CN108378920A - 一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统 - Google Patents

一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，包括手术器械和保护机制电路，手术器械包括双极等离子电切发生器（1）、等离子双极电切镜（2）、手术电极（3）和脚踏开关（4），手术电极设于等离子双极电切镜，手术电极及脚踏开关均与双极等离子电切发生器连接；双极等离子电切发生器包括主板（1‑1）和控制板（1‑2），控制板与主板电性连接，主板包括前级电路（5）、辅助电源（6）、单片机（7）、驱动电路（8）、储能模块（9）和等离子发生模块（10），控制板包括控制模块（11）、显示模块（12）和识别模块（13）。本发明采用具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，电切系统工作稳定。

Description

一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统
技术领域
本发明涉及电切手术领域，具体涉及一种治疗前列腺增生、膀胱肿瘤、子宫肌瘤等生殖外科疾病的具有高效保护机制的双极性等离子电切系统。
背景技术
双极等离子电切系统广泛应用于前列腺增生切除、膀胱肿瘤切除、子宫肌瘤切除等的生殖系统外科切除术，已被各大医院使用，它具有手术时间短、出血少、术后处理简单、并发症（水中毒、尿失禁）减少和缩短住院时间的优点。
目前，双极等离子电切系统主要包括等离子发生器、等离子电切镜和手术电极，其中，由于等离子发生器应用于电切手术领域，其对系统的保护有着较高的要求，但是，现有的双极等离子电切系统还不具备自我保护机制，存在电切系统工作不稳定的问题。因此，亟需本领域技术人员研究出一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供了一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，保证电切系统工作的稳定。
为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，它包括手术器械和保护机制电路，其中：所述手术器械包括双极等离子电切发生器、等离子双极电切镜、手术电极和脚踏开关，所述手术电极设于等离子双极电切镜上，所述手术电极及脚踏开关均与双极等离子电切发生器电性连接；所述保护机制电路设于双极等离子电切发生器内，通过该保护机制电路对双极等离子电切发生器的电流检测以实现电切系统保护。
作为优选地，所述双极等离子电切发生器包括主板和控制板，所述控制板与主板电性连接，所述主板包括前级电路、辅助电源、单片机、驱动电路、储能模块和等离子发生模块，所述前级电路一端顺次电性连接有辅助电源、单片机和驱动电路，所述驱动电路分别与储能模块和等离子发生模块电性连接，所述储能模块与等离子发生模块电性连接，所述储能模块一端与前级电路电性连接，所述控制板包括控制模块、显示模块和识别模块，所述显示模块分别与控制模块及识别模块电性连接。
作为优选地，所述储能模块包括一级移相全桥电路、整流电路D1和滤波储能电路H1，所述一级移相全桥电路包括功率开关管K1、K2、K3、K4和变压器T1，所述功率开关管K1、K4串联形成第一支路，所述功率开关管K2、K3串联形成第二支路，所述第一支路和第二支路并联，所述变压器T1两端分别与第一支路和第二支路连接，所述变压器T1与整流电路D1及滤波储能电路H1相串联。
作为优选地，所述等离子发生模块包括二级移相全桥电路和校正电路，所述二级移相全桥电路包括功率开关管K5、K6、K7、K8和变压器T2，所述功率开关管K5、K8串联形成第三支路，所述功率开关管K6、K7串联形成第四支路，所述第三支路和第四支路并联，所述变压器T2两端分别与第三支路和第四支路连接，所述校正电路包括调整电阻R1、校正电容C1和校正电感L1，所述调整电阻R1、校正电容C1和校正电感L1依次串联，所述变压器T2电性连接于调整电阻R1。
作为优选地，所述过载保护电路设于前级电路和储能模块之间的直流母线端处，所述等离子模块保护电路设于储能模块和等离子发生模块之间的直流端处，所述输出过流短路保护电路设于等离子发生模块一侧的射频端处，所述过载保护电路包括电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2，所述电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2依次串联，所述等离子模块保护电路包括电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3，所述电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3依次串联，所述输出过流短路保护电路包括电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4，所述电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4依次串联，所述比较器U2、U3、U4均与单片机电性相连。
基于上述技术方案，本发明的与现有技术相比具有如下技术优点：
