CN215384563U - 功率控制装置及等离子体手术设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率控制装置及等离子体手术设备，所述等离子体手术设备包括：功率输出装置、手术电极和功率控制装置，功率输出装置用于将交流输入端输入的交流信号转换为第一交流信号并输出至手术电极，功率控制装置用于控制第一交流信号的功率大小，使得等离子体手术设备的功率输出装置能够精确地输出预设额定功率的信号。

Description

功率控制装置及等离子体手术设备

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种功率控制装置及等离子体手术设备。

背景技术

等离子体手术设备的工作原理是通过手术电极的两个电极产生低温等离子体高频能量，使生理盐水电离产生等离子体，等离子体在高频能量下具备很高的动能，不断地撞击手术电极的两个电极之间的病变组织，破坏病变组织细胞中的蛋白质分子键，将其分解为简单且无害的碳水化合物和氧化物(汽化作用)，使得病变组织直观上体积逐渐减小，从而实现对病变组织的切除。等离子体手术设备常常用于耳鼻喉科、关节外科的手术，其能量输出精确度直接影响治疗效果，由于作用于人体，因此需要对能量输出进行精确控制，以免伤及器官和生命。现有的功率控制方法一般是产生100KHz的基础频率信号，驱动控制全桥电路，全桥电路的功率电源由DC-DC调整电路提供，全桥电路驱动隔离升压变压器的初级绕组，产生100KHz的交变电流功率信号耦合到变压器次级绕组，次级绕组得到100KHz的交变高压能量信号并经过滤波后输送给手术电极的两个电极。然而，在上述方法中，产生的100KHz的基础频率信号再经过全桥电路、隔离升压变压器等电路模块后，输送到手术电极的两个电极上的信号频率可能并不是100KHz，使得最终功率输出的稳定性及控制精度效果均较差。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是能够高精度控制等离子体手术设备的输出功率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种等离子体手术设备的功率控制装置，所述等离子体手术设备包括：功率输出装置和手术电极，所述功率输出装置用于将交流输入端输入的交流信号转换为第一交流信号并输出至手术电极；所述功率控制装置包括：

第一电压采样模块，与所述功率输出装置的输出端连接，用于对功率输出装置输出的瞬时电压进行采样，并输出第一采样电压；

电流采样模块，与所述功率输出装置的输出端连接，用于对功率输出装置输出的瞬时电流进行采样，并输出与所采样瞬时电流对应的第二采样电压；

整流模块，与所述第一电压采样模块和所述电流采样模块连接，用于对第一采样电压进行整流并输出第一直流采样电压，对第二采样电压进行整流并输出第二直流采样电压；

控制器，与所述整流模块连接，用于确定与所述第一直流采样电压和所述第二直流采样电压对应的瞬时功率值，并输出与所述瞬时功率值对应的第一控制信号至所述功率输出装置，所述第一控制信号用于调整功率输出装置输出的第一交流信号的电压值和电流值，以使功率输出装置输出的第一交流信号具有预设功率值。

在一种实施例中，所述功率输出装置包括：

开关电源，与交流输入端连接，用于将交流输入端输入的交流信号转换为直流信号；

DC-DC调压电路，与所述开关电源连接，用于将开关电源输出的直流信号的电压值调整为预设电压值，并输出预设电压值的直流信号；

过流保护电路，与所述DC-DC调压电路连接，用于检测DC-DC调压电路输出的直流信号中的电流值，输出与所检测的电流值对应的过流保护信号至DC-DC调压电路的使能端；其中，所述DC-DC调压电路的使能端用于关断或者导通DC-DC调压电路的输出端；

逆变电路，与所述过流保护电路连接，用于将预设电压值的直流信号转换为第二交流信号；

所述逆变电路还与所述控制器连接，用于接收第一控制信号，所述第一控制信号用于调整所述第二交流信号的电压值；

隔离升压电路，与所述逆变电路连接，用于将第二交流信号转换为方波信号；

滤波电路，与所述隔离升压电路连接，用于将方波信号转换为第一交流信号，并输出所述第一交流信号至所述手术电极。

在一种实施例中，所述功率控制装置还包括：

第二电压采样模块，与所述过流保护电路的输出端连接，用于对过流保护电路输出的瞬时电压进行采样，并输出第三采样电压；

所述控制器还与第二电压采样模块连接，用于输出与所述第三采样电压对应的第二控制信号至所述DC-DC调压电路；所述第二控制信号用于调整所述DC-DC调压电路输出直流信号的预设电压值。

