300W无法负荷，发生主机烧坏现象。而我们所设计的并联推挽电路，对单个推挽电路输出功率50W进行优化，效率为百分之97，那么在输出功率为150W时，三路推挽电路并联同时工作，效率仍达到百分之97，并且在要求输出300W时，开通6路推挽电路，来进行高效率、高功率的稳定工作。)即解决了因等离子体手术系统使用部位组织不同，导致使用过程中功率输出不够的现象，也解决了由于强行大功率输出或仪器长时间、满负荷工作导致的烧掉手术主机现象；
2、本发明设计了两种单片机控制方式：控制PWM波输出式和直接控制推挽逆变电路式(如图1、图2所示)，方便于根据实际情况进行选择。
3、本发明可根据实际需求进行拓展，并联n个推挽逆变电路。此时若选择控制方式一，则需要2n个型号为mic4452的MOS管驱动芯片,单片机控制CPLD产生n组相位差为180度的PWM波，其中每组中相对应的PWM波信号相位相同，从而控制打开n路推挽逆变电路，实现n个推挽电路并联；若选择控制方式二，则需要2n个型号为mic4452的MOS管驱动芯片、CPLD两路PWM波输出、2n个型号为HRM2H-S-DC12V的继电器，这2n个继电器(起开关作用)需要由低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的单片机输出n个信号再通过光耦来控制通断，从而打开n路推挽逆变电路，实现n个推挽电路并联。
4、本发明由于有多路推挽电路分担工作负荷，则整个并联推挽逆变系统的发热量，将远远小于普通推挽逆变电路，这将直接解决电路散热问题，同时也解决了电磁兼容方面的手术间电磁污染等安全隐患。
5、本发明输出电流检测电路的设置，运用了精密半波整流电路的原理，可以对输出反馈电流进行更实时、准确的监控，再通过与低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机的结合，经过单片机的算法与控制，使得整个用于低温等离子体系统的多路并联逆变电路系统更加安全、有效、稳定。
实施例1：
如图1所示，低温等离子体系统的多路并联逆变电路包括MOS管驱动芯片U1-U4,MOS管Q1-Q4，变压器U5，二极管D1-D5，型号为HRM2H-S-DC12V的继电器U6，电阻R1-R9，复杂可编程逻辑器件(简称CPLD)P1，电流检测端口P2，输出端P3；其中MOS驱动芯片U1的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U1的2脚接P1的4脚，P1的4脚输出PWMQ1；MOS驱动芯片U1的4脚接地；MOS驱动芯片U1的5脚接地；MOS驱动芯片U1的6脚接MOS驱动芯片U1的7脚和电阻R1的一端；MOS驱动芯片U1的7脚接MOS驱动芯片U1的6脚和电阻R1的一端；MOS驱动芯片U1的8脚接15V电源；电阻R1另一端接电阻R2一端、二极管D1阴极和MOS管Q1栅极；电阻R2另一端接地；二极管D1阳极端接地；MOS驱动芯片U2的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U2的2脚接P1的3脚，P1的3脚输出PWMQ2；MOS驱动芯片U2的4脚接地；MOS驱动芯片U2的5脚接地；MOS驱动芯片U2的6脚接MOS驱动芯片U2的7脚和电阻R3的一端；MOS驱动芯片U2的7脚接MOS驱动芯片U2的6脚和电阻R3的一端；MOS驱动芯片U2的8脚接15V电源；电阻R3另一端接电阻R4一端、二极管D2阴极和MOS管Q3栅极；电阻R4另一端接地；二极管D2阳极端接地；MOS管Q1漏极接MOS管Q3漏极和变压器U5的1脚；MOS管Q1源极与MOS管Q3源极连接后接地；变压器U5的3脚与4脚连接后接低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的buck输出端正极Vin；MOS驱动芯片U3的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U3的2脚接P1的2脚，P1的2脚输出PWMQ3；MOS驱动芯片U3的4脚接地；MOS驱动芯片U3的5脚接地；MOS驱动芯片U3的6脚接MOS驱动芯片U3的7脚和电阻R5的一端；MOS驱动芯片U3的7脚接MOS驱动芯片U3的6脚和电阻R5的一端；MOS驱动芯片U3的8脚接15V电源；电阻R5另一端接电阻R6一端、二极管D3阴极和MOS管Q2栅极；电