本发明采用具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，其中，保护机制电路包括过载保护电路、等离子模块保护电路和输出过流短路保护电路，过载保护电路包括电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2，电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2依次串联，等离子模块保护电路包括电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3，电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3依次串联，输出过流短路保护电路包括电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4，电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4依次串联，比较器U2、U3、U4均与单片机电性相连，采用过载保护电路、等离子模块保护电路和输出过流短路保护电路对直流母线端、直流端、射频端进行电流检测，有效保护双极性等离子电切系统，保证了电切系统工作稳定，不易出现故障。
保护机制电路原理：
（1）过载保护：将直流母线端端电流转换为电压V_i1，V_i1和Vref1通过比较器U2比较，单片机一旦检测到U2 out 为低电平，则单片机执行过载保护。
（2）等离子模块保护：将直流端电流转换为电压V_i2，V_i2和Vref2通过比较器U3比较，单片机一旦检测到U3 out 为低电平，则单片机执行等离子模块保护。
（3）输出过流、短路保护：将直流端电流转换为电压V_i3，V_i3和Vref3通过比较器U4比较，单片机一旦检测到U4 out 为低电平，则单片机执行等输出过流、短路保护。
附图说明
图1为本发明具有高效保护机制的双极性等离子电切系统的结构示意图。
图2为本发明双极等离子电切发生器的原理框图。
图3为本发明保护机制电路的原理框图。
图中：1.双极等离子电切发生器，1-1.主板，1-2.控制板，2.等离子双极电切镜，3.手术电极，4.脚踏开关，5.前级电路，6.辅助电源，7.单片机，8.驱动电路，9.储能模块，10.等离子发生模块，11.控制模块，12.显示模块，13.识别模块，14.一级移相全桥电路，15.二级移相全桥电路，16.校正电路，17.过载保护电路，18.等离子模块保护电路，19.输出过流短路保护电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的解释说明。
如图1-图3所示，一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，它包括手术器械和保护机制电路，其中：所述手术器械包括双极等离子电切发生器1、等离子双极电切镜2、手术电极3和脚踏开关4，所述手术电极3设于等离子双极电切镜2上，所述手术电极3及脚踏开关4均与双极等离子电切发生器1电性连接；所述保护机制电路设于双极等离子电切发生器1内，通过该保护机制电路对双极等离子电切发生器1的电流检测以实现电切系统保护。
所述双极等离子电切发生器1包括主板1-1和控制板1-2，所述控制板1-2与主板1-1电性连接，所述主板1-1包括前级电路5、辅助电源6、单片机7、驱动电路8、储能模块9和等离子发生模块10，所述前级电路5一端顺次电性连接有辅助电源6、单片机7和驱动电路8，所述驱动电路8分别与储能模块9和等离子发生模块10电性连接，所述储能模块9与等离子发生模块10电性连接，所述储能模块9一端与前级电路5电性连接，所述控制板1-2包括控制模块11、显示模块12和识别模块13，所述显示模块12分别与控制模块11及识别模块13电性连接。所述储能模块9包括一级移相全桥电路14、整流电路D1和滤波储能电路H1，所述一级移相全桥电路14包括功率开关管K1、K2、K3、K4和变压器T1，所述功率开关管K1、K4串联形成第一支路，所述功率开关管K2、K3串联形成第二支路，所述第一支路和第二支路并联，所述变压器T1两端分别与第一支路和第二支路连接，所述变压器T1与整流电路D1及滤波储能电路H1相串联。所述等离子发生模块10包括二级移相全桥电路15和校正电路16，所述二级移相全桥电路15包括功率开关管K5、K6、K7、K8和变压器T2，所述功率开关管K5、K8串联形成第三支路，所述功率开关管K6、K7串联形成第四支路，所述第三支路和第四支路并联，所述变压器T2两端分别与第三支路和第四支路连接，所述校正电路16包括调整电阻R1、校正电容C1和校正电感L1，所述调整电阻R1、校正电容C1和校正电感L1依次串联，所述变压器T2电性连接于调整电阻R1。前级电路5、辅助电源6、单片机7、驱动电路8和校正电路16均为现有技术。所述过载保护电路17设于前级电路5和储能模块9之间的直流母线端处，所述等离子模块保护电路18设于储能模块9和等离子发生模块10之间的直流端处，所述输出过流短路保护电路19设于等离子发生模块10一侧的射频端处，所述过载保护电路17包括电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2，所述电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2依次串联，所述等离子模块保护电路18包括电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3，所述电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3依次串联，所述输出过流短路保护电路19包括电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4，所述电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4依次串联，所述比较器U2、U3、U4均与单片机电性相连。
具体实施过程如下：
首先，双极等离子电切发生器1接入电网，主板1-1的前级电路5、辅助电源6、控制板1-2的显示模块12和识别模块13工作；
其次，在踩下脚踏开关4后，控制板1-2的控制模块11工作，控制模块11向主板1-1的单片机7发送命令，单片机7通过驱动电路8控制储能模块9、等离子发生模块10工作；