在一种实施例中，所述第一控制信号和第二控制信号为PWM信号。

在一种实施例中，所述第一电压采样模块包括与所述功率输出装置连接的第一变压器，所述第一变压器用于对所述功率输出装置输出的瞬时电压进行隔离降压后输出第一采样电压；

所述电流采样模块包括与所述功率输出装置连接的电流互感器、以及与所述电流互感器连接的采样电阻，所述电流互感器用于将所述功率输出装置输出的瞬时电流转换为预设大小的电流；所述采样电阻用于将电流互感器输出的预设大小的电流转换为第二采样电压，并输出第二采样电压。

在一种实施例中，所述DC-DC调压电路包括：

半桥驱动电路，所述半桥驱动电路的输入端与所述控制器连接，半桥驱动电路的输出端与第一开关管的控制极和第二开关管的控制极连接，半桥驱动电路用于接收第二控制信号，并输出第一驱动信号至第一开关管的控制极，输出第二驱动信号至第二开关管的控制极；

第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一极连接开关电源的输出端，第一开关管的第二极连接所述滤波电路的输入端和第二开关管的第一极，第二开关管的第二极连接地；所述第一开关管和第二开关管用于输出预设电压值的直流信号；

滤波电路，所述滤波电路的输出端连接所述DC-DC调压电路的输出端，用于对预设电压值的直流信号进行滤波后输出。

在一种实施例中，所述过流保护电路包括：

电流检测电路，与所述DC-DC调压电路的输出端连接，用于检测所述DC-DC调压电路输出的直流信号的电流值，并输出与直流信号的电流值对应的电压信号；

比较电路，与所述电流检测电路的输出端连接，用于输出与电流检测电路输出的电压信号对应的过流保护信号至DC-DC调压电路的使能端。

在一种实施例中，所述逆变电路包括：

与非门逻辑运算器，与所述控制器连接，用于接收所述第一控制信号，并输出第三控制信号至所述下桥逆变电路；所述第三控制信号用于控制下桥逆变电路中开关管的导通或关断；

上桥逆变电路，包括上桥驱动电路以及连接于上桥驱动电路的上桥电路，所述上桥驱动电路与控制器连接，用于接收所述第一控制信号，并输出与第一控制信号对应的第三驱动信号至上桥电路；所述第三驱动信号用于控制上桥电路中开关管的导通或关断；

下桥逆变电路，包括下桥驱动电路以及连接于下桥驱动电路的下桥电路，所述下桥驱动电路与控制器连接，用于接收所述第三控制信号，并输出与第三控制信号对应的第四驱动信号至下桥电路；所述第四驱动信号用于控制下桥电路中开关管的导通或关断；

所述上桥逆变电路和下桥逆变电路还用于输出第二交流信号至所述隔离升压电路。

在一种实施例中，所述隔离升压电路包括：

隔离变压器，包括第一输入线圈、第二输入线圈和输出线圈，所述第一输入线圈与第二输入线圈串联连接，第一输入线圈连接所述上桥逆变电路的输出端，第二输入线圈连接下桥逆变电路的输出端，输出线圈连接隔离升压电路的输出端。

根据第二方面，一种实施例中提供一种等离子体手术设备，包括：

手术电极；

功率输出装置，与所述手术电极连接，用于将交流输入端输入的交流信号转换为第一交流信号并输出至手术电极；

如上述实施例所述的功率控制装置，与所述功率输出装置连接，用于采集功率输出装置中所传输信号的电压值和电流值，并输出与所述信号的电压值和电流值对应的第一控制信号至功率输出装置；所述第一控制信号用于调整功率输出装置输出的第一交流信号的电压值和电流值，以使功率输出装置输出的第一交流信号具有预设功率值；

显示装置，用于显示所述等离子体手术设备的参数信息；

流量控制器，用于控制注水管路向手术电极放注溶液的流量；

开关装置，用于控制所述等离子体手术设备执行至少一种功能；

扬声器，用于播放报警警报；

电源电路，用于对功率控制装置进行供电。

依据上述实施例的等离子体手术设备，由于在功率输出装置的输出端通过第一电压采样模块和电流采样模块对输出信号的瞬时电压和瞬时电流进行采样，并将所采样的瞬时电压对应的第一采样电压和瞬时电流对应的第二采样电压分别输出至整流模块进行整流，整流模块将整流后的第一直流采样电压和第二直流采样电压输出至控制器，控制器根据第一直流采样电压和第二直流采样电压确定对应的输出瞬时功率，根据输出瞬时功率与预设额定功率的比对，控制器输出第一控制信号至功率输出装置，对功率输出装置输出信号的电压值和电流值进行调整，使得等离子体手术设备的功率输出装置能够精确地输出预设额定功率的信号。