阻R6另一端接地；二极管D3阳极端接地；MOS驱动芯片U4的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U4的2脚接P1的1脚，P1的1脚输出PWMQ4；MOS驱动芯片U4的4脚接地；MOS驱动芯片U4的5脚接地；MOS驱动芯片U4的6脚接MOS驱动芯片U4的7脚和电阻R7的一端；MOS驱动芯片U4的8脚接15V电源；电阻R7另一端接电阻R8一端、二极管D4阴极和MOS管Q4栅极；电阻R8另一端接地；二极管D4阳极端接地；MOS管Q2漏极接MOS管Q4漏极和变压器U5的6脚；MOS管Q2源极与MOS管Q4源极连接后接地；变压器U5的12脚接继电器U6的5脚；继电器U6的6脚与电阻R9的一端连接后接输出端P3的1脚，作为推挽逆变电路输出电源的正极；继电器U6的1脚与二极管D5的阳极连接后接地；二极管D5的阴极与继电器U6的8脚连接后接COAG控制端(低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的脚踏板)；变压器U5的11脚接电流检测端口P2的2脚；电流检测端口P2的1脚与电阻R9的另一端连接后接输出端P3的2脚，作为推挽逆变电路输出电源的负极；其余剩余脚悬空。
MOS管驱动芯片U1-U4的型号均为mic4452，MOS管Q1-Q4型号均为MESFET-N，二极管D1-D5的型号均为IN4744，继电器U6的型号为HRM2H-S-DC12V，CPLD(复杂可编程逻辑器件)P1的型号为EPM570T100C5。
上述CPLD(复杂可编程逻辑器件)P1即为低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的CPLD，简化低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的CPLD端口用P1来表示PWM波的输出路径，用于由低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的单片机(型号为C8051F020)控制输出PWM波。
如图3所示，所述的电流检测电路包括型号为IN4148的二极管D6，型号为IN4148的二极管D7，电阻R10-R14，电容C1-C3，型号为tak12-005的电流互感器U7，型号为LM358AD的运算放大器U8；其中电流互感器U7的2脚接电阻R10一端和电阻R11一端；电流互感器U7的1脚与电阻R10另一端连接后接地；电阻R11另一端接电阻R12一端、二极管D6阳极和运算放大器U8的2脚；运算放大器U8的3脚接电阻R13一端；电阻R13另一端接地；运算放大器U8的正电源端接5V电压；运算放大器U8的负电源端接地；运算放大器U8的1脚与二极管D6的阴极和二极管D7的阳极，二极管D7的阴极接电阻R12的另一端、电容C1一端和电阻R14一端连接后接低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机(型号为C8051F020)的具有AD采样功能的I/O端口即输入端口Iout；电容C1另一端接地；电阻R14另一端接地；电容C2一端接5V电压和电容C3一端；电容C2另一端、电容C3另一端接地。
电流互感器U7(型号为tak12-005)对于输出电流信号(反馈电流)在电流检测端口P2瞬间采集并通过电流检测电路，接着输出初始电流流入单片机，单片机通过控制算法做出判断。
所述低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的单片机(型号为C8051F020)控制算法如下：将初始电流有效值I离散化,设信号周期为T,采样起始时间为t0,在[t0,t0+T]内采样m+1个点,采样间隔Δ＝T/m,每个点对应的采样结果依次为I0,I1,…,Im,采用冒泡法对于I0,I1,…,Im从大到小进行排序，接着对最小值Imin及最大值Imax剔除，得到新的采样结果I0,I1,…,Im-2。最后采用复化梯形求积公式,可得到采样电流有效值的近似值:
在用复化梯形公式求积分时产生截断误差故电流有效值的相对误差为Um表示系统的最高运行电压。由此得出，截断误差随采样点数的增加快速降低。
采样电流有效值I'进行阈值判断：设阈值为x；当I'≤x,单片机判断之开通一路推挽电路；当x＜I'≤kx，若I'/x为非整数，则k＝[I'/x]+1，若I'/x为整数，则k＝[I'/x]，从而单片机判断开通k路推挽电路。
