[发明专利]压电设备和电路

说明书

本发明提供了一种具有一电路的设备。该电路包括从一能源接收电能的至少一升压转换器、和该升压转换器串联的一方波驱动器、和该方波驱动器串联并用于将方波转换为正弦波的一电感、以及和该电感串联的一压电传感器，该压电传感器可连接负载。该设备还包括连接至该电路的一锁相环路，用于在该压电传感器连接负载时确定该压电传感器的谐振频率。

本申请是以下申请的分案申请：申请日，2014年12月29日；申请号，201480002498.3；发明创造名称，压电设备和电路。

背景技术

在包括根管治疗、牙周治疗和清洁过程的牙医学领域中，受电设备的使用能够提高程序的效率和功效。例如，在这些领域以及口腔外科领域中，通过一治疗尖端提供超声波能量的受电设备能够实现对于牙齿中因具有复杂几何形状而难以达到的区域或部分更好的清洁和清创。

在不同情形下，提供用于实施牙科的或外科的步骤的有线或无线设备是有益的。在医学和牙科领域例如根管治疗、牙周治疗、清洁以及其他外科治疗过程中，不管是口腔的还是其他的，传统上采用手动工具或外部供电设备来完成。这两类工具都是有效的，但也都具有一些缺点。比如，手动工具的使用会导致冗长的过程，并会造成临床医师、病人或两者的疼痛、不适或疲劳。受电设备能够缓解这些问题并且同样有效，但却会带来其他一些困难。例如，由于流体的连接(fluid connections)和线缆会向设备增加可观的重量，因而接有线缆的受电设备对于操控而言可能太过笨重。并且，与受电设备相连的流体连接以及线缆在治疗过程期间会是难以操控的。在使用中，必须小心避免线缆的缠结、流体通路的闭塞，或对前述两者中任意一个的损坏。

在医疗领域中，在发展新的工具和技术时，考虑病人的安全、治疗过程的耗时以及外科环境下的功效是有益的。就像牙科领域，受电设备相比于手动开动(manuallypowered)或不受电工具具有缩短治疗过程耗时以及提供微创技术的优势。然而，电流受电设备也具有一些缺点，包括运行寿命不够长、相比于手动工具重量更重以及可用电力不足。商业上可用的、用于医疗和牙科治疗过程的压电设备可包括低效的驱动电路，其需要更高的输入功率来获取合适的结果。多余的能量以热量或其他损失的形式被浪费，因而可能需要更大或更高的额定电路元件、散热器、以及大的设备空间。以前的压电洁牙机电路设计采用硬开关以及很耗电的方法来迫使机械谐振发生在接近该机械谐振点的一设定好的电信号下。典型地，硬开关通过连接一变压器至同时还接地的压电陶瓷来实现。由于来自每一脉冲的能量均对压电陶瓷电容负载充电然后该能量就被放电至地，因而这种电路是有损的。为驱动超声波设备的采用硬开关的电路的例子，可以在美国专利Nos.3,596,206、3,651,352、4,445,063和4,168,447中找到。

从另一方面来看，现有的一些无线设备可连接至流体源。为了将流体提供至治疗位置，可以使用一泵，其可以是与设备相分离的，也可以是位于设备内部的。内部的电泵从电源处抽出电能，这在采用电池电源的情形下会更快耗尽电池的电力。

已有设备的控制中心可以位于设备外部，在这种情况下，设备的操控者需要连续并同时地支持该设备以及调节控制系统，而这会增加耗时并且需要额外的协助才能够完成治疗过程。并且，交流电(AC)受电设备需要具备对诸如电源线的电压和电流的屏蔽能力。

在超声波设备的运行期间也有可能引发这些问题以及其他问题。因此，需要一种能够克服上述缺点的手持式超声波设备。

发明内容

本发明提供了一种具有一电路的设备。该电路包括从一能源接收电能的至少一升压转换器，同该升压转换器串联的一方波驱动器，和该方波驱动器串联并用于将方波转换为正弦波的一电感，以及与该电感串联的一压电传感器(transducer)，该压电传感器可连接至一负载。该设备还包括一锁相环路，该锁相环路连接至该电路，以在该压电传感器连接该负载时确定该压电传感器的谐振频率。