附图说明

图1为一种实施例的等离子手术设备的结构示意图；

图2为一种实施例的DC-DC调压电路的电路示意图；

图3为一种实施例的过流保护电路的电路示意图；

图4为一种实施例的逆变电路的电路示意图；

图5为一种实施例的隔离升压电路和滤波电路的电路示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

在现有技术中，等离子体手术设备的输出功率控制常常采用开环控制方式，即根据预设额定输出功率的大小，功率输出装置产生预设额定输出功率的信号，所产生的信号经过功率输出装置中多个电路模块后，输出预设额定输出功率的信号至手术电极，以使手术电极能够输出额定频率的信号。由于信号在功率输出装置中传输的过程中，可能会受到各种干扰导致信号的功率衰减或者突增，从而使得输出到手术电极的信号功率并不准确，导致手术电极无法准确输出额定功率的信号。

在本实用新型中，利用第一电压采样模块和第一电流采样模块分别对功率输出装置输出的第一交流信号的瞬时电压值和瞬时电流值进行采样，并对所采样的瞬时电压值对应的第一采样电压和瞬时电流值对应的第二采样电压进行整流处理后输出至控制器，控制器根据整流后的第一直流采样电压和第二直流采样电压确定第一控制信号，并将第一控制信号反馈至功率输出装置中的逆变装置，逆变装置根据第一控制信号调整第二交流信号的电压值；此外，还对功率输出装置中DC-DC调压电路中输出信号的瞬时电压值和瞬时电流值进行采样，利用过流保护模块确定DC-DC调压电路中输出的瞬时电流值是否过流，若过流则输出过流保护信号至DC-DC调压电路的使能端，以关断DC-DC调压电路的输出端，还利用第二电压采样模块对DC-DC调压电路输出信号的瞬时电压进行采样，并将所采样的DC-DC调压电路输出信号的瞬时电压反馈至控制器，控制器根据DC-DC调压电路输出信号的瞬时电压确定第二控制信号，并将第二控制信号反馈至DC-DC调压电路，DC-DC调压电路根据第二控制信号调整输出信号的电压值。综上，基于上述两个反馈环路，实现了对功率输出装置输出的第一交流信号的功率的精确控制。

请参考图1，图1为一种实施例的等离子手术设备的结构示意图，所述的等离子手术设备包括功率输出装置101、手术电极102和功率控制装置103。

功率输出装置101的输入端与交流输入端连接，功率输出装置101用于将交流输入端输入的交流信号转换为第一交流信号并输出至手术电极102。在本实施例中，交流输入端用于输出220V的交流电压信号。

手术电极102与功率输出装置101的输出端连接，手术电极102用于接收第一交流信号，并输出额定频率的高频信号。

功率控制装置103包括第一电压采样模块1031、电流采样模块1032、整流模块1033和控制器1034。

第一电压采样模块1031与功率输出装置101的输出端连接，用于对功率输出装置101输出的瞬时电压进行采样，并输出第一采样电压。

电流采样模块1032与功率输出装置101的输出端连接，用于对功率输出装置输出的瞬时电流进行采样，并输出与所采样瞬时电流对应的第二采样电压。

在本实施例中，由于整流模块1033和控制器1034只能对输入的电压信号进行处理，因此需将电流采样模块1032采样的瞬时电流转换为第二采样电压，其中第一电压采样模块1031和电流采样模块1032可以为现有的任一电压采样电路和电流采样电路。

整流模块1033与第一电压采样模块1031和电流采样模块1032连接，用于对第一采样电压进行整流并输出第一直流采样电压，对第二采样电压进行整流并输出第二直流采样电压。

由于功率输出装置101输出的是交流信号，而控制器无法对交流信号直接进行处理，因此本实施例利用整流模块1033对第一采样电压和第二采样电压进行整流处理，得到第一直流采样电压和第二直流采样电压，整流模块1033再将第一直流采样电压和第二直流采样电压输出至控制器1034。本实施例中的整流模块1033可以为现有的任一整流电路或者整流芯片，例如全桥整流电路等。

控制器1034与整流模块1033连接，控制器1034用于确定与第一直流采样电压和第二直流采样电压对应的瞬时功率值，并输出与瞬时功率值对应的第一控制信号至功率输出装置，第一控制信号用于调整功率输出装置输出的第一交流信号的电压值和电流值，以使功率输出装置101输出的第一交流信号具有预设功率值。