实施例1设备的控制方式如下：低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机根据电流控制算法判断开通几路推挽逆变电路，由低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的单片机控制低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的CPLD产生PWM波输出信号，从而输送至相对应的推挽逆变电路。若电流检测值经单片机判断只需开通一路推挽逆变电路，则单片机只对一个端口下达开通信号，使得CPLD产生两路相位差为180度的PWM波(即选择1、3脚或2、4脚)，从而控制打开一路推挽逆变电路；若电流检测值经单片机判断需开通两路推挽逆变电路，则单片机对两个端口下达开通信号，使得CPLD产生两组相位差为180度的PWM波且每组中相对应的PWM波信号相位相同(即选择1、2、3、4脚)，从而控制打开两路推挽逆变电路。
实施例2：
如图2所示，低温等离子体系统的多路并联逆变电路包括MOS管驱动芯片U9-U12,MOS管Q5-Q8，继电器K1-K4，变压器U13，二极管D8-D16，继电器U14，电阻R15-R23,复杂可编程逻辑器件(简称CPLD)P4，电流检测端口P5，输出端P6；其中MOS驱动芯片U9的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U9的2脚接P4的4脚，P4的4脚输出PWMQ5；MOS驱动芯片U9的4脚接地；MOS驱动芯片U9的5脚接地；MOS驱动芯片U9的6脚接MOS驱动芯片U9的7脚和电阻R15的一端；MOS驱动芯片U9的8脚接15V电源；电阻R15的另一端接电阻R16一端、二极管D8阴极、MOS管Q5栅极；电阻R16另一端接地；二极管D8阳极端接地；MOS管Q5漏极接继电器K1的2脚；MOS管Q5源极与MOS管Q7源极连接后接地；继电器K1的3脚接二极管D12阴极、二极管D13阴极、继电器K2的3脚、低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机的I/O端口，即第一路控制信号control1；继电器K1的4脚接二极管D12阳极、接地；继电器K1的1脚接继电器K3的1脚、变压器U13的1脚；MOS驱动芯片U10的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U10的2脚接接P4的4脚，P4的4脚输出PWMQ5；MOS驱动芯片U10的4脚接地；MOS驱动芯片U10的5脚接地；MOS驱动芯片U10的6脚接MOS驱动芯片U10的7脚和电阻R17的一端；MOS驱动芯片U10的8脚接15V电源；电阻R17另一端接电阻R18一端、二极管D9阴极、MOS管Q7栅极；电阻R18另一端接地；二极管D9阳极端接地；MOS管Q7漏极接继电器K3的2脚；继电器K3的3脚接二极管D14阴极、二极管D15阴极、继电器K4的3脚、低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机的I/O端口，即第二路控制信号control2；继电器K3的4脚接二极管D14阳极、接地；MOS驱动芯片U11的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U11的2脚接接P4的3脚，P4的3脚输出PWMQ6；MOS驱动芯片U11的4脚接地；MOS驱动芯片U11的5脚接地；MOS驱动芯片U11的6脚接MOS驱动芯片U11的7脚和电阻R19的一端；MOS驱动芯片U11的8脚接15V电源；电阻R19另一端接电阻R20一端、二极管D10阴极、MOS管Q6栅极；电阻R20另一端接地；二极管D10阳极端接地；MOS管Q6漏极接继电器K2的2脚；MOS管Q6源极与MOS管Q8源极连接后接地；继电器K2的4脚接二极管D13阳极、接地；继电器K2的1脚接继电器K4的1脚、变压器U13的6脚；MOS驱动芯片U12的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U12的2脚接接P4的3脚，P4的3脚输出PWMQ6；MOS驱动芯片U12的4脚接地；MOS驱动芯片U12