[发明专利]基于有功功率调谐的超声手术设备及确定谐振频率的方法

权利要求书

1.一种基于有功功率调谐的超声手术设备，包括超声换能器以及连接于超声换能器的手术端，所述超声换能器用于产生高频振动并传递至手术端；其特征在于：所述超声手术设备还包括电源转换电路、主控电路以及有功功率采样电路；

所述电源转换电路，其控制端与主控电路连接，用于接收主控电路输入的PWM控制信号，并根据PWM控制信向超声换能器输出对应的交流电以驱动超声换能器工作；

所述有功功率采样电路，其采样输出端与主控电路连接，用于采集超声换能器的实时有功功率信号并将有功功率信号输出至主控电路；

所述主控电路，其信号输入端与有功功率采样电路的采样输出端连接，用于接收有功功率采样电路输出的有功功率信号，并从接收到的实时有功功率信号中找出最大实时有功功率值；将最大实时有功功率值所对应PWM控制信号的频率作为超声换能器的谐振频率；向电源转换电路输出频率与谐振频率相等的PWM控制信号，以驱动超声换能器工作在谐振状态。

2.根据权利要求1所述基于有功功率调谐的超声手术设备，其特征在于：所述电源转换电路，具体用于根据PWM控制信号将输入至电源转换电路的直流电转换成交流电，并向超声换能器输出交流电以驱动超声换能器工作。

3.根据权利要求2所述基于有功功率调谐的超声手术设备，其特征在于：所述电源转换电路包括BUCK电路和逆变器；

所述BUCK电路，其输入端输入直流电，其控制输入端与主控电路连接，用于接收主控电路输出的占空比可调的PWM控制信号，根据该PWM控制信号将输入的直流电进行DC-DC转换，输出功率可调的直流电至逆变器；

所述逆变器，其输入端与BUCK电路的输出端连接，其控制端与主控电路连接，用于接收主控电路输出的占空比和频率均可调的PWM控制信号，并将BUCK电路输出的直流电转换成交流电并输出至超声换能器。

4.根据权利要求3所述基于有功功率调谐的超声手术设备，其特征在于：所述电源转换电路还包括电感调谐电路；

所述电感调谐电路，其输入端与逆变器的输出端连接，用于将逆变器输出的交流电进行调谐处理，并将调谐处理后的交流电输出至超声换能器。

5.根据权利要求4所述基于有功功率调谐的超声手术设备，其特征在于：所述电源转换电路还包括变压器，所述变压器的输入端与逆变器的输出端连接，用于将逆变器输出的交流电进行变压处理，并将变压处理后的交流电输出至电感调谐电路。

6.根据权利要求1所述基于有功功率调谐的超声手术设备，其特征在于：所述超声手术设备还包括整流电路，所述整流电路用于将市电转换成直流电并输出至电源转换电路。

7.一种基于有功功率确定超声换能器谐振频率的方法，所述超声换能器连接于超声手术设备的手术端，用于产生高频振动并传递至手术端，其特征在于：所述方法包括：

主控电路向电源转换电路的控制端输出PWM控制信号，根据PWM控制信号向超声换能器输出对应的交流电以驱动超声换能器工作；

主控电路接收有功功率采样电路发送来的其对超声换能器的实时有功功率进行采样值；

主控电路从接收到的实时有功功率的采样值中找出最大实时有功功率值，并将最大实时有功功率值所对应PWM控制信号的频率作为超声换能器的谐振频率。

8.根据权利要求7所述基于有功功率确定超声换能器谐振频率的方法，其特征在于：所述主控电路控制电源转换电路根据PWM控制信号向超声换能器输出对应的交流电包括：

主控电路控制电源转换电路根据PWM控制信号将输入至电源转换电路的直流电转换成交流电，并向超声换能器输出交流电以驱动超声换能器工作。