控制器1034接收到第一直流采样电压和第二直流采样电压后，可确定采样的瞬时功率值，控制器1034将采样的瞬时功率值和预设的额定功率值进行比对，根据比对结果，输出对应的第一控制信号至功率输出装置101。在本实施例中，第一控制信号可以为PWM信号，通过调整PWM信号的占空比对功率输出装置101输出信号的电压值和电流值进行调整。例如，在采样的瞬时功率值大于预设的额定功率值时，控制器将PWM信号的占空比往减小的方向调整；在采样的瞬时功率值小于预设的额定功率值时，控制器将PWM信号的占空比往增大的方向调整；在采样的瞬时功率值等于预设的额定功率值时，控制器保持当前的PWM信号进行输出，即不调整PWM信号的占空比。本实施例中的控制器可以为单片机、DSP等。本实施例的控制器可采用PI算法来调节PWM信号的占空比。

在一实施例中，功率输出装置101包括：开关电源1011、DC-DC调压电路1012、过流保护电路1013、逆变电路1014、隔离升压电路1015和滤波电路1016。

开关电源1011与交流输入端连接，用于将交流输入端输入的交流信号转换为直流信号。

本实施例中交流输入端输入的交流信号为220V的交流电压信号。开关电源1011可将220V的交流电压信号转换为+48V的直流电压信号。

DC-DC调压电路1012与开关电源1011连接，用于将开关电源1011输出的直流信号的电压值调整为预设电压值，并输出预设电压值的直流信号。

过流保护电路1013与DC-DC调压电路1012连接，用于检测DC-DC调压电路1012输出的直流信号中的电流值，输出与所检测的电流值对应的过流保护信号至DC-DC调压电路1012的使能端；其中，DC-DC调压电路1012的使能端用于关断或者导通DC-DC调压电路的输出端。

由于﹢48V的直流电压信号的电压值远大于预设电压值的要求，因此，还需利用DC-DC调压电路1012将开关电源1011输出的直流信号的电压值进行降压处理，以使DC-DC调压电路1012能够输出预设电压值的直流信号，另一方面，DC-DC调压电路1012输出直流信号的电压值对功率输出装置最终输出信号的电压值是关联的，因此对DC-DC调压电路1012输出直流信号的电压值的控制同样能够对功率输出装置输出信号的功率准确控制起协同作用。此外，DC-DC调压电路1012输出的直流信号也存在电流过大的安全隐患，因此本实施例利用过流保护电路1013对DC-DC调压电路1012输出直流信号的电流进行采样，并确定其是否过流，若过流则输出过流保护信号至DC-DC调压电路1012的使能端，以使DC-DC调压电路关断输出端，避免过大电流的直流信号对功率输出装置中的电子元件造成损坏。

综上，本实施例提供的功率控制装置103还包括：第二电压采样模块1035，第二电压采样模块1035与过流保护电路的输出端连接，用于对过流保护电路输出的瞬时电压进行采样，并输出第三采样电压；并且控制器还与第二电压采样模块1035连接，用于输出与第三采样电压对应的第二控制信号至DC-DC调压电路；其中，第二控制信号用于调整DC-DC调压电路输出直流信号的预设电压值。本实施例中的第二控制信号也为PWM信号，与第一控制信号相同，通过控制器利用PI算法调节第二控制信号的占空比来调整DC-DC调压电路输出直流信号的预设电压值。

请参考图2，图2为一种实施例的DC-DC调压电路的电路示意图，所述的DC-DC调压电路1012包括半桥驱动电路、第一开关管Q1、第二开关管Q2和滤波电路，半桥驱动电路的输入端与控制器连接，半桥驱动电路的输出端与第一开关管Q1的控制极和第二开关管Q2的控制极连接，半桥驱动电路用于接收第二控制信号，并输出第一驱动信号至第一开关管Q1的控制极，输出第二驱动信号至第二开关管Q2的控制极。第一开关管Q1的第一极连接开关电源的输出端，第一开关管Q1的第二极连接所述滤波电路的输入端和第二开关管Q2的第一极，第二开关管Q2的第二极连接地；第一开关管Q1和第二开关管Q2用于输出预设电压值的直流信号。滤波电路的输出端连接DC-DC调压电路的输出端VOUT1，用于对预设电压值的直流信号进行滤波后输出。

本实施例中，半桥驱动电路通过输出第一驱动信号和第二驱动信号，来控制第一开关管Q1和第二开关管Q2的导通和关断，使得第一开关管Q1和第二开关管Q2能够输出预设电压值的直流信号。