的5脚接地；MOS驱动芯片U12的6脚接MOS驱动芯片U12的7脚和电阻R21的一端；MOS驱动芯片U12的8脚接15V电源；电阻R21另一端接电阻R22一端、二极管D11阴极、MOS管Q8栅极；电阻R22另一端接地；二极管D11阳极端接地；MOS管Q8漏极接继电器K4的2脚；继电器K4的4脚接二极管D15阳极、接地；变压器U13的3脚与4脚连接后接低温等离子消融手术系统(公开号：106491202A公开号：CN106491202A)的buck输出端正极Vin；变压器U13的12脚接继电器U14的5脚；继电器U14的6脚接R23的一端和输出端P6的1脚，作为推挽逆变电路输出电源的正极；继电器U14的1脚与二极管D16的阳极连接后接地；二极管D16的阴极与继电器U14的8脚连接后接COAG控制端(即低温等离子消融手术系统的脚踏板)；变压器U13的11脚接电流检测端口P5的2脚；电流检测端口P5的1脚与电阻R23的另一端连接后接输出端P6的2脚，作为推挽逆变电路输出电源的负极；其余引脚悬空设置。
MOS管驱动芯片U9-U12的型号均为mic4452，MOS管Q5-Q8的型号均为MESFET-N，继电器K1-K4的型号均为HRM2H-S-DC12V，二极管D8-D16的型号均为IN4744，继电器U14的型号为HRM2H-S-DC12V,复杂可编程逻辑器件P4的型号为EPM570T100C5。
变压器U13的1脚、3脚、4脚、6脚均为输入端，由于推挽是两个MOS，即两路，故1脚和3脚为一组输入，4脚和6脚为一组输入，又因为只有一路输出，故11脚和12脚为一组输出。
如图3所示，所述的电流检测电路包括型号为IN4148的二极管D6，型号为IN4148的二极管D7，电阻R10-R14，电容C1-C3，型号为tak12-005的电流互感器U7，型号为LM358AD的运算放大器U8；其中电流互感器U7的2脚接电阻R10一端和电阻R11一端；电流互感器U7的1脚与电阻R10另一端连接后接地；电阻R11另一端接电阻R12一端、二极管D6阳极和运算放大器U8的2脚；运算放大器U8的3脚接电阻R13一端；电阻R13另一端接地；运算放大器U8的正电源端接5V电压；运算放大器U8的负电源端接地；运算放大器U8的1脚与二极管D6的阴极和二极管D7的阳极，二极管D7的阴极接电阻R12的另一端、电容C1一端和电阻R14一端连接后接低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机的具有AD采样功能的I/O端口即输入端口Iout；电容C1另一端接地；电阻R14另一端接地；电容C2一端接5V电压和电容C3一端；电容C2另一端、电容C3另一端接地。
电流互感器U7(型号为tak12-005)对于输出电流信号(反馈电流)在电流检测端口P2或P5瞬间采集并通过电流检测电路，接着输出初始电流流入单片机，单片机通过控制算法做出判断。
所述低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)的单片机(C8051F020)控制算法如下：将初始电流有效值I离散化,设信号周期为T,采样起始时间为t0,在[t0,t0+T]内采样m+1个点,采样间隔Δ＝T/m,每个点对应的采样结果依次为I0,I1,…,Im,采用冒泡法对于I0,I1,…,Im从大到小进行排序，接着对最小值Imin及最大值Imax剔除，得到新的采样结果I0,I1,…,Im-2。最后采用复化梯形求积公式,可得到采样电流有效值的近似值:
在用复化梯形公式求积分时产生截断误差故电流有效值的相对误差为Um表示系统的最高运行电压。由此得出，截断误差随采样点数的增加快速降低。
采样电流有效值I'进行阈值判断：设阈值为x；当I'≤x,单片机判断之开通一路推挽电路；当x＜I'≤kx，若I'/x为非整数，则k＝[I'/x]+1，若I'/x为整数，则k＝[I'/x]，从而单片机判断开通k路推挽电路。
实施例2设备的控制方式如下：低温等离子消融手术系统(公开号：CN106491202A)单片机根据电流控制算法判断输出几路推挽逆变电路工作，通过光耦，使得相对应推挽逆变电路继电器打开，从而控制推挽电路是否工作。若电流检测值经单片机判断只需开通一路推挽逆变电路，则单片机只对一个端口下达开通信号，通过光耦使得这路推挽逆变电路继电器(即选择继电器K1、K2或K3、K4)打开，从而打开一路推挽逆变电路；若电流检测值经单片机判断需开通两路推挽逆变电路，则单片机对两个端口下达开通信号，通过光耦使得两路推挽逆变电路继电器(即选择继电器K1、K2、K3、K4)打开，从而打开两路推挽逆变电路。