第三步，过载保护电路17、等离子模块保护电路18和输出过流短路保护电路19的电流检测过程为：当直流母线端电流经过电流互感器Tc1、全桥整流电路D2，将该电流转换为电压信号V_i1，并将该电压信号V_i1传输至比较器U2的反相输入端，比较器U2的同相输入端电压为Vref1，当同相输入端电压Vref1大于反相输入端的电压信号V_i1时，则比较器U2输出为高电平，反之为低电平，单片机一旦检测到U2 out为低电平，则单片机执行过载保护；
当直流端电流经过电流互感器Tc2、全桥整流电路D3，将该电流转换为电压信号V_i2，并将该电压信号V_i2传输至比较器U3的反相输入端，比较器U3的同相输入端电压为Vref2，当同相输入端电压Vref2大于反相输入端的电压信号V_i2时，则比较器U3输出为高电平，反之为低电平，单片机一旦检测到U3 out为低电平，则单片机执行等离子模块保护；
当射频端电流经过电流互感器Tc3、全桥整流电路D4，将该电流转换为电压信号V_i3，并将该电压信号V_i3传输至比较器U4的反相输入端，比较器U4的同相输入端电压为Vref3，当同相输入端电压Vref3大于反相输入端的电压信号V_i3时，则比较器U4输出为高电平，反之为低电平，单片机一旦检测到U4 out为低电平，则单片机执行等输出过流、短路保护。
保护机制电路原理：
（1）过载保护：将直流母线端电流转换为电压V_i1，V_i1和Vref1通过比较器U2比较，单片机一旦检测到U2 out为低电平，则单片机执行过载保护。
（2）等离子模块保护：将直流端电流转换为电压V_i2，V_i2和Vref2通过比较器U3比较，单片机一旦检测到U3 out为低电平，则单片机执行等离子模块保护。
（3）输出过流、短路保护：将射频端电流转换为电压V_i3，V_i3和Vref3通过比较器U4比较，单片机一旦检测到U4 out 为低电平，则单片机执行等输出过流、短路保护。
上述内容为本发明的示例及说明，但不意味着本发明可取得的优点受此限制，凡是本发明实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，其特征在于：它包括手术器械和保护机制电路，其中：所述手术器械包括双极等离子电切发生器（1）、等离子双极电切镜（2）、手术电极（3）和脚踏开关（4），所述手术电极（3）设于等离子双极电切镜（2）上，所述手术电极（3）及脚踏开关（4）均与双极等离子电切发生器（1）电性连接；所述保护机制电路设于双极等离子电切发生器（1）内，通过该保护机制电路对双极等离子电切发生器（1）的电流检测以实现电切系统保护。
2.根据权利要求1所述的具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，其特征在于：所述双极等离子电切发生器（1）包括主板（1-1）和控制板（1-2），所述控制板（1-2）与主板（1-1）电性连接，所述主板（1-1）包括前级电路（5）、辅助电源（6）、单片机（7）、驱动电路（8）、储能模块（9）和等离子发生模块（10），所述前级电路（5）一端顺次电性连接有辅助电源（6）、单片机（7）和驱动电路（8），所述驱动电路（8）分别与储能模块（9）和等离子发生模块（10）电性连接，所述储能模块（9）与等离子发生模块（10）电性连接，所述储能模块（9）一端与前级电路（5）电性连接，所述控制板（1-2）包括控制模块（11）、显示模块（12）和识别模块（13），所述显示模块（12）分别与控制模块（11）及识别模块（13）电性连接。
3.根据权利要求2所述的具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，其特征在于：所述储能模块（9）包括一级移相全桥电路（14）、整流电路D1和滤波储能电路H1，所述一级移相全桥电路（14）包括功率开关管K1、K2、K3、K4和变压器T1，所述功率开关管K1、K4串联形成第一支路，所述功率开关管K2、K3串联形成第二支路，所述第一支路和第二支路并联，所述变压器T1两端分别与第一支路和第二支路连接，所述变压器T1与整流电路D1及滤波储能电路H1相串联。
4.根据权利要求3所述的具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，其特征在于：所述等离子发生模块（10）包括二级移相全桥电路（15）和校正电路（16），所述二级移相全桥电路（15）包括功率开关管K5、K6、K7、K8和变压器T2，所述功率开关管K5、K8串联形成第三支路，所述功率开关管K6、K7串联形成第四支路，所述第三支路和第四支路并联，所述变压器T2两端分别与第三支路和第四支路连接，所述校正电路（16）包括调整电阻R1、校正电容C1和校正电感L1，所述调整电阻R1、校正电容C1和校正电感L1依次串联，所述变压器T2电性连接于调整电阻R1。
5.根据权利要求4所述的具有高效保护机制的双极性等离子电切系统，其特征在于：所述过载保护电路（17）设于前级电路（5）和储能模块（9）之间的直流母线端处，所述等离子模块保护电路（18）设于储能模块（9）和等离子发生模块（10）之间的直流端处，所述输出过流短路保护电路（19）设于等离子发生模块（10）一侧的射频端处，所述过载保护电路（17）包括电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2，所述电流互感器Tc1、全桥整流电路D2和比较器U2依次串联，所述等离子模块保护电路（18）包括电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3，所述电流互感器Tc2、全桥整流电路D3和比较器U3依次串联，所述输出过流短路保护电路（19）包括电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4，所述电流互感器Tc3、全桥整流电路D4和比较器U4依次串联，所述比较器U2、U3、U4均与单片机电性相连。
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