在一实施例中，半桥驱动电路包括第一半桥式驱动芯片U1、第二半桥式驱动芯片U2、第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。第一半桥式驱动芯片U1的IN引脚用于接收所述第二控制信号，第一半桥式驱动芯片U1的SD引脚用于接收所述过流保护信号,第一半桥式驱动芯片U1的DT引脚连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端、第一半桥式驱动芯片U1的VSS引脚、VS引脚和COM引脚连接地，第一半桥式驱动芯片U1的VB引脚和VCC引脚连接第一电压提供端，第一半桥式驱动芯片U1的HO引脚、LO引脚与第二桥式驱动电路连接；第二半桥式驱动芯片U2的HIN引脚连接第一半桥式驱动芯片U1的HO引脚，第二半桥式驱动芯片U2的LIN引脚连接第一半桥式驱动芯片U1的LO引脚，第二半桥式驱动芯片U2的SD引脚连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端和第二半桥式驱动芯片U2的VSS引脚连接地，第二半桥式驱动芯片U2的VDD引脚连接第一电压提供端，第二半桥式驱动芯片U2的VB引脚连接第一电容C1的一端和第一二极管D1的阴极，第一电容C1的另一端连接第二半桥式驱动芯片U2的VS引脚，第一二极管D1的阳极、第二半桥式驱动芯片U2的VCC引脚、第三电容C3的一端连接第一电压提供端，第二半桥式驱动芯片U2的HO引脚通过第三电阻R3连接第一开关管Q1的控制极，第一开关管Q1的第一极连接所述开关电源的输出端，第二半桥式驱动芯片U2的LO引脚通过第四电阻R4连接第二开关管Q2的控制极，第二半桥式驱动芯片U2的COM引脚连接地。

在本实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均为N沟道MOS管，其中控制极为栅极、第一极为漏极、第二极为源极；此外，第一开关管Q1和第二开关管Q2还可以为P沟道MOS管，或者三极管，当第一开关管Q1和第二开关管Q2为三极管时，控制极为基极，第一极为发射极/集电极，第二极为集电极/发射极。第一半桥式驱动芯片U1的型号为IR21094S，第二半桥式驱动芯片U2的型号为IR2110S。

本实施例中的滤波电路为LC电路，滤波电路包括第一电感L1和第二电容C2，第一电感L1串联连接在第一开关管Q1的第二极与DC-DC调压电路的输出端之间，第二电容C2并联连接在DC-DC调压电路的输出端与地之间。

在一实施例中，过流保护电路包括电流检测电路和比较电路，电流检测电路与DC-DC调压电路的输出端连接，用于检测DC-DC调压电路输出的直流信号的电流值，并输出与直流信号的电流值对应的电压信号；比较电路与电流检测电路的输出端连接，用于输出与电流检测电路输出的电压信号对应的过流保护信号至DC-DC调压电路的使能端。

请参考图3，图3为一种实施例的过流保护电路的电路示意图，所述的过流保护电路包括电流传感器U3、比较器U4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6。

电流传感器U3的IP+引脚连接所述DC-DC调压电路的输出端，电流传感器U3的IP-引脚连接所述过流保护电路的输出端，电流传感器U3的HV引脚连接第一电压提供端﹢5V和第四电容C4的一端，第四电容C4的另一端连接地，电流传感器U3的VIOUT引脚连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端连接第五电容C5的一端和比较器U4的正输入引脚，比较器U4的负输入引脚连接第七电阻R7的一端和第六电阻R6的一端，第七电阻R7的另一端连接第二电压提供端，第六电阻R6的另一端连接地，比较器U4的正侧电源引脚连接第六电容C6的一端、第八电阻R8的一端和第二电压提供端，第六电容C6的另一端连接地，第八电阻R8的另一端连接比较器U4的输出引脚，比较器U4的负侧电源引脚连接地，比较器U4的输出引脚连接DC-DC调压电路的使能端SD。

本实施例中的电流传感器U3为霍尔电流传感器，型号为ACS7258，霍尔电流传感器能够检测DC-DC调压电路输出直流信号的电流值，当检测到的电流值有过流异常时，霍尔电流传感器将电流值转换为电压值，再经过比较器U4转换为过流保护信号SD输出给DC-DC调压电路的使能端，形成电流反馈环路，当直流信号中电流存在过流异常时，能够立刻关断DC-DC调压电路的输出端，保护后续电路的安全。

逆变电路1014与过流保护电路1013连接，用于将预设电压值的直流信号转换为第二交流信号。逆变电路1014还与控制器1034连接，用于接收第一控制信号，第一控制信号用于调整第二交流信号的电压值。