Claims (5)

1.用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
通过电流检测电路获取初始输出电流有效值I；
初始输出电流有效值I输送至低温等离子消融手术系统的单片机内进行电流有效值阈值判断，从而判断需开通n路推挽逆变电路,1≤n≤N，n为整数，N为推挽逆变电路的总路数；
低温等离子消融手术系统的单片机控制n个信号输出端输出从而控制CPLD输出n组相位差为180度的PWM波，其中每组中相对应的PWM波信号相位相同，从而实现n个推挽电路并联。
2.用于低温等离子体系统的多路并联逆变控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
通过电流检测电路获取初始输出电流有效值I；
初始输出电流有效值I输送至低温等离子消融手术系统的单片机内进行电流有效值阈值判断，从而判断需开通n路推挽逆变电路,1≤n≤N，n为整数，N为推挽逆变电路的总路数；
低温等离子消融手术系统的单片机控制n个信号输出端即控制相对应推挽逆变电路端口下达开通信号，再通过光耦，使得该路推挽逆变电路的起开关作用的继电器开启工作状态，从而实现n个推挽电路并联。
3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于电流有效值阈值判断方法如下：将初始电流有效值I离散化,设信号周期为T,采样起始时间为t0,在[t0,t0+T]内采样m+1个点,采样间隔Δ＝T/m,每个点对应的采样结果依次为I0,I1,…,Im,采用冒泡法对于I0,I1,…,Im从大到小进行排序，接着对最小值Imin及最大值Imax剔除，得到新的采样结果I0,I1,…,Im-2；最后采用复化梯形求积公式,可得到采样电流有效值的近似值:
将上述采样电流有效值I'进行阈值判断：设阈值为x，x为经验值；当I'≤x,单片机判断开通一路推挽电路；当x＜I'≤kx，若I'/x为非整数，则k＝[I'/x]+1；若I'/x为整数，则k＝[I'/x]，从而单片机判断开通k路推挽电路。
4.用于低温等离子体系统的多路并联逆变系统，其特征在于包括电流检测电路、多路并联逆变电路；
多路并联逆变电路包括MOS管驱动芯片U1-U4,MOS管Q1-Q4，变压器U5，二极管D1-D5，型号为HRM2H-S-DC12V的继电器U6，电阻R1-R9，复杂可编程逻辑器件P1，电流检测端口P2，输出端P3；其中MOS驱动芯片U1的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U1的2脚接P1的4脚，P1的4脚输出PWMQ1；MOS驱动芯片U1的4脚接地；MOS驱动芯片U1的5脚接地；MOS驱动芯片U1的6脚接MOS驱动芯片U1的7脚和电阻R1的一端；MOS驱动芯片U1的7脚接MOS驱动芯片U1的6脚和电阻R1的一端；MOS驱动芯片U1的8脚接15V电源；电阻R1另一端接电阻R2一端、二极管D1阴极和MOS管Q1栅极；电阻R2另一端接地；二极管D1阳极端接地；MOS驱动芯片U2的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U2的2脚接P1的3脚，P1的3脚输出PWMQ2；MOS驱动芯片U2的4脚接地；MOS驱动芯片U2的5脚接地；MOS驱动芯片U2的6脚接MOS驱动芯片U2的7脚和电阻R3的一端；MOS驱动芯片U2的7脚接MOS驱动芯片U2的6脚和电阻R3的一端；MOS驱动芯片U2的8脚接15V电源；电阻R3另一端接电阻R4一端、二极管D2阴极和MOS管Q3栅极；电阻R4另一端接地；二极管D2阳极端接地；MOS管Q1漏极接MOS管Q3漏极和变压器U5的1脚；MOS管Q1源极与MOS管Q3源极连接后接地；变压器U5的3脚与4脚连接后接低温等离子消融手术系统的buck输出端正极Vin；MOS驱动芯片U3的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U3的2脚接P1的2脚，P1的2脚输出PWMQ3；MOS驱动芯片U3的4脚接地；MOS驱动芯片U3的5脚接地；MOS驱动芯片U3的6脚接MOS驱动芯片U