[实用新型]一种直接激励式超声功率驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及超声手术刀领域，具体涉及一种直接激励式超声功率驱动系统。

背景技术

超声外科是近10多年来全世界外科手术领域的革命。超声外科手术器械常用于内窥式微创手术和开放性手术。该器械可用于术中止血，从而减少手术过程中的出血现象，这种器械可以在低温环境(50至70℃)下封闭血管，无组织烧伤和结痂现象。

超声外科手术器械是通过超声换能器激励的，而超声换能器都是由超声功率驱动电源供能的，常规的超声功率驱动电源，普遍要通过匹配电路进行超声换能器的驱动激励，原因在于，如图1所示，一超声换能器在其机械谐振频率附近的等效电路图，C₀为静态电容，是电学元件；L₁为动态电感，C₁为动态电容，R₁为动态电阻，三者构成等效电路的机械臂。u(t)为换能器的外部电压，也是机械臂电压，使用锁相式动态调频率需要准确测量u(t)和i1(t)的相差ψd，u(t)可测量，但i₁(t)不可独立测量，只能测量i(t)，将静态电感L₀和超声换能器看做整体，测量a，b之间的电压和电流，通过两者的相位差来动态调节电感，因为根据LCR串联谐振性质，相差为正，说明电压超前电流，静态电感L₀与超声换能器整体呈感性，通过调整静态电感L₀的电感值使超声换能器工作在谐振状态下。

超声换能器工作在谐振点时，超声换能器内静态电容C₀和L₀所在回路的阻抗最小，经过静态电容C₀和L₀的电流最大，因静态电容C₀和L₀并非理想器件，均存在损耗，并且由此而导致超声换能器发热的现象发生。严重时，甚至因为超声换能器温度过高，而使手术操作者无法掌握，影响使用。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种直接激励式超声功率驱动系统，以减少超声换能器的发热量。

本实用新型实施例提供的技术方案提供了一种直接激励式超声功率驱动系统。所述系统包括超声换能器和主控制器，其中：

所述主控制器的输出端与所述超声换能器的输入端直接连接，且所述主控制器用于输出驱动所述超声换能器的正弦波信号。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例通过主控制器直接输出驱动超声换能器的正弦波信号，且主控制器的输出端与超声换能器的输入端直接连接，令超声换能器工作于谐振状态，超声换能器阻抗最小，超声换能器的效率最高，因而超声换能器的热损耗较低，避免了超声换能器发热量大的现象。并且简化了主控器的电路结构，有利于超声功率驱动系统的集成化、轻型化和小型化。

附图说明

图1为现有技术中提供的一种直接激励式超声功率驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的一种直接激励式超声功率驱动系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例中提供了一种直接激励式超声功率驱动系统，该直接激励式超声功率驱动系统在现有技术的基础进行了优化，主控制器直接输出正弦波以驱动超声换能器，且超声换能器处于非谐振状态，降低了超声换能器的功耗。

图1是现有技术中提供的一种直接激励式超声功率驱动系统的结构示意图，该直接激励式超声功率驱动系统中，通过超声换能器的工作电压和工作电流的相位差来追踪调整静态电感的电感值，以保证超声换能器尽量工作在谐振点，以实现超声换能器的最大有用功率输出。如图1所示，超声换能器12工作在谐振点，导致超声换能器12内静态电容C₀所在支路的阻抗最小，经过静态电容C₀的电流较大，因而静态电容C₀的功耗较大，并且由此而导致超声换能器12发热量大的现象发生。