在一实施例中，逆变电路包括与非门逻辑运算器、上桥逆变电路和下桥逆变电路。

与非门逻辑运算器与控制器连接，用于接收第一控制信号，并输出第三控制信号至下桥逆变电路；第三控制信号用于控制下桥逆变电路中开关管的导通或关断。

上桥逆变电路包括上桥驱动电路以及连接于上桥驱动电路的上桥电路，上桥驱动电路与控制器连接，用于接收第一控制信号，并输出与第一控制信号对应的第三驱动信号至上桥电路；第三驱动信号用于控制上桥电路中开关管的导通或关断。

下桥逆变电路包括下桥驱动电路以及连接于下桥驱动电路的下桥电路，下桥驱动电路与控制器连接，用于接收第三控制信号，并输出与第三控制信号对应的第四驱动信号至下桥电路；第四驱动信号用于控制下桥电路中开关管的导通或关断。

上桥逆变电路和下桥逆变电路还用于输出第二交流信号至隔离升压电路。

请参考图4，图4为一种实施例的逆变电路的电路示意图，其中与非门逻辑运算器U5的A引脚和B引脚均用于接收第一控制信号(PWM1)，GND引脚连接地，VCC引脚连接第二电压提供端，Y引脚连接下桥驱动电路。

上桥驱动电路包括第三半桥式驱动芯片U6、第四半桥式驱动芯片U7、第九电阻R9、第七电容C7、第八电容C8、第二二极管D2、第十电阻R10和第十一电阻R11，第三半桥式驱动芯片U6的IN引脚用于接收第一控制信号(PWM1)，第三半桥式驱动芯片U6的DT引脚和VSS引脚连接地，第三半桥式驱动芯片U6的VB引脚、VCC引脚连接第一电压提供端，第三半桥式驱动芯片U6的VS引脚、COM引脚连接地，第三半桥式驱动芯片U6的VS引脚还通过第九电阻R9连接第四半桥式驱动芯片U7的SD引脚，第三半桥式驱动芯片U6的HO引脚连接第四半桥式驱动芯片U7的HIN引脚，第三半桥式驱动芯片U6的LO引脚连接第四半桥式驱动芯片U7的LIN引脚，第四半桥式驱动芯片U7的VSS引脚连接地，第四半桥式驱动芯片U7的VDD引脚连接第一电压提供端，第四半桥式驱动芯片U7的VB引脚连接第二二极管D2的阴极，第四半桥式驱动芯片U7的VB引脚、第二二极管D2的阳极以及第三半桥式驱动芯片U6的VCC引脚连接第八电容的一端，第八电容的另一端连接地，第四半桥式驱动芯片U7的COM引脚连接地。

上桥电路包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，第四半桥式驱动芯片U7的VB引脚通过第七电容C7连接第三开关管Q3的第二极，第四半桥式驱动芯片U7的连接第三开关管Q3的第二极，第四半桥式驱动芯片U7的HO引脚连接第三开关管Q3的控制极，第四半桥式驱动芯片U7的LO引脚连接第四开关管Q4的控制极，第三开关管Q3的第一极连接过流保护电路的输出端，第三开关管Q3的第二极连接第四开关管Q4的第一极，第四开关管Q4的第二极连接地。

在本实施例中，第三开关管Q3和第四开关管Q4均为N沟道MOS管，其中控制极为栅极、第一极为漏极、第二极为源极；此外，第三开关管Q3和第四开关管Q4还可以为P沟道MOS管，或者三极管，当第三开关管Q3和第四开关管Q4为三极管时，控制极为基极，第一极为发射极/集电极，第二极为集电极/发射极。第三半桥式驱动芯片U6的型号为IR21094S，第四半桥式驱动芯片U7的型号为IR2110S。本实施例中下桥逆变电路与上桥逆变电路的电路结构相同，此处不再赘述。

