[发明专利]用于驱动具有线性放大器的超声波机头的系统和方法

权利要求书

1.一种用于向电动手术工具的功率生成单元供应AC驱动信号的控制台，所述控制台包括：

变压器，其具有：初级绕组，所述初级绕组具有相对端和中心抽头，DC电压被施加到所述中心抽头；和次级绕组，在所述次级绕组两端感应出用于施加到所述工具的功率生成单元的驱动信号；以及

电路，其将所述变压器的初级绕组的所述相对端连接在地和开路状态之间，以使得在所述初级绕组两端产生AC电压，

其特征在于：

将所述变压器的初级绕组的所述相对端连接在所述地和所述开路状态之间的所述电路是线性放大器，所述线性放大器包括：

用作有源电阻器的多个晶体管，以使得在所述初级绕组的每一端与地之间存在有源电阻器，

差分放大器，存在于所述变压器的初级绕组的所述相对端处的电压被施加到所述差分放大器，并且所述差分放大器基于存在于所述变压器的初级绕组的所述相对端处的电压之间的差异来产生作为反馈信号的信号；以及

控制电路，其基于外部控制信号以及所述反馈信号来设置所述有源电阻器的电阻以便设置所述初级绕组两端的电压。

2.根据权利要求1所述的控制台，还包括机头，所述机头包括连接到所述变压器的所述次级绕组的至少一个驱动器以便于在将所述AC驱动信号施加到所述驱动器时被驱动以及连接到所述至少一个驱动器的尖端以便于在驱动所述至少一个驱动器时振动。

3.根据权利要求1所述的控制台，其中，所述线性放大器进一步被配置为将来自所述差分放大器的反馈信号与所述外部控制信号组合以产生调节所述晶体管的电阻的信号。

4.根据权利要求3所述的控制台，其中：

所述线性放大器包括整流器和分流器，经组合的反馈信号和外部控制信号被施加到所述整流器和分流器，所述整流器和分流器被配置为将经组合的信号分为正分量和负分量，其中，经组合的信号的所述负分量用于设置所述晶体管中的第一晶体管的电阻并且经组合的信号的所述正分量用于设置所述晶体管中的第二晶体管的电阻。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制台，其中，所述线性放大器包括：第一压控电流源，所述第一压控电流源基于所述反馈信号和所述外部控制信号来产生设置连接到所述变压器的初级绕组的第一端的所述晶体管中的第一晶体管的电阻的电流；和第二压控电流源，所述第二压控电流源基于所述反馈信号和外部控制信号来产生设置连接到所述变压器的初级绕组的第二端的所述晶体管中的第二晶体管的电阻的电流。

6.根据权利要求5所述的控制台，其中，所述线性放大器包括分流器，所述分流器接收具有正分量和负分量的经反馈调整的外部控制信号，并且将所述经反馈调整的外部控制信号的负分量作为控制信号提供给所述第一压控电流源以及将所述经反馈调整的外部控制信号的正分量作为控制信号提供给所述第二压控电流源。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制台，进一步包括：

电源，其用于向所述变压器的初级绕组的所述中心抽头供应可变DC电压；

净空监测器，其监测所述晶体管两端的电压，并产生表示所述晶体管两端的电压的信号；以及

电源控制器，其从所述净空监测器接收表示所述晶体管两端的电压的所述信号，并且所述电源控制器连接到所述电源，以用于调节由所述电源供应的所述DC电压，并且所述电源控制器被配置为基于所述晶体管两端的电压来设置所述电源供应给所述变压器的初级绕组的所述DC电压的电平。

8.根据权利要求7所述的控制台，其中，所述净空监测器被配置为：在所述晶体管为FET的情况下接收存在于所述FET的漏极和源极处的电压作为输入；以及在所述晶体管是双极晶体管的情况下接收存在于所述双极晶体管的集电极和发射极处的电压作为输入。

9.根据权利要求8所述的控制台，其中，所述电源包括恒定DC电压源和升压转换器，来自所述恒定DC电压源的DC电压被施加到所述升压转换器，并且所述升压转换器被配置为响应于来自所述电源控制器的控制信号将变化的DC电压施加到所述变压器的初级绕组的所述中心抽头。