[发明专利]微波肿瘤消融仪

权利要求书

1.一种微波肿瘤消融仪，包括微波发生装置(2)、驱动微波发生装置工作的电源(1)、将微波能量导向消融组织的消融针(3)以及用于检测消融组织附近温度的测温装置(6)，其特征在于，该微波肿瘤消融仪还包括：

阳极电流测量装置(4)，用于测量微波发生装置的阳极电流值；以及

模糊PID控制装置(5)，用于根据微波发生装置的阳极电流值产生控制信号，控制电源中的相控整流装置的相位角，使微波发生装置的阳极电流等于或接近设定值。

2.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于，所述模糊PID控制装置(5)包括：

用于将微波发生装置的阳极电流值与设定值比较获取电流误差的模块(51)；

用于计算所述电流误差的变化率的模块(52)；

用于将电流误差以及电流误差的变化率转换成相应的模糊值的模块(53)；

用于从模糊控制规则获取与电流误差的模糊值和电流误差变化率的模糊值相对应的△k_p、△k_i和△k_d的模糊值的模块(54)；

用于将△k_p、△k_i和△k_d的模糊值转换成精确值的模块(55)；

用△k_p、△k_i和△k_d的精确值计算整定参数值k_p、k_i和k_d的模块(56)；以及

用得到的整定参数值计算实际控制量u(k)的模块(57)；

所述△k_p、△k_i和△k_d分别为该时刻比例系数、积分系数和微分系数需要进行的调整量。

3.根据权利要求2所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述模糊控制规则中，电流误差以及电流误差的变化率分别包括NB、NM、NS、ZO、PS、PM和PB七种模糊值，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZO表示近零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大。

4.根据权利要求2所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述模糊控制规则中，△k_p、△k_i和△k_d分别包括NB、NM、NS、ZO、PS、PM和PB七种模糊值，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZO表示近零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大。

5.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述电源(1)的相控整流装置(11)包括降压变压器(111)、第一电压比较电路(112)、积分电路(113)和第二电压比较电路(114)，220V市电首先通过降压变压器降压到9V，9V的交流电通过第一电压比较电路与0V电压比较得到±12V的矩形波，该矩形波通过积分电路变成锯齿波，该锯齿波通过第二电压比较电路与一个给定的直流电平比较，输出一个相位可调的矩形波，所述给定的直流电平随所述模糊PID控制装置产生的控制信号的变化而变化。

6.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述电源的阳极高压电路采用全桥变换结构和串联谐振软开关电路，在开关回路中串联有由晶闸管和大电阻并联构成的并联支路，所述晶闸管与开关变压器的一个绕阻连接以控制电源启动时晶闸管处于关断状态电流通过所述大电阻流动、而电源工作稳定后晶闸管处于导通状态电流通过晶闸管流动。

7.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述电源的阳极高压电路采用芯片SG3525驱动控制，芯片SG3525的第2脚与微控制器连接以调节PWM波的占空比，芯片SG3525的第7脚和第8脚之间连接由电阻和电容构成的充放电电路以调节PWM波的频率。

8.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述电源的灯丝控制电路采用芯片L6599，在芯片L6599输出的两个PWM波之间插入了一个固定大小的死区时间，PWM波的占空比和死区时间固定，根据反馈信号改变PWM波的频率使输出电压稳定在3.3V。

9.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述测温装置包括K型热电偶和芯片MAX6675。

10.根据权利要求1所述的微波肿瘤消融仪，其特征在于：所述阳极电流测量装置包括由光耦芯片LOC211和两个运放芯片LM358构成的隔离电路。