CN1204853C - 医用双极等离子体功率源的功率输出电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种医用双极等离子体功率源的功率输出电路，其特征是功率源可变频率、可变幅度以匹配不断变化的负载阻抗。本发明采用IGBT功率管作输出管，激励源用脉冲方波激励，驱动IGBT的控制栅极，使IGBT工作于开关状态，配以带能量重复应用的谐振输出电路，改变供给电路的供电电压，即可改变输出幅度，配合大范围变化的负载阻抗。输出幅度40-87040-870VP-P，最大功率达200W的正弦波功率输出，效率达80%，特别适合对病人进行电外科手术治疗。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种功率输出电路，特别涉及一种医用双极等离子体功率源的功率输出电路。
背景技术
双极等离子体切割装置，是用于对病人进行电外科治疗的手术装置，如对前列腺增生等疾病的治疗。通过调节高频功率的功率产生两种组织作用模式。第一种模式将在组织治疗电极的活性区产生电离等离子体晕，进入高能量的等离子体晕的组织瞬间被汽化，然后用冲洗液冲洗掉。第二种模式中，可以快速的、可预知的和可控的提高组织温度以融化组织或封闭血管。
由于需要在切割头的主电极间形成并维持等离子体晕的状态，所以要求功率源可变频率、可变幅度以匹配不断变化的负载阻抗。实际在手术过程中，其负载阻抗的变化范围达到：50Ω～1000Ω。
传统的在340KHz-450KHz频段产生大功率输出的方法有：直接大功率振荡输出正弦波输出、先产生方波再通过滤波器滤出正弦波、先产生小功率正弦波后再通过功率放大器放大到所需的功率等等。在这里直接大功率振荡输出正弦波输出的方法无法使用，因为输出功率的跨度太大，维持振荡较难。
用先产生方波再通过滤波器滤出正弦波是一种可能的方案；该方案的问题在于，产生方波可以有较高的效率，但作正弦波滤波时的效率较低，且负载的变化范围大也使滤波器的设计变困难。
用先产生小功率正弦波后再通过线性功率放大器放大到所需的功率是一种可能的方案；该方案的问题在于，放大器的效率也较低，就是采用乙类的放大器方案的效率也小于50％，当负载的变化范围大时，效率更低。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的不足而提供一种功率源可变频率、可变幅度，适用于双极等离子体切割装置的切割头主电极的医用双极等离子体功率源的功率输出电路。
本发明的目的是这样实现的：
一种医用双极等离子体功率源的功率输出电路，其特征是使用一只IGBT功率管作主功率管，它的栅极由“IGBT栅极驱动电路”驱动，源极接地，漏极接二极管D1的负极和二极管D2的负极，二极管D2和二极管D3的正极接扼流变压器初级的一端，扼流变压器初级的另一端接入输出变压器的初级的一端，并与谐振电容C1相联，电容C2和电阻R1的一端与D3的负极以及稳压二极管D5的负极相联，电容C2和电阻R1的另一端接地，输出变压器初级的另一端和输出续流二级管D4的负极一起接供应电源+E。输出续流二极管D4的正极接扼流变压器次级的一端，扼流变压器次级的另一端接地。滤波电容C3的两端分别接供应电源+E和地，主输出变压器的次级通过隔离电容C4和C5输出。
——所述的扼流变压器和输出变压器的绕制参数可以随使用铁芯的不同而改变，可以使用其他型号的铁芯。
——所述的谐振电容C1可以由多个电容并联而成。
——所述的输出隔离电容C4和C5根据负载情况可以是一个或直接输出而不用它。
本发明的优点突出效果是功率源可变频率，可变幅度，便于对病人进行电外科手术治疗，可快速可控组织温度以融化组织或封闭血管。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图2是本发明在双极等离子体切割装置中的位置框图。
具体实施方式
本发明则采用一只IGBT功率三极管作输出管，激励源产生可变频率为340KHz-450KHz方波激励源，驱动IGBT功率三极管的控制栅极，使IGBT功率三极管工作于开关状态，配以带能量重复应用的谐振输出电路，通过改变IGBT功率三极管开关电路的供电电压，即可改变输出幅度，以配合大范围变化的负载阻抗值。产生可变幅度：40-870VP-P，最大功率达200W的正弦波功率输出。
实施例中，供电电源+E的电压供应范围为20-150V；方波驱动输入送IGBT栅极驱动电路TC4422，TC4422的输出接IGBT的栅极。D1用于保护IGBT，防止出现反向电压造成漏源极间的击穿损坏。D2在IGBT管作导通和截止状态的隔离。C1为输出变压器初级的谐振电容，可根据变压器初级电感来选择。D3、C2、R1和D5等构成限幅保护电路。D4为续流二级管，可充分利用蓄存在扼流变压器电感中的能量。C4和C5是输出融离电容。因功率管工作于开关状态，电路的效率达到80％。
Claims (2)
1、一种医用双极等离子体功率源的功率输出电路，其特征是使用一只IGBT功率管作主功率管，它的栅极由“IGBT栅极驱动电路”驱动，源极接地，漏极接二极管D1的负极和二极管D2的负极，二极管D2和二极管D3的正极接扼流变压器初级的一端，扼流变压器初级的另一端接入输出变压器的初级的一端，并与谐振电容C1相联，电容C2和电阻R1的一端与二极管D3的负极以及稳压二极管D5的负极相联，电容C2和电阻R1的另一端接地，输出变压器初级的另一端和输出续流二极管D4的负极一起接供应电源+E，输出续流二极管D4的正极接扼流变压器次级的一端，扼流变压器次级的另一端接地。滤波电容C3的两端分别接供应电源+E和地，主输出变压器的次级通过隔离电容C4和C5输出。
2、根据权利要求1所述的电路，其特征在于的谐振电容C1可以由多个电容并联而成。
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