隔离升压电路1015与逆变电路1014连接，用于将第二交流信号转换为方波信号。

滤波电路1016与隔离升压电路1015连接，用于将方波信号转换为第一交流信号，并输出第一交流信号至所述手术电极。

请参考图5，图5为一种实施例的隔离升压电路和滤波电路的电路示意图，所述的隔离升压电路包括隔离变压器T1，隔离变压器T1包括第一输入线圈、第二输入线圈和输出线圈，第一输入线圈与第二输入线圈串联连接，第一输入线圈连接上桥逆变电路的输出端，第二输入线圈连接下桥逆变电路的输出端，输出线圈连接隔离升压电路的输出端。隔离升压电路的输出端与滤波电路的输入端连接。滤波电路包括第二电感L2和第十一电容C11，第一电压采样模块包括变压器DY1、第十七电阻R17和第十三电容C13，电流采样模块包括电流互感器DL1、第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十二电容C12，隔离变压器T1输出的信号通过第二电感L2、第十一电容C11进行LC滤波后输出，电流互感器DL1的输入线圈串联连接在滤波电路的输出端上，电流互感器DL1的输出线圈与第十六电阻R16的一端连接，第十六电阻R16的另一端连接整流模块的输入端，第十五电阻R15并联在电流互感器DL1的输出线圈的两端，第十二电容C12并联在整流模块的输入端与地之间，变压器DY1的输出线圈与第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端连接整流模块的输入端，第十三电容C13并联在整流模块的输入端与地之间。其中，P1接口的一端连接滤波电路的输出端，另一端与手术电极连接。

本实施例利用隔离变压器T1将第二交流信号转换为方波信号，再利用电流互感器DL1和变压器DY1转换。

此外，本实施例提供的等离子手术设备还包括：电源电路104、开关装置105、显示装置106、流量控制器107和扬声器108。

电源电路104的输入端与开关电源101连接，电源电路104用于将开关电源输出直流信号的电压值转换为功率控制装置所需的供电电压，以向功率控制装置进行供电，其中功率控制装置中的第一供电端和第二供电端均与电源电路连接，第一供电端输出电压为﹢12V电压，第二供电端输出+5V电压。

开关装置105用于控制等离子体手术设备执行至少一种功能，例如，开关装置可以为脚踏开关，当脚踏开关被触发时，手术电极输出额定功率的第一交流信号，以实现对病灶组织的切除。

显示装置106用于显示等离子手术设备的参数信息，例如显示手术电极输出信号的功率、输出信号的时间等参数信息。

流量控制器107用于控制注水管路向手术电极放注溶液的流量，本实施例中向注水管路中的溶液为生理盐水。

扬声器108用于在设备出现异常时，向外播放报警警报。

在本实用新型中，利用两个闭环控制环路实现对手术电极输出信号的电压值和电流值的准确控制，使得手术电极能够持续稳定输出额定功率的信号，以对病灶组织实现精准切除。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种等离子体手术设备的功率控制装置，所述等离子体手术设备包括：功率输出装置和手术电极，所述功率输出装置用于将交流输入端输入的交流信号转换为第一交流信号并输出至手术电极；其特征在于，所述功率控制装置包括：

第一电压采样模块，与所述功率输出装置的输出端连接，用于对功率输出装置输出的瞬时电压进行采样，并输出第一采样电压；

电流采样模块，与所述功率输出装置的输出端连接，用于对功率输出装置输出的瞬时电流进行采样，并输出与所采样瞬时电流对应的第二采样电压；

整流模块，与所述第一电压采样模块和所述电流采样模块连接，用于对第一采样电压进行整流并输出第一直流采样电压，对第二采样电压进行整流并输出第二直流采样电压；

控制器，与所述整流模块连接，用于确定与所述第一直流采样电压和所述第二直流采样电压对应的瞬时功率值，并输出与所述瞬时功率值对应的第一控制信号至所述功率输出装置，所述第一控制信号用于调整功率输出装置输出的第一交流信号的电压值和电流值，以使功率输出装置输出的第一交流信号具有预设功率值。

2.如权利要求1所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率输出装置包括：

开关电源，与交流输入端连接，用于将交流输入端输入的交流信号转换为直流信号；

DC-DC调压电路，与所述开关电源连接，用于将开关电源输出的直流信号的电压值调整为预设电压值，并输出预设电压值的直流信号；

过流保护电路，与所述DC-DC调压电路连接，用于检测DC-DC调压电路输出的直流信号中的电流值，输出与所检测的电流值对应的过流保护信号至DC-DC调压电路的使能端；其中，所述DC-DC调压电路的使能端用于关断或者导通DC-DC调压电路的输出端；

逆变电路，与所述过流保护电路连接，用于将预设电压值的直流信号转换为第二交流信号；

所述逆变电路还与所述控制器连接，用于接收第一控制信号，所述第一控制信号用于调整所述第二交流信号的电压值；

隔离升压电路，与所述逆变电路连接，用于将第二交流信号转换为方波信号；

滤波电路，与所述隔离升压电路连接，用于将方波信号转换为第一交流信号，并输出所述第一交流信号至所述手术电极。

3.如权利要求2所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置还包括：

第二电压采样模块，与所述过流保护电路的输出端连接，用于对过流保护电路输出的瞬时电压进行采样，并输出第三采样电压；

所述控制器还与第二电压采样模块连接，用于输出与所述第三采样电压对应的第二控制信号至所述DC-DC调压电路；所述第二控制信号用于调整所述DC-DC调压电路输出直流信号的预设电压值。

