电外科发生器的制造方法

电外科发生器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电外科发生器。本实用新型致力于降低谐振逆变器的成本和复杂性并且提高谐振逆变器的性能。本实用新型的一个实施例涉及一种电外科发生器，其包括配置为输出能量的储能回路和配置为驱动该储能回路的H桥。该发生器还包括扼流圈。该扼流圈扼制由该H桥产生的共模电流，并且为该储能回路提供漏电感。本实用新型能够降低谐振逆变器的成本和复杂性并且提高谐振逆变器的性能。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本公开涉及使用相移全桥谐振逆变器的射频放大器。具体来说，本公开致力于降 低谐振逆变器的成本和复杂性并且提高谐振逆变器的性能。 电外科发生器

【背景技术】
[0002] 基于能量的组织治疗（Energy-based tissue treatment)是本领域中公知的。各 种类型的能量（例如，电、超声、微波、低温、热、激光等）施加到组织以实现期望的结果。电 外科包括将高射频电流施加到手术部位以切割，烧蚀，凝结或封闭组织。源电极或有源电极 将射频能量从电外科发生器传送到组织，并且返回电极承载该电流返回到发生器。在单极 电外科中，源电极通常是由外科医生手持的外科器械的一部分，并且施加到要治疗的组织， 返回电极位置远离有源电极，以承载电流返回到发生器。在双极电外科中，手持器械的电极 之一用作有源电极，另一个电极用作返回电极。
[0003] 图1是现有技术的电外科发生器的一个例子，其使用相移全桥谐振逆变器产生进 行电外科过程所需的电外科能量。发生器100包括谐振逆变器电路102和脉冲宽度调制 (PWM)控制器108。谐振逆变器电路102包括Η桥104和LCLC储能回路（tank) 106。然而， 在电外科发生器100中，FET Q1、Q2、Q3和Q4的跃迁可以感生共模电流，该共模电流在谐振 逆变器电路102中循环，引起电外科发生器100的电磁相容性（EMC)问题。 实用新型内容
[0004] 本说明书会使用短语"在一个实施例中"、"在多个实施例中"、"在一些实施例中" 或者"在其他实施例中"，它们每个表示根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。 在本说明书中，"A/B"形式的短语表示A或B。在本说明书中，"A和/或B"形式的短语表 示"㈧、⑶或（A和B)"。在本说明书中，"A、B或C中的至少一个"形式的短语表示"㈧、 (B)、（C)、（A 和 B)、（A 和 C)、（B 和 C)或（A、B 和 C) "。
[0005] 术语"发生器"在本文中使用时可以指能够提供能量的装置。这种装置可以包括 功率源和能够调整功率源输出的能量的电路，从而输出具有期望的强度、频率和/或波形 的能量。本文描述的系统还使用一个或多个控制器来接收各种信息并且转换接收到的信息 以产生输出。该控制器可以包括任何类型的计算装置、计算电路或者能够执行存储在存储 器中的一系列指令的任何类型的处理器或处理电路。该控制器可以包括多个处理器和/或 多核中央处理单元（CPU)，并且可以包括任何类型的处理器，如微处理器、数字信号处理器、 微控制器等。该控制器还可以包括存储器，用于存储数据和/或算法以执行一系列指令。
[0006] 本文描述的任何数据和/或算法可以包含在一个或多个机器可读的介质或存储 器中。术语"存储器"可以包括提供（例如，存储和/或发送）处理器、计算机或数字处理 器等机器可读取的形式的信息的机构。例如，存储器可以包括只读存储器（ROM)、随机访问 存储器（RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置或者任何其他易失性或非易失性存储 装置。包含在其中的代码或指令可以由载波信号、红外信号、数字信号或者由其他类似信号 来体现。
[0007] 本实用新型致力于降低谐振逆变器的成本和复杂性并且提高谐振逆变器的性能。
[0008] 在本公开的一方面，一种电外科发生器包括配置为输出能量的储能回路和配置为 驱动该储能回路的Η桥。该发生器还包括扼流圈。该扼流圈配置为扼制由该Η桥产生的共 模电流，并且为该储能回路提供漏电感。
[0009] 该扼流圈包括具有中心构件的芯、缠绕该中心构件的初级绕组和缠绕该中心构件 的次级绕组。初级绕组和次级绕组可以包括10至15匝。初级绕组以第一方向缠绕，而次 级绕组以与第一方向相反的第二方向缠绕。初级绕组和次级绕组之间的距离确定扼流圈的 漏电感。
[0010] 在本公开的另一方面，扼流圈包括具有第一中心构件的第一半芯和具有第二中心 构件的第二半芯。围绕第一中心构件设置有第一线筒，围绕第二中心构件设置有第二线筒。 围绕第一线筒设置有初级绕组，围绕第二线筒设置有次级绕组。