3的7脚和电阻R5的一端；MOS驱动芯片U3的7脚接MOS驱动芯片U3的6脚和电阻R5的一端；MOS驱动芯片U3的8脚接15V电源；电阻R5另一端接电阻R6一端、二极管D3阴极和MOS管Q2栅极；电阻R6另一端接地；二极管D3阳极端接地；MOS驱动芯片U4的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U4的2脚接P1的1脚，P1的1脚输出PWMQ4；MOS驱动芯片U4的4脚接地；MOS驱动芯片U4的5脚接地；MOS驱动芯片U4的6脚接MOS驱动芯片U4的7脚和电阻R7的一端；MOS驱动芯片U4的8脚接15V电源；电阻R7另一端接电阻R8一端、二极管D4阴极和MOS管Q4栅极；电阻R8另一端接地；二极管D4阳极端接地；MOS管Q2漏极接MOS管Q4漏极和变压器U5的6脚；MOS管Q2源极与MOS管Q4源极连接后接地；变压器U5的12脚接继电器U6的5脚；继电器U6的6脚与电阻R9的一端连接后接输出端P3的1脚，作为推挽逆变电路输出电源的正极；继电器U6的1脚与二极管D5的阳极连接后接地；二极管D5的阴极与继电器U6的8脚连接后接低温等离子消融手术系统的脚踏板；变压器U5的11脚接电流检测端口P2的2脚；电流检测端口P2的1脚与电阻R9的另一端连接后接输出端P3的2脚，作为推挽逆变电路输出电源的负极；其余剩余脚悬空；MOS管驱动芯片U1-U4的型号均为mic4452，继电器U6的型号为HRM2H-S-DC12V，复杂可编程逻辑器件P1的型号为EPM570T100C5；
上述CPLD复杂可编程逻辑器件P1为低温等离子消融手术系统的CPLD端，用以输出PWM波；
电流检测电路包括二极管D6-D7，电阻R10-R14，电容C1-C3，电流互感器U7，运算放大器U8；其中电流互感器U7的2脚接电阻R10一端和电阻R11一端；电流互感器U7的1脚与电阻R10另一端连接后接地；电阻R11另一端接电阻R12一端、二极管D6阳极和运算放大器U8的2脚；运算放大器U8的3脚接电阻R13一端；电阻R13另一端接地；运算放大器U8的正电源端接5V电压；运算放大器U8的负电源端接地；运算放大器U8的1脚与二极管D6的阴极和二极管D7的阳极，二极管D7的阴极接电阻R12的另一端、电容C1一端和电阻R14一端连接后接低温等离子消融手术系统单片机的具有AD采样功能的I/O端口即输入端口Iout；电容C1另一端接地；电阻R14另一端接地；电容C2一端接5V电压和电容C3一端；电容C2另一端、电容C3另一端接地；电流互感器U7的型号为tak12-005；
电流互感器U7用于瞬间采集电流检测端口P2输出电流信号，并通过电流检测电路将初始电流输出至低温等离子消融手术系统的单片机，单片机对电流有效值进行阈值判断，判断需开通几路推挽逆变电路，从而控制CPLD复杂可编程逻辑器件P1输出输出n对PWM波，其中每对PWM波的相位差为180度且其中每组中相对应的PWM波信号相位相同，继而实现n个推挽电路并联。
5.用于低温等离子体系统的多路并联逆变系统，其特征在于包括电流检测电路、多路并联逆变电路；
多路并联逆变电路包括MOS管驱动芯片U9-U12,MOS管Q5-Q8，继电器K1-K4，变压器U13，二极管D8-D16，继电器U14，电阻R15-R23,复杂可编程逻辑器件P4，电流检测端口P5，输出端P6；其中MOS驱动芯片U9的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U9的2脚接P4的4脚，P4的4脚输出PWMQ5；MOS驱动芯片U9的4脚接地；MOS驱动芯片U9的5脚接地；MOS驱动芯片U9的6脚接MOS驱动芯片U9的7脚和电阻R15的一端；MOS驱动芯片U9的8脚接15V电源；电阻R15的另一端接电阻R16一端、二极管D8阴极、MOS管Q5栅极；电阻R16另一端接地；二极管D8阳极端接地；MOS管Q5漏极接继电器K1的2脚；MOS管Q5源极与MOS管Q7源极连接后接地；继电器K1的3脚接二极管D12阴极、二极管D13阴极、继电器K2的3脚、低温等离子消融手术系统单片机的I/O端口，即第一路控制信号control1；继电器K1的4脚接二极管D12阳极、接地；继电器K1的1脚接继电器K3的1脚、变压器U13的1脚；MOS驱动芯片U10的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