JP2015043684A - 共振インバーターのデッドタイム最適化 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気外科用発電機は、H−ブリッジ104とタンク106とを含む共振インバーター102と、タンク106の少なくとも1つの特性を測定するように構成されているセンサーアレイ120と、第1のパルス幅変調(PWM)タイミング信号および第2のPWMタイミング信号をH−ブリッジに出力するように構成されているパルス幅変調(PWM)コントローラー110とを含み、PWMコントローラー110は、センサーアレイ120によって測定される少なくとも1つの特性に基づいて、第1のPWMタイミング信号と第2のPWMタイミング信号との間のデッドタイムを制御する。
【選択図】図1
Description
1.技術分野
本開示は、移相フルブリッジ共振インバーターを使用する無線周波増幅器に関する。特に、本開示は、無線周波増幅器の効率およびダイナミックレンジを改善することに関する。
エネルギーベースの組織処置は、当該分野において周知である。様々なタイプのエネルギー(例えば、電気的、超音波、マイクロ波、低温、熱、レーザーなど)が、所望の結果を達成するために、組織に適用される。電気外科は、組織を切断、切除、凝固、または密封するために、外科手術部位への高無線周波数電流の印加を含む。ソース電極または活性電極は、無線周波数エネルギーを電気外科用発電機から組織へ送達し、リターン電極は、電流を発電機に戻す。単極電気外科において、ソース電極は、代表的に、外科医によって保持される外科手術器具の一部であり、処置されるべき組織に当てられ、リターン電極は、電流を発電機に運び戻すために活性電極から離れて置かれる。双極電気外科において、手に持てるサイズの器具の電極のうちの一方は、活性電極として機能し、他方は、リターン電極として機能する。
本記載は、句「1つの実施形態において」、「実施形態において」、「いくつかの実施形態において」、または「他の実施形態において」を使用し得、それらはそれぞれ、本開示に従う、同じかまたは異なる実施形態のうちの1つ以上を指し得る。本記載の目的のために、形態「A/B」での句は、AまたはBを意味する。本記載の目的のために、形態「Aおよび/またはB」での句は、「(A)、(B)、または(AおよびB)」を意味する。本記載の目的のために、形態「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」での句は、「(A)、(B)、(C)、(AおよびB)、(AおよびC)、(BおよびC)、または(A、BおよびC)」を意味する。
(項目1)
電気外科用発電機であって、該電気外科用発電機は、
H−ブリッジとタンクとを含む共振インバーターと、
該タンクの少なくとも1つの特性を測定するように構成されているセンサーアレイと、
第1のパルス幅変調(PWM)タイミング信号および第2のPWMタイミング信号を該H−ブリッジに出力するように構成されているパルス幅変調(PWM)コントローラーと
を含み、該PWMコントローラーは、該センサーアレイによって測定される該少なくとも1つの特性に基づいて、該第1のPWMタイミング信号と該第2のPWMタイミング信号との間のデッドタイムを制御する、電気外科用発電機。
(項目2)
上記センサーアレイは、入力電圧、出力電圧、および出力電流を測定し、上記PWMコントローラーは、上記デッドタイムを決定するために、該入力電圧、該出力電圧、および該出力電流を使用する、上記項目に記載の電気外科用発電機。
(項目3)
上記PWMコントローラーは、上記入力電圧および上記出力電圧に基づいて、効率測定値を算出する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目4)
上記PWMコントローラーは、上記出力電圧および上記出力電流に基づいて、負荷測定値を算出する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目5)
上記PWMコントローラーは、上記効率測定値に基づいて、上記デッドタイムを制御する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目6)
上記PWMコントローラーは、ルックアップ表を記憶しているメモリーを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目7)
上記PWMコントローラーは、上記H−ブリッジの移相を決定する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目8)
上記センサーアレイは、出力電圧および出力電流を測定し、プロセッサーは、該出力電圧および該出力電流に基づいて、負荷測定値を決定する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目9)
上記PWMコントローラーは、上記移相および上記負荷測定値を、上記ルックアップ表におけるデータと比較することによって上記デッドタイムを決定する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の電気外科用発電機。
(項目10)
共振インバーターにおける電界効果トランジスター(FET)遷移のためのデッドタイムを最適化する方法であって、該方法は、
該FET遷移のためのデッドタイムを初期設定することと、
該共振インバーターの第1の効率測定値を決定することと、
該FET遷移のデッドタイムを増大させることと、
該共振インバーターの第2の効率測定値を決定することと、
該第1の効率測定値と該第2の効率測定値との間の比較に基づいて、該デッドタイムを調整することと
を含む、方法。
(項目11)
上記第2の効率測定値が、上記第1の効率測定値よりも所定のパーセンテージ分大きい場合、上記デッドタイムは増大させられる、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
