專利名稱：醫用雙極等離子體功率源的功率輸出電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種功率輸出電路，特別涉及一種醫用雙極等離子體功率源的功率輸出電路。
背景技術：
雙極等離子體切割裝置，是用于對病人進行電外科治療的手術裝置，如對前列腺增生等疾病的治療。通過調節高頻功率的功率產生兩種組織作用模式。第一種模式將在組織治療電極的活性區產生電離等離子體暈，進入高能量的等離子體暈的組織瞬間被汽化，然后用沖洗液沖洗掉。第二種模式中，可以快速的、可預知的和可控的提高組織溫度以融化組織或封閉血管。
由于需要在切割頭的主電極間形成并維持等離子體暈的狀態，所以要求功率源可變頻率、可變幅度以匹配不斷變化的負載阻抗。實際在手術過程中，其負載阻抗的變化范圍達到50Ω～1000Ω。
傳統的在340KHz-450KHz頻段產生大功率輸出的方法有直接大功率振蕩輸出正弦波輸出、先產生方波再通過濾波器濾出正弦波、先產生小功率正弦波后再通過功率放大器放大到所需的功率等等。在這里直接大功率振蕩輸出正弦波輸出的方法無法使用，因為輸出功率的跨度太大，維持振蕩較難。
用先產生方波再通過濾波器濾出正弦波是一種可能的方案；該方案的問題在于，產生方波可以有較高的效率，但作正弦波濾波時的效率較低，且負載的變化范圍大也使濾波器的設計變困難。
用先產生小功率正弦波后再通過線性功率放大器放大到所需的功率是一種可能的方案；該方案的問題在于，放大器的效率也較低，就是采用乙類的放大器方案的效率也小于50％，當負載的變化范圍大時，效率更低。

發明內容
本發明的目的旨在克服現有技術的不足而提供一種功率源可變頻率、可變幅度，適用于雙極等離子體切割裝置的切割頭主電極的醫用雙極等離子體功率源的功率輸出電路。
本發明的目的是這樣實現的一種醫用雙極等離子體功率源的功率輸出電路，其特征是使用一只IGBT功率管作主功率管，它的柵極由“IGBT柵極驅動電路”驅動，源極接地，漏極接D1的負極和D2的負極，D2和D3的正極接扼流變壓器初級的一端，扼流變壓器初級的另一端與接入輸出變壓器的初級的一端，并與諧振電容C1相聯，C2和R1的一端與D3的負極以及穩壓二極管D5的負極相聯，C2和R1的另一端接地，輸出變壓器初級的另一端和D4的負極一起接供應電源+E。輸出續流二極管D4的正極接扼流變壓器次級的一端，扼流變壓器次級的另一端接地，濾波電容C3的兩端分別接供應電源+E和地，主輸出變壓器的次級通過隔離電容C4和C5輸出。——所述的扼流變壓器和輸出變壓器的繞制參數可以隨使用鐵芯的不同而改變，可以使用其他型號的鐵芯。
——所述的“IGBT柵極驅動電路”也可以是其他型號、類似功能的柵極驅動電路。
——所述的諧振電容C1可以由多個電容并聯而成。
——所述的輸出隔離電容C4和C5根據負載情況可以是一個或直接輸出而不用它。
本發明的優點突出效果是功率源可變頻率，可變幅度，便于對病人進行電外科手術治療，可快速可控組織溫度以融化組織或封閉血管。


圖1是本發明的電路原理圖。
圖2是本發明在雙極等離子體切割裝置中的位置框圖。
具體實施例方式
本發明則采用一只IGBT功率三極管作輸出管，激勵源產生可變頻率為340KHz-450KHz方波激勵源，驅動IGBT功率三極管的控制柵極，使IGBT功率三極管工作于開關狀態，配以帶能量重復應用的諧振輸出電路，通過改變IGBT功率三極管開關電路的供電電壓，即可改變輸出幅度，以配合大范圍變化的負載阻抗值。產生可變幅度40-870VP-P，最大功率達200W的正弦波功率輸出。
實施例中，供電電源+E的電壓供應范圍為20-150V；方波驅動輸入送IGBT柵極驅動電路TC4422，TC4422的輸出接IGBT的柵極。D1用于保護IGBT，防止出現反向電壓造成漏源極間的擊穿損壞。D2在IGBT管作導通和截止狀態的隔離。C1為輸出變壓器初級的諧振電容，可根據變壓器初級電感來選擇。D3、C2、R1和D5等構成限幅保護電路。D4為續流二級管，可充分利用蓄存在扼流變壓器電感中的能量。C4和C5是輸出融離電容。因功率管工作于開關狀態，電路的效率達到80％。
權利要求
1.一種醫用雙極等離子體功率源的功率輸出電路，其特征是使用一只IGBT功率管作主功率管，它的柵極由“IGBT柵極驅動電路”驅動，源極接地，漏極接D1的負極和D2的負極，D2和D3的正極接扼流變壓器初級的一端，扼流變壓器初級的另一端與接入輸出變壓器的初級的一端，并與諧振電容C1相聯，C2和R1的一端與D3的負極以及穩壓二極管D5的負極相聯，C2和R1的另一端接地，輸出變壓器初級的另一端和D4的負極一起接供應電源+E，輸出續流二極管D4的正極接扼流變壓器次級的一端，扼流變壓器次級的另一端接地，濾波電容C3的兩端分別接供應電源+E和地，主輸出變壓器的次級通過隔離電容C4和C5輸出。
2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于扼流變壓器和輸出變壓器的繞制參數可以隨使用鐵芯的不同而改變，可以使用其他型號的鐵芯。
3.根據權利要求1所述的電路，其特征在于“IGBT柵極驅動電路”也可以是其他型號、類似功能的柵極驅動電路。
4.根據權利要求1所述的電路，其特征在于的諧振電容C1可以由多個電容并聯而成。
5.根據權利要求1所述的電路，其特征在于輸出隔離電容C4和C5根據負載情況可以是一個或直接輸出而不用它。
全文摘要
本發明涉及一種醫用雙極等離子體功率源的功率輸出電路，其特征是功率源可變頻率、可變幅度以匹配不斷變化的負載阻抗。本發明采用IGBT功率管作輸出管，激勵源用脈沖方波激勵，驅動IGBT的控制柵極，使IGBT工作于開關狀態，配以帶能量重復應用的諧振輸出電路，改變供給電路的供電電壓，即可改變輸出幅度，配合大范圍變化的負載阻抗。輸出幅度40－87040－870V
文檔編號A61B18/10GK1491620SQ0213501
公開日2004年4月28日 申請日期2002年10月24日 優先權日2002年10月24日
發明者林敏 , 孫國良, 王沐, 劉忠禮, 林 敏 申請人:廣東合好工貿有限公司