U10的2脚接接P4的4脚，P4的4脚输出PWMQ5；MOS驱动芯片U10的4脚接地；MOS驱动芯片U10的5脚接地；MOS驱动芯片U10的6脚接MOS驱动芯片U10的7脚和电阻R17的一端；MOS驱动芯片U10的8脚接15V电源；电阻R17另一端接电阻R18一端、二极管D9阴极、MOS管Q7栅极；电阻R18另一端接地；二极管D9阳极端接地；MOS管Q7漏极接继电器K3的2脚；继电器K3的3脚接二极管D14阴极、二极管D15阴极、继电器K4的3脚、低温等离子消融手术系统单片机的I/O端口，即第二路控制信号control2；继电器K3的4脚接二极管D14阳极、接地；MOS驱动芯片U11的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U11的2脚接接P4的3脚，P4的3脚输出PWMQ6；MOS驱动芯片U11的4脚接地；MOS驱动芯片U11的5脚接地；MOS驱动芯片U11的6脚接MOS驱动芯片U11的7脚和电阻R19的一端；MOS驱动芯片U11的8脚接15V电源；电阻R19另一端接电阻R20一端、二极管D10阴极、MOS管Q6栅极；电阻R20另一端接地；二极管D10阳极端接地；MOS管Q6漏极接继电器K2的2脚；MOS管Q6源极与MOS管Q8源极连接后接地；继电器K2的4脚接二极管D13阳极、接地；继电器K2的1脚接继电器K4的1脚、变压器U13的6脚；MOS驱动芯片U12的1脚接15V电源；MOS驱动芯片U12的2脚接接P4的3脚，P4的3脚输出PWMQ6；MOS驱动芯片U12的4脚接地；MOS驱动芯片U12的5脚接地；MOS驱动芯片U12的6脚接MOS驱动芯片U12的7脚和电阻R21的一端；MOS驱动芯片U12的8脚接15V电源；电阻R21另一端接电阻R22一端、二极管D11阴极、MOS管Q8栅极；电阻R22另一端接地；二极管D11阳极端接地；MOS管Q8漏极接继电器K4的2脚；继电器K4的4脚接二极管D15阳极、接地；变压器U13的3脚与4脚连接后接低温等离子消融手术系统的buck输出端正极Vin；变压器U13的12脚接继电器U14的5脚；继电器U14的6脚接R23的一端和输出端P6的1脚，作为推挽逆变电路输出电源的正极；继电器U14的1脚与二极管D16的阳极连接后接地；二极管D16的阴极与继电器U14的8脚连接后接低温等离子消融手术系统的脚踏板；变压器U13的11脚接电流检测端口P5的2脚；电流检测端口P5的1脚与电阻R23的另一端连接后接输出端P6的2脚，作为推挽逆变电路输出电源的负极；其余引脚悬空设置。MOS管驱动芯片U9-U12的型号均为mic4452，MOS管Q5-Q8的型号均为MESFET-N，继电器K1-K4的型号均为HRM2H-S-DC12V，继电器U14的型号为HRM2H-S-DC12V,复杂可编程逻辑器件P4的型号为EPM570T100C5；
上述CPLD复杂可编程逻辑器件P4为低温等离子消融手术系统的CPLD端，用以输出PWM波；
电流检测电路包括二极管D6-D7，电阻R10-R14，电容C1-C3，电流互感器U7，运算放大器U8；其中电流互感器U7的2脚接电阻R10一端和电阻R11一端；电流互感器U7的1脚与电阻R10另一端连接后接地；电阻R11另一端接电阻R12一端、二极管D6阳极和运算放大器U8的2脚；运算放大器U8的3脚接电阻R13一端；电阻R13另一端接地；运算放大器U8的正电源端接5V电压；运算放大器U8的负电源端接地；运算放大器U8的1脚与二极管D6的阴极和二极管D7的阳极，二极管D7的阴极接电阻R12的另一端、电容C1一端和电阻R14一端连接后接低温等离子消融手术系统单片机的具有AD采样功能的I/O端口即输入端口Iout；电容C1另一端接地；电阻R14另一端接地；电容C2一端接5V电压和电容C3一端；电容C2另一端、电容C3另一端接地；电流互感器U7的型号为tak12-005；
电流互感器U7用于瞬间采集电流检测端口P5输出电流信号，并通过电流检测电路将初始电流输出至低温等离子消融手术系统的单片机，单片机对电流有效值进行阈值判断，判断需开通几路推挽逆变电路，从而控制相对应推挽逆变电路端口下达开通信号，再通过光耦，使得该路推挽逆变电路的起开关作用的继电器开启工作状态，继而实现n个推挽电路并联。
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