[0011] 初级绕组和次级绕组可以包括10至15匝。初级绕组以第一方向缠绕，而次级绕 组以与第一方向相反的第二方向缠绕。初级绕组和次级绕组之间的距离确定扼流圈的漏电 感。初级绕组和次级绕组之间的距离是可调的。
[0012] 在本公开的另一个实施例中，提供一种调节扼流圈的漏电感的方法。该扼流圈包 括具有第一中心构件的第一半芯、具有第二中心构件的第二半芯、围绕第一中心构件设置 的第一线筒、围绕第二中心构件设置的第二线筒、围绕第一线筒设置的初级绕组和围绕第 二线筒设置的次级绕组。在该方法中，改变初级绕组和次级绕组之间的距离以调节漏电感。 可以通过相对于第二线筒移动第一线筒来改变该距离。
[0013] 本实用新型能够降低谐振逆变器的成本和复杂性并且提高谐振逆变器的性能。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征及优点将变得更 加明显，其中：
[0015] 图1是现有技术的电外科发生器的示意图；
[0016] 图2是根据本公开一实施例的电外科发生器的不意图；
[0017] 图3是根据本公开一实施例的共模扼流圈的视图；以及
[0018] 图4是根据本公开另一实施例的共模扼流圈的视图。

【具体实施方式】
[0019] 下面参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅是本 公开的例子，并且可以用各种形式来体现。不具体描述公知的功能或构造以免本公开被不 必要的细节遮盖。因此，在此公开的特定结构和功能的细节不应被解释为限制性的，而仅应 被解释为权利要求的基础和用于教导本领域的技术人员以任何适当的具体结构不同地利 用本公开的代表性基础。在所有对附图的描述中相同的附图标记可以表示类似或相同的要 素。
[0020] 本公开涉及一种采用具有LCLC储能回路拓扑结构和Η桥的相移全桥谐振逆变器 的电外科发生器。在本公开一实施例中，该谐振逆变器使用共模（CM)扼流圈作为谐振部 件。该CM扼流圈扼制由Η桥产生的CM电流。该CM扼流圈还充当能量存储元件，以减少该 电外科发生器中部件的数目。
[0021] 参考图2,根据本实用新型一实施例的电外科发生器被一般性地示出为200。发 生器200包括适当的输入控制件（例如，按钮、启动器、开关、触摸屏等），用于控制发生器 200。另外，发生器200可包括一个或多个显示屏（未示出），用于向用户提供各种输出信 息（例如，强度设置、治疗完成指示等）。这些控制件允许用户调节RF能量的功率、波形以 及最大允许电弧能量水平，以根据期望的组织效果和其他参数进行改变，从而实现适合于 具体任务（例如，凝结、组织封闭、强度设置等）的期望波形。可连接到发生器200的器械 (未示出）还可以包括与发生器200的某些输入控制件重复的多个输入控制件。将这些输 入控制件置于器械处可以在外科过程期间更容易且更快速地调整RF能量参数而不需要与 发生器200互动。
[0022] 发生器200可以包括多个连接器以适应各种类型的电外科器械。此外，通过包括 切换机构（例如，继电器）以在连接器之间切换RF能量的供应，发生器200可以以单极模 式或双极模式工作。
[0023] 发生器200包括谐振逆变器电路202和脉冲宽度调制（PWM)控制器204。谐振逆 变器电路202包括具有FET Ql、Q2、Q3和Q4的Η桥206和储能回路208。PWM控制器204 包括处理器210和存储器212。
[0024] 在谐振逆变器电路202中，Η桥206被施加正的高电压直流（+HVDC)。由有源FET 开关Ql、Q2、Q3和Q4驱动全桥结构中的储能回路208。如图2中所示，PWM控制器208向 FET开关Ql、Q2、Q3和Q4提供相移PWM定时信号。FET Q1和Q2向储能回路208提供电压 VS1，FET Q3和Q4向储能回路208提供电压VS2。
[0025] 储能回路208经由有源端子214向器械（未示出）输出电外科能量。具体来说， 有源端子214提供连续的或者脉冲化的正弦波形的高RF能量。有源端子214配置为提供 具有各种占空比、峰值电压、峰值因数（crest factor)和其他适当参数的多个波形。有些 类型的波形适合于特定的电外科模式。例如，有源端子214可以以切割方式提供100%占 空比正弦波形，其最适合于烧蚀、熔化和解剖组织，还可以以凝结方式提供1-25%占空比波 形，其最适用于烧灼组织以停止流血。
[0026] 返回端子216耦接到返回垫（未示出），用于单极过程。作为选择，返回端子216 电耦接到器械上的返回电极（未示出）。