上記第2の効率測定値が、上記第1の効率測定値よりも所定のパーセンテージ分小さい場合、上記デッドタイムは減少させられる、上記項目のうちのいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
共振インバーターにおける電界効果トランジスター(FET)遷移のためのデッドタイムを最適化する方法であって、該共振インバーターは、H−ブリッジとタンクとを含み、該方法は、
該H−ブリッジに印加される複数のパルス幅変調信号間の移相を決定することと、
該タンクの負荷測定値を決定することと、
該移相および該負荷測定値をルックアップ表と比較することと、
該移相および該負荷測定値と該ルックアップ表との間の比較の結果に基づいて、最適なデッドタイムを決定することと、
該最適なデッドタイムに基づいて、該FET遷移のためのデッドタイムを調整することと
を含む、方法。
本開示は、共振インバーターを含む電気外科用発電機に関し、この共振インバーターは、H−ブリッジとタンクとを有する。センサーアレイは、タンクの少なくとも1つの特性を測定する。パルス幅変調(PWM)コントローラーは、第1のPWMタイミング信号および第2のPWMタイミング信号をH−ブリッジに出力する。PWMコントローラーは、センサーアレイによって測定される少なくとも1つの特性に基づいて、第1のPWMタイミング信号と第2のPWMタイミング信号との間のデッドタイムを制御する。
本開示の特定の実施形態が添付の図面を参照して以下に記載されるが、開示される実施形態は、単に本開示の例であり、様々な形態で具体化され得ることが理解されるべきである。周知の機能または構築は、本開示を不必要な詳細で不明瞭にすることを避けるために詳細に記載されない。従って、本明細書中に開示される特定の構造上および機能上の詳細は、限定するものではなく、単に特許請求の範囲のための基礎として、および事実上任意の適切に詳述した構造で本開示を様々に用いるために、当業者に教示するための代表的な基礎として解釈される。類似の参照数字は、図面の記載にわたって、同様の要素または同一の要素を指し得る。
102 共振インバーター
104 H−ブリッジ
106 (LCLC)タンク
110 パルス幅変調(PWM)コントローラー
120 センサーアレイ
140、142、144、および146 デッドタイム
Claims (13)
- 電気外科用発電機であって、該電気外科用発電機は、
H−ブリッジとタンクとを含む共振インバーターと、
該タンクの少なくとも1つの特性を測定するように構成されているセンサーアレイと、
第1のパルス幅変調(PWM)タイミング信号および第2のPWMタイミング信号を該H−ブリッジに出力するように構成されているパルス幅変調(PWM)コントローラーと
を含み、該PWMコントローラーは、該センサーアレイによって測定される該少なくとも1つの特性に基づいて、該第1のPWMタイミング信号と該第2のPWMタイミング信号との間のデッドタイムを制御する、電気外科用発電機。 - 前記センサーアレイは、入力電圧、出力電圧、および出力電流を測定し、前記PWMコントローラーは、前記デッドタイムを決定するために、該入力電圧、該出力電圧、および該出力電流を使用する、請求項1に記載の電気外科用発電機。
- 前記PWMコントローラーは、前記入力電圧および前記出力電圧に基づいて、効率測定値を算出する、請求項2に記載の電気外科用発電機。
- 前記PWMコントローラーは、前記出力電圧および前記出力電流に基づいて、負荷測定値を算出する、請求項2に記載の電気外科用発電機。
- 前記PWMコントローラーは、前記効率測定値に基づいて、前記デッドタイムを制御する、請求項3に記載の電気外科用発電機。
- 前記PWMコントローラーは、ルックアップ表を記憶しているメモリーを含む、請求項1に記載の電気外科用発電機。
- 前記PWMコントローラーは、前記H−ブリッジの移相を決定する、請求項6に記載の電気外科用発電機。
- 前記センサーアレイは、出力電圧および出力電流を測定し、プロセッサーは、該出力電圧および該出力電流に基づいて、負荷測定値を決定する、請求項7に記載の電気外科用発電機。
- 前記PWMコントローラーは、前記移相および前記負荷測定値を、前記ルックアップ表におけるデータと比較することによって前記デッドタイムを決定する、請求項8に記載の電気外科用発電機。
- 共振インバーターにおける電界効果トランジスター(FET)遷移のためのデッドタイムを最適化する方法であって、該方法は、
該FET遷移のためのデッドタイムを初期設定することと、
該共振インバーターの第1の効率測定値を決定することと、
該FET遷移のデッドタイムを増大させることと、
該共振インバーターの第2の効率測定値を決定することと、
該第1の効率測定値と該第2の効率測定値との間の比較に基づいて、該デッドタイムを調整することと
を含む、方法。 - 前記第2の効率測定値が、前記第1の効率測定値よりも所定のパーセンテージ分大きい場合、前記デッドタイムは増大させられる、請求項10に記載の方法。
- 前記第2の効率測定値が、前記第1の効率測定値よりも所定のパーセンテージ分小さい場合、前記デッドタイムは減少させられる、請求項10に記載の方法。
- 共振インバーターにおける電界効果トランジスター(FET)遷移のためのデッドタイムを最適化する方法であって、該共振インバーターは、H−ブリッジとタンクとを含み、該方法は、
該H−ブリッジに印加される複数のパルス幅変調信号間の移相を決定することと、
該タンクの負荷測定値を決定することと、
該移相および該負荷測定値をルックアップ表と比較することと、
該移相および該負荷測定値と該ルックアップ表との間の比較の結果に基づいて、最適なデッドタイムを決定することと、
該最適なデッドタイムに基づいて、該FET遷移のためのデッドタイムを調整することと
を含む、方法。
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