[发明专利]全桥驱动装置/方法、超声换能器及超声系统

说明书

本发明提供一种全桥驱动装置/方法、超声换能器及超声系统，全桥驱动装置包括结构相同的第一半桥驱动模块和第二半桥驱动模块；第一半桥驱动模块包括：第一半桥驱动单元将外部输入的第一驱动脉冲信号转换成第一高边驱动信号和第一低边驱动信号；第一功率驱动单元将第一高边驱动信号放大成第一高边开关管驱动信号驱动第一高边开关管，及将第一低边驱动信号放大成第一低边开关管驱动信号驱动第一低边开关管；第一回差保护单元，控制第一半桥驱动单元的回差。本发明的全桥驱动装置或方法可应用于超声换能器，实现超声换能器的全桥驱动，而且驱动过程中的保护时间可以灵活设定，同时还具有带回差的功率保护功能。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种驱动电路，特别是涉及一种全桥驱动装置/方法、超声换能器及超声系统。

背景技术

超声换能器是一种既可以把电能转化为声能、又可以把声能转化为电能的装置。其工作原理是依据压电材料的正逆压电效应，利用逆压电效应产生超声波，即在压电材料上加上某种特定频率的交变正弦信号，材料就会随所加信号频率变化的机械形变，继而在周围介质中产生疏密相间的机械波，如果其振动频率在超声范围，这种机械波就是超声波。接收时，利用正压电效应把来自探测物的声信号变成电信号输出。例如，超声手术系统利用了超声换能器的逆压电效应，超声测试系统则利用了超声换能器的正逆压电效应。

超声换能器是超声手术系统中产生超声振动的关键部件，也是超声测试系统中产生并接收超声的部件，其驱动电路的性能对整个超声手术系统或超声测试系统有着至关重要的作用。而现有的超声换能器的驱动方法多采用推挽功率驱动方式。推挽驱动是两不同极性晶体管输出电路无输出变压器。是两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。缺点是：变压器带有中心抽头，而且开关管的承受电压较高；由于变压器原边漏感的存在，功率开关管关断的瞬间，漏源极会产生较大的电压尖峰，另外输入电流的纹波较大，因而输入滤波器的体积较大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全桥驱动装置/方法、超声换能器及超声系统，用于解决现有超声换能器的推挽式驱动电路缺乏保护功能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全桥驱动装置，所述全桥驱动装置包括第一半桥驱动模块和第二半桥驱动模块；所述第一半桥驱动模块输出的第一驱动信号和所述第二半桥驱动模块输出的第二驱动信号驱动一超声换能器；所述第一半桥驱动模块包括：第一半桥驱动单元，将外部输入的第一驱动脉冲信号转换成第一高边驱动信号和第一低边驱动信号；第一功率驱动单元，与所述第一半桥驱动单元相连，将所述第一高边驱动信号放大成第一高边开关管驱动信号驱动第一高边开关管，及将所述第一低边驱动信号放大成第一低边开关管驱动信号驱动第一低边开关管；第一回差保护单元，采集所述第一高边开关管或第一低边开关管的第一工作电流信号，将所述第一工作电流信号转换成第一回差保护信号，并将所述第一回差保护信号传输至所述第一半桥驱动单元，控制所述第一半桥驱动单元的回差；所述第一工作电流信号即为所述第一驱动信号；所述第二半桥驱动模块包括：第二半桥驱动单元，将外部输入的第二驱动脉冲信号转换成第二高边驱动信号和第二低边驱动信号；第二功率驱动单元，与所述第二半桥驱动单元相连，将所述第二高边驱动信号放大成第二高边开关管驱动信号驱动第二高边开关管，及将所述第二低边驱动信号放大成第二低边开关管驱动信号驱动第二低边开关管；第二回差保护单元，采集所述第二高边开关管或第二低边开关管的第二工作电流信号，将所述第二工作电流信号转换成第二回差保护信号，并将所述第二回差保护信号传输至所述第二半桥驱动单元，控制所述第二半桥驱动单元的回差；所述第二工作电流信号即为所述第二驱动信号。