4.如权利要求3所述的功率控制装置，其特征在于，所述第一控制信号和第二控制信号为PWM信号。

5.如权利要求3所述的功率控制装置，其特征在于，所述第一电压采样模块包括与所述功率输出装置连接的第一变压器，所述第一变压器用于对所述功率输出装置输出的瞬时电压进行隔离降压后输出第一采样电压；

所述电流采样模块包括与所述功率输出装置连接的电流互感器、以及与所述电流互感器连接的采样电阻，所述电流互感器用于将所述功率输出装置输出的瞬时电流转换为预设大小的电流；所述采样电阻用于将电流互感器输出的预设大小的电流转换为第二采样电压，并输出第二采样电压。

6.如权利要求3所述的功率控制装置，其特征在于，所述DC-DC调压电路包括：

半桥驱动电路，所述半桥驱动电路的输入端与所述控制器连接，半桥驱动电路的输出端与第一开关管的控制极和第二开关管的控制极连接，半桥驱动电路用于接收第二控制信号，并输出第一驱动信号至第一开关管的控制极，输出第二驱动信号至第二开关管的控制极；

第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一极连接开关电源的输出端，第一开关管的第二极连接所述滤波电路的输入端和第二开关管的第一极，第二开关管的第二极连接地；所述第一开关管和第二开关管用于输出预设电压值的直流信号；

滤波电路，所述滤波电路的输出端连接所述DC-DC调压电路的输出端，用于对预设电压值的直流信号进行滤波后输出。

7.如权利要求2所述的功率控制装置，其特征在于，所述过流保护电路包括：

电流检测电路，与所述DC-DC调压电路的输出端连接，用于检测所述DC-DC调压电路输出的直流信号的电流值，并输出与直流信号的电流值对应的电压信号；

比较电路，与所述电流检测电路的输出端连接，用于输出与电流检测电路输出的电压信号对应的过流保护信号至DC-DC调压电路的使能端。

8.如权利要求2所述的功率控制装置，其特征在于，所述逆变电路包括：

与非门逻辑运算器，与所述控制器连接，用于接收所述第一控制信号，并输出第三控制信号至下桥逆变电路；所述第三控制信号用于控制下桥逆变电路中开关管的导通或关断；

上桥逆变电路，包括上桥驱动电路以及连接于上桥驱动电路的上桥电路，所述上桥驱动电路与控制器连接，用于接收所述第一控制信号，并输出与第一控制信号对应的第三驱动信号至上桥电路；所述第三驱动信号用于控制上桥电路中开关管的导通或关断；

下桥逆变电路，包括下桥驱动电路以及连接于下桥驱动电路的下桥电路，所述下桥驱动电路与控制器连接，用于接收所述第三控制信号，并输出与第三控制信号对应的第四驱动信号至下桥电路；所述第四驱动信号用于控制下桥电路中开关管的导通或关断；

所述上桥逆变电路和下桥逆变电路还用于输出第二交流信号至所述隔离升压电路。

9.如权利要求8所述的功率控制装置，其特征在于，所述隔离升压电路包括：

隔离变压器，包括第一输入线圈、第二输入线圈和输出线圈，所述第一输入线圈与第二输入线圈串联连接，第一输入线圈连接所述上桥逆变电路的输出端，第二输入线圈连接下桥逆变电路的输出端，输出线圈连接隔离升压电路的输出端。

10.一种等离子体手术设备，其特征在于，包括：

手术电极；

功率输出装置，与所述手术电极连接，用于将交流输入端输入的交流信号转换为第一交流信号并输出至手术电极；

如权利要求1至9中任一项所述的功率控制装置，与所述功率输出装置连接，用于采集功率输出装置中所传输信号的电压值和电流值，并输出与所述信号的电压值和电流值对应的第一控制信号至功率输出装置；所述第一控制信号用于调整功率输出装置输出的第一交流信号的电压值和电流值，以使功率输出装置输出的第一交流信号具有预设功率值；

显示装置，用于显示所述等离子体手术设备的参数信息；

流量控制器，用于控制注水管路向手术电极放注溶液的流量；

开关装置，用于控制所述等离子体手术设备执行至少一种功能；

扬声器，用于播放报警警报；

电源电路，用于对功率控制装置进行供电。

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