[0027] 为了扼制由FET开关Q1、Q2、Q3和Q4的跃迁产生的CM电流，储能回路208包括CM 扼流圈218。CM扼流圈传输差模电流，相等但是相反的电流，同时阻挡CM电流，相等并且相 位相同的电流。该CM扼流圈传输储能回路208中的差模电流，并且扼制CM电流。图3示 出根据本公开一实施例的CM扼流圈218的示意图。如图3中所示，CM扼流圈218包括谐 振部件U和L 2。谐振部件U和L2代替图1中所示的现有技术发生器结构中作为能量存储 元件的谐振部件L s，以减少电外科发生器200中部件的数目。因此，CM扼流圈218包括储 能回路208中所需的差模电感，并且CM扼流圈218的互感扼制CM电流。
[0028] 如图3中所示，CM扼流圈218包括铁氧体芯220,如可从FERR0XCUBE(以前是Yageo 公司的Philips Components公司分部）获得的PQ2625 FERROXCUBE?铁氧体芯。初 级绕组222和次级绕组224缠绕芯220的中心部分226。初级绕组222和次级绕组224二 者都包括10-15匝，匝之间的间隙可以忽略。初级绕组222以第一方向（例如，左手方向） 缠绕中心构件226,次级绕组224以与初级绕组222相反的第二方向（例如，右手方向）缠 绕中心构件226。初级绕组222和次级绕组224间隔距离"d"。距离"d"确定CM扼流圈 218的漏电感。距离"d"越大，漏电感越大。
[0029] 图4是根据本公开的另一个实施例的CM扼流圈300的视图。CM扼流圈300包括由 两个分开的半芯302a和302b制成的铁氧体芯302。铁氧体芯302可以是工业标准的芯，如 来自FERR0XCUBE的PQ2625。半芯302a包括具有圆筒形构件或线筒306的中心构件304a。 半芯302b也包括具有圆筒形构件或线筒308的中心构件304b。线筒306和308可以在平 行于由中心构件304a和304b限定的轴线"X"的纵向上移动。
[0030] 初级绕组310设置在线筒306周围。初级绕组306包括10-15阻，匝之间的间隙可 以忽略，并且以第一方向缠绕。次级绕组312设置在线筒308周围。次级绕组也包括10-15 匝，匝之间的间隙可以忽略，并且以与初级绕组的方向相反的第二方向缠绕。如上所述，初 级绕组和次级绕组之间的距离"d"确定CM扼流圈的漏电感。在CM扼流圈300中，距离"d" 可以通过相对于彼此移动线筒306和308来调节，从而改变距离"d"。通过调节距离"d"， 可以增加或减小漏电感。
[0031] 应当理解，以上描述仅对本公开的说明。在不偏离本公开的情况下，本领域的技术 人员可以想到各种替换和修改。因此，本公开意图涵盖所有这种替换、修改和变化。参照附 图描述的实施例仅是为了说明本公开的某些例子。与以上的描述本质上相同的和/或在所 附权利要求内的其他要素、步骤、方法和技术也意图在本公开的范围内。
【权利要求】
1. 一种电外科发生器，包括： 储能回路，被配置为输出能量； Η桥，被配置为驱动所述储能回路；以及 扼流圈，被配置为扼制由所述Η桥产生的共模电流，并且为所述储能回路提供漏电感。
2. 根据权利要求1所述的电外科发生器，其中所述扼流圈包括： 具有中心构件的芯； 缠绕所述中心构件的初级绕组；以及 缠绕所述中心构件的次级绕组。
3. 根据权利要求2所述的电外科发生器，其中所述初级绕组包括10至15匝。
4. 根据权利要求2所述的电外科发生器，其中所述次级绕组包括10至15匝。
5. 根据权利要求2所述的电外科发生器，其中所述初级绕组以第一方向缠绕。
6. 根据权利要求5所述的电外科发生器，其中所述次级绕组以与所述初级绕组的第一 方向相反的第二方向缠绕。
7. 根据权利要求2所述的电外科发生器，其中所述初级绕组和所述次级绕组之间的距 离确定所述扼流圈的漏电感。
8. 根据权利要求1所述的电外科发生器，其中所述扼流圈包括： 具有第一中心构件的第一半芯； 具有第二中心构件的第二半芯； 围绕所述第一中心构件设置的第一线筒； 围绕所述第二中心构件设置的第二线筒； 围绕所述第一线筒设置的初级绕组；以及 围绕所述第二线筒设置的次级绕组。
9. 根据权利要求8所述的电外科发生器，其中所述初级绕组包括10至15匝。
10. 根据权利要求8所述的电外科发生器，其中所述次级绕组包括10至15匝。
11. 根据权利要求8所述的电外科发生器，其中所述初级绕组以第一方向缠绕。
12. 根据权利要求11所述的电外科发生器，其中所述次级绕组以与所述初级绕组的第 一方向相反的第二方向缠绕。
13. 根据权利要求7所述的电外科发生器，其中所述初级绕组和所述次级绕组之间的 距离确定所述扼流圈的漏电感。
14. 根据权利要求13所述的电外科发生器，其中所述初级绕组和所述次级绕组之间的 距离是可调的。
【文档编号】H02P13/10GK203851055SQ201420115503
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】J·H·约翰逊, J·A·吉尔伯特 申请人:柯惠有限合伙公司