具有改进型市电模块的手术装置的制造方法
【专利说明】具有改进型市电模块的手术装置发明领域
[0001]本发明涉及一种手术装置，具体涉及一种用于供应手术器械的RF手术装置。
[0002]发明背景
[0003]电手术装置通常包括从公共供电系统向装置供应电力的供电单元。
[0004]对此，DE 11 2009 001250T5公报公开了一种包括供电单元的装置，该供电单元包括用于使RF发生器通电的可调节转换器。设置RF发生器是为了实现不同RF输出电压波形的同时输出。作为替代方案，设置RF发生器是为了实现切断或凝固。该装置由具有用户界面的中心部件控制，其中，该中心部件控制供电单元和RF发生器。这样，供电单元可借由在RF电路中发生的事件进行控制，由此增加或降低电路的电压。为此，中心控制部件向供电单元发送相应的直流请求。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有改进型系统架构的电手术装置的概念。
[0006]利用根据权利要求1的电手术装置和根据权利要求15的控制方法，来实现该目的。
[0007]根据本发明的电手术装置借由升压转换器和下游供电单元提供了与用于负载(诸如，例如RF发生器)的市电电源电绝缘的操作电压。控制布置以控制的方式作用在升压转换器和供电单元上。升压转换器影响功率因素校正。设置升压转换器是为了从供电网络获取尽可能最接近的正弦电流并由该正弦电流(中间电路电压)生成直流电压。中间电路电压转换为用于供应负载(即，例如RF发生器)的电压。升压转换器由PFC控制电路控制。供电单元由操作控制电路控制。PFC控制电路和操作控制电路经由数字通讯接口彼此连接。PFC控制电路、供电单元和数字通讯接口一起形成控制布置。
[0008]操作控制电路主要的和首先的任务是对负载(即，例如RF发生器及其相关联的供电单元)进行控制。相反，PFC控制电路主要的和首先的任务是对升压转换器进行控制。优选地，PFC控制电流还可控制连接至中间电路电压的低电压供应单元(如，供电单元)。设置低电压供电单元是为了生成与电压供应网络电绝缘的低电压，例如，12V。
[0009]在PFC控制电路和操作控制电路之间的数字通讯接口允许在这两者之间进行数据交换，在这种情况下，PFC控制电路和操作控制电路自主操作。PFC控制电路包括:例如，优选地配置为可编程的微控制器或另一控制布置。这可包括可编程调节性能。这可包括可编程瞬态响应、可调节功率极限、以及部件的欠压检测和开关。根据输入电压可开关的部件具体为升压转换器的电感存储元件。欠压检测、过压检测、过流检测等可用于生成信号。
[0010]数字通讯接口使PFC控制电路通过信号(事件信号)的传输向操作控制电路报告这类事件(欠压、过压、过流等)。如此，可以例如在中间电路电压明显下降之前通知操作控制电路市电电源发生故障。作为响应，例如，可切断所有较大的耗电器(负载、显示器、风扇等)，使用剩余电能将数据保存在例如中间电路的缓冲电容器上，并且将主动控制器转换为定义的非操作模式。
[0011]PFC控制电路和操作控制电路优选地设计为空间隔开。这样，它们可安装在板上或者还可设置在不同的部件中。PC控制电路与操作控制电路的空间性和功能性分离实现了PFC控制电路的简单电隔离并且使PFC控制电路尤其改变对增压转换器以及潜在地对低电压供电单元的控制任务，而操作控制电路可鉴于负载和供电单元的控制进行优化。因此，可将PFC控制电路和操作控制电路提供为例如用于各种应用和电源类的模块，并且可通过数字通讯接口单独连接。这利用标准化模块为用于各种任务的各种供电单元的组装创造了简单改变和设计选项。
[0012]负载可为可以不同功耗在不同操作模式下操作的RF发生器。例如，用于切断操作的负载的功耗和由所述负载生成的RF电压通常大于用于凝固操作的负载的功耗和由所述负载生成的RF电压。操作控制电路可控制负载(即，RF发生器)以触发不同的操作模式。同时，操作控制电路能使供电单元变为不同的操作模式，在该模式下，例如，供电单元调节为不同的所需电压(例如，5V……250V，取决于是执行凝固操作还是切断操作)。同时(或预先)，控制电路可向PFC控制电路输出信号以将所述电路变为不同的瓦数。这样，避免或者明显缩短了为了将中间电路电压维持在恒定电平而发生负载激增的情况下会发生的调节过程。这样，PFC控制电路可以预期的方式得到控制。尤其，如果操作控制电路配置为在切换操作模式之前经由数字通讯接口向PFC控制电路输出信号以便将所述控制电路调节至负载的即将变动功耗，那么这是很有利的。这样，可确保实际上提供了启动切断操作所需的电能并使其在中间电路中可用。
