[實用新型]全橋驅動裝置、超聲換能器及超聲系統

有效

• 申請號: 201720186396.2
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206509213U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 郭毅軍;陳建;付健;趙正;溫興東
• 申請（專利權）人: 重慶西山科技股份有限公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;B06B1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 徐秋平

技術領域

本實用新型屬于電子電路技術領域，涉及一種驅動電路，特別是涉及一種全橋驅動裝置、超聲換能器及超聲系統。

背景技術

超聲換能器是一種既可以把電能轉化為聲能、又可以把聲能轉化為電能的裝置。其工作原理是依據壓電材料的正逆壓電效應，利用逆壓電效應產生超聲波，即在壓電材料上加上某種特定頻率的交變正弦信號，材料就會隨所加信號頻率變化的機械形變，繼而在周圍介質中產生疏密相間的機械波，如果其振動頻率在超聲范圍，這種機械波就是超聲波。接收時，利用正壓電效應把來自探測物的聲信號變成電信號輸出。例如，超聲手術系統利用了超聲換能器的逆壓電效應，超聲測試系統則利用了超聲換能器的正逆壓電效應。

超聲換能器是超聲手術系統中產生超聲振動的關鍵部件，也是超聲測試系統中產生并接收超聲的部件，其驅動電路的性能對整個超聲手術系統或超聲測試系統有著至關重要的作用。而現有的超聲換能器的驅動方法多采用推挽功率驅動方式。推挽驅動是兩不同極性晶體管輸出電路無輸出變壓器。是兩個參數相同的功率BJT管或MOSFET管，以推挽方式存在于電路中，各負責正負半周的波形放大任務，電路工作時，兩只對稱的功率開關管每次只有一個導通，所以導通損耗小效率高。推挽輸出既可以向負載灌電流，也可以從負載抽取電流。缺點是：變壓器帶有中心抽頭，而且開關管的承受電壓較高；由于變壓器原邊漏感的存在，功率開關管關斷的瞬間，漏源極會產生較大的電壓尖峰，另外輸入電流的紋波較大，因而輸入濾波器的體積較大。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種全橋驅動裝置、超聲換能器及超聲系統，用于解決現有超聲換能器的推挽式驅動電路缺乏保護功能的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種全橋驅動裝置，所述全橋驅動裝置包括第一半橋驅動模塊和第二半橋驅動模塊；所述第一半橋驅動模塊輸出的第一驅動信號和所述第二半橋驅動模塊輸出的第二驅動信號驅動一超聲換能器；所述第一半橋驅動模塊包括：第一半橋驅動單元，將外部輸入的第一驅動脈沖信號轉換成第一高邊驅動信號和第一低邊驅動信號；第一功率驅動單元，與所述第一半橋驅動單元相連，將所述第一高邊驅動信號放大成第一高邊開關管驅動信號驅動第一高邊開關管，及將所述第一低邊驅動信號放大成第一低邊開關管驅動信號驅動第一低邊開關管；第一回差保護單元，采集所述第一高邊開關管或第一低邊開關管的第一工作電流信號，將所述第一工作電流信號轉換成第一回差保護信號，并將所述第一回差保護信號傳輸至所述第一半橋驅動單元，控制所述第一半橋驅動單元的回差；所述第一工作電流信號即為所述第一驅動信號；所述第二半橋驅動模塊包括：第二半橋驅動單元，將外部輸入的第二驅動脈沖信號轉換成第二高邊驅動信號和第二低邊驅動信號；第二功率驅動單元，與所述第二半橋驅動單元相連，將所述第二高邊驅動信號放大成第二高邊開關管驅動信號驅動第二高邊開關管，及將所述第二低邊驅動信號放大成第二低邊開關管驅動信號驅動第二低邊開關管；第二回差保護單元，采集所述第二高邊開關管或第二低邊開關管的第二工作電流信號，將所述第二工作電流信號轉換成第二回差保護信號，并將所述第二回差保護信號傳輸至所述第二半橋驅動單元，控制所述第二半橋驅動單元的回差；所述第二工作電流信號即為所述第二驅動信號。

于本實用新型的一實施例中，所述第一回差保護單元包括：第一采樣電阻，設置于所述第一低邊開關管的輸出端與地之間，采集所述第一高邊開關管或第一低邊開關管的第一工作電流信號；所述第一高邊開關管的輸出端與所述第一低邊開關管的輸出端串聯；第一阻容濾波器，與所述第一采樣電阻并聯，對所述第一工作電流進行濾波處理，輸出穩定的第一直流采樣信號；第一比例放大器，與所述第一阻容濾波器的輸出端相連，放大所述第一直流采樣信號；第一保護電路，與所述第一比例放大器的輸出端相連，包括第一保護時間配置單元，第一保護信號反饋單元；所述第一保護信號反饋單元的第一輸入端與所述第一比例放大器的輸出端相連，所述第一保護信號反饋單元的輸出端與所述第一半橋驅動單元的保護輸入端相連；所述第一保護時間配置單元連接于所述第一保護信號反饋單元的第一輸入端與第二輸入端之間。

于本實用新型的一實施例中，所述第一保護信號反饋單元的第一輸入端通過一二極管與所述第一比例放大器的輸出端相連，防止電流倒流。