[发明专利]一种基于频率及功率跟踪的超声手术刀系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于频率及功率跟踪的超声手术刀系统及其控制方法，该超声手术刀系统包括主控MCU、基于DDS的信号发生控制模块、功率输出隔离模块、交互模块、医用开关电源，所述信号发生控制模块使用DDS芯片生成两路高精度、特定频率的PWM信号，通过基于时钟电路的数控半桥功率调整电路对功率进行控制；所述功率隔模块通过串联功率电感使感抗匹配，为超声刀具提供接口，并分别使用PID算法和ADRC算法实时控制功率输出和超声手术刀工作频率，达到对功率的实时控制和对谐振点频率的跟随控制。本发明具有控制精度高、响应速度块、手术效果好、能量利用率高、便于操作等优点，适用于在常见超声外科手术中驱动超声外科手术刀设备。

主权项

1.一种基于频率及功率跟踪的超声手术刀系统，其特征在于，包括：/n信号发生控制模块，用于通过接收所述主控MCU的指令产生高精度频率的两路互补PWM信号，依据目标频率减小PWM信号的占空比，接着将信号进行功率放大后驱动推挽电路交替导通，使直流信号推挽导通，经高频变压器将信号传递至功率驱动隔离模块；/n功率输出隔离模块，用于使换能器在工作频率范围内谐振；同时采集电流、电压的幅值和相位，经处理后传输至所述主控MCU；/n主控MCU，用于向所述信号发生控制模块发送指令产生高精度频率的两路互补PWM信号,以及接收所述功率输出隔离模块采集的数据与系统的参考输入进行比较，分别通过PID控制算法和ADRC控制算法实现输出功率、工作频率的实时准确跟踪控制，并对控制指令进行相应的调整，最终实现系统的闭环自动控制；/n交互模块，用于设置对功率、音量进行设置，以及输出设备运行时的相关状态信息；/n医用开关电源，用于向各模块提供了相应电压的直流电源。/n