[發明專利]諧振逆變器的死區時間優化

有效

• 申請號: 201410254197.1
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104224309B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: J·H·約翰遜;J·A·吉爾伯特
• 申請（專利權）人: 柯惠有限合伙公司
• 主分類號: A61B18/12
• 分類號: A61B18/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 馮玉清

本公開涉及包括具有H橋和槽的諧振逆變器的電外科發生器。傳感器陣列測量所述槽的至少一個特性。脈寬調制PWM控制器向所述H橋輸出第一PWM時序信號和第二PWM時序信號。所述PWM控制器基于由所述傳感器陣列測量到的所述至少一個特性來控制所述第一PWM時序信號和所述第二PWM時序信號之間的死區時間。

技術領域

本公開涉及使用相移全橋諧振逆變器的射頻放大器。特別地，本公開涉及改善射頻放大器的效率和動態范圍。

背景技術

基于能量的組織治療是本領域已知的。向組織施加各種類型的能量(例如，電、超聲波、微波、低溫、熱、激光等)以實現所需的結果。電外科涉及向外科手術位應用高射頻電流以對組織進行切割、燒蝕、凝結或密封。源或有源電極將射頻能量從電外科發生器提供到組織，返回電極攜載電流返回到發生器。在單極電外科中，源電極通常是由外科醫生掌握并且應用到待治療組織的外科手術器械的一部分，返回電極被放置在遠離有源電極的位置以攜載電流回到發生器。在雙極電外科中，手持儀器的電極之一充當有源電極，另一個充當返回電極。

電外科發生器可以使用相移全橋諧振逆變器來生成執行電外科手術所需的電外科能量。諧振逆變器的一個示例使用由具有兩對場效應晶體管(FET)的H橋驅動的LCLC槽(tank)拓撲。每對FET都包括串聯連接的兩個FET。兩個串聯連接的FET不應同時接通，否則將在輸入電壓源處發生短路。為了避免短路，在施加到FET對中的第一FET的脈沖和施加到第二FET的脈沖之間提供了固定的死區時間。取決于諧振逆變器的負載狀況，最佳死區時間也可以變化。如果FET的死區時間相對于最佳死區時間太長或太短，則FET過渡將部分地處于零電壓切換，部分地處于硬切換。由于FET在較大的程度上進行硬切換，諧振逆變器的效率顯著下降。

發明內容

本說明書可以使用短語“在一實施例中”、“在實施例中”、“在一些實施例中”或“在另一些實施例中”，它們每個都可以引用根據本公開的相同或不同實施例中的一個或多個。對于本說明書，“A/B”形式的短語表示A或B。對于本說明書，“A和/或B”形式的短語表示“(A)、(B)或(A和B)”。對于本說明書，“A、B或C中的至少一個”形式的短語表示“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)”。

此處使用時，術語“發生器”可以是指能夠提供能量的設備。這樣的設備可以包括電源和能夠改變由電源輸出的能量以輸出具有所需強度、頻率、和/或波形的能量的電路。

此處所描述的系統也可以使用一個或多個控制器來接收各種信息和轉換所接收到的信息以生成輸出。控制器可包括能夠執行存儲在存儲器中的一系列指令的任何類型的計算設備、計算電路、或任何類型的處理器或處理電路。控制器可以包括多個處理器和/或多核中央處理單元(CPU)，并且可以包括任何類型的處理器，諸如微處理器、數字信號處理器、微控制器等。控制器也可以包括存儲數據和/或算法以執行一系列指令的存儲器。

此處所描述的方法、程序、算法或代碼中的任何一種都可以被轉換為或表示為編程語言或計算機程序。“編程語言”和“計算機程序”是用于向計算機指示指令的任何語言，包括(但不僅限于)這些語言以及它們的衍生物：匯編語言、Basic、批處理文件、BCPL、C、C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、機器代碼、操作系統命令語言、Pascal、Perl、PL1、腳本語言、Visual Basic、本身指示程序的元語言、以及所有的第一至第五代計算機語言。還包括數據庫和其他數據方案、以及任何其他元語言。對于本定義，在被解釋、編譯、或使用編譯的和解釋的方案的語言之間沒有區別。對于本定義，在程序的編譯版本和源版本之間沒有區別。如此，對其中編程語言可以以一個以上的狀態(諸如源、編譯的、對象、或鏈接)存在的程序的引用是對任何這樣的狀態的引用。該定義也涵蓋實際指令以及這些指令的意圖。