[0013]如前面所提到的，PFC控制电路可另外控制电位分离DC-DC转换器。优选地，该转换器可配置为阻流转换器。此外，优选地，该阻流转换器包括同步整流器。PFC控制电路可控制阻流转换器的初级侧电子开关以及同步整流器。通过在PFC控制电路中沉积适当的特性和定时图，可使阻流转换器和连接的同步整流器在宽负载范围内操作，提高了效果，另夕卜，可实现在零电流交叉的事件下安全切换电子初级侧开关。这对同步整流器的电子开关同样适用。
[0014]在本文的方法中，操作控制电路可在负载变化之前经由通讯接口向PFC控制电路发送信号以将升压转换器的操作改为负载的即将功率变动要求。这改善了供电单元和RF发生器或任何其它连接至供电单元的负载的操作行为。同样，例如，在不产生测得数据、设置和参数的任何损失的情况下，可向操作控制电路报告在升压转换器中得到的数据，以影响手术装置的有序掉电。
[0015]在静止操作模式下，可经由低电压供电单元向PFC控制电路28供应操作电压。然而，后一个供电单元自身由PFC控制电路控制，从而，为了加速上电或实现上电，可提供启动电路。优选地，所述启动电路包括至少一个电子开关，该电子开关清理从DC中间电路到PFC控制电路的操作电压输入的阻性电流通路，直到低电压供应单元可靠地供应操作电压。一旦发生这种情况，启动电路变为无效。因此，最大程度地减少了在其通往临时电源的电流通路上的欧姆损失。
附图简介
[0016]有益实施例的其它细节为本说明书或从属权利要求和附图的主题，在图中:
[0017]图1是用于使手术器械通电的综合图示示意图；
[0018]图2是图1所示手术装置的电路块图；
[0019]图3至图6是图1和图2所示手术装置的部件的电路示意图。
【具体实施方式】
[0020]图1示出了用于使手术器械11通电的手术装置10。器械11可为用于开腹手术的器械，或者可为用于腹腔镜检查的器械。如图所示，该器械可为单极的，在这种情况下，必须将中性电极12附着至患者或治疗对象。器械11还可是双极的。在这种情况下，不需要中性电极12，并且器械11经由双线线路供电。器械11和中性电极12经由线路13、14连接至手术装置10以便获得电流供电和可选的其它介质(诸如，例如冲洗流体)。
[0021]为了使器械11通电，手术装置10包括:例如，在图2的电路块图中可见的RF发生器15。结合位于电路中的患者的连接器械11，所述发生器形成电力负载16。操作该负载16所需的电力来自供电网络17，手术装置10经由电力电缆17a连接至该供电网络17。在负载16 (或发生器15)和经由电力电缆17a连接的供电网络17之间，插入有为负载16提供必要的操作电压和必要的操作电流的供电部18。另外，供电部18实现了负载16和供电网络17之间的电隔离。
[0022]图2示出了手术装置10的主要组件。供电部18包括用于功率因素校正的升压转换器19。升压转换器19经由电力电缆17a从供电网络17获取电流并且向DC中间电路20通入所需强度的直流电压，该直流电压优选地大于所供市电电压的峰值(例如，400V)。连接至DC中间电路20的是供电单元21，该供电单元21设置用于向负载16供应适当的电压，所述电压优选地可在例如5至250伏特的宽调节范围内调节。
[0023]图5示意性地示出了供电单元21。供电单元21包括变压器22，该变压器22设置为进行电隔离并因此将供电部18分配给承载市电电压的第一市电侧区域23以及与市电电压分开的患者侧第二区域24。区域23和区域24包括供电部18和控制布置25。
[0024]供电部18至少可选地包括:例如低电压供电单元26，该低电压供电单元26连接至在输入侧的DC中间电路20并且使其输出27处具有适当的低电压12V。图4单独示出了低电压供电单元26。低电压供电单元26还包括用于电隔离的变压器，从而使低电压供应单元26的一部分和供电单元21的一部分属于市电侧区域23，并且使其余部分属于患者侧区域24。
[0025]上述情况也适用于控制布置25。控制布置25包