本發(fā)明涉及高強(qiáng)聚焦超聲(HIFU，High Intensity Focused Ultrasound)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器及其溫度補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

高強(qiáng)聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)無創(chuàng)治療腫瘤的新技術(shù)，已被成功地用于臨床“消融”多種腫瘤。其機(jī)制是通過換能器把功率放大器提供的電能量轉(zhuǎn)換為超聲波束聚并集于靶區(qū)，使靶區(qū)組織的溫度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到65°以上，使得腫瘤細(xì)胞變性、壞死，從而達(dá)到熱消融治療腫瘤的目的。靶區(qū)溫度是由聚焦靶區(qū)的能量大小和作用時(shí)間長短導(dǎo)致的。

由于HIFU技術(shù)是將功率放大器提供的電能量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為超聲波的應(yīng)用，因此，功率放大器的性能影響著HIFU技術(shù)應(yīng)用的性能，同時(shí)，功率放大器也是HIFU設(shè)備的主要功耗部件之一，功率放大器在運(yùn)行工作中會產(chǎn)生大量的熱量，嚴(yán)重影響著功率放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)定性，然而，目前并沒有很好地解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)對HIFU設(shè)備的功率放大器的溫度補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器及其溫度補(bǔ)償方法，用于實(shí)現(xiàn)對功率放大器的溫度補(bǔ)償。

本發(fā)明第一方面提供一種應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器，包括：

上述功率放大器包括：

由場效應(yīng)管構(gòu)建，且用于對輸入信號進(jìn)行放大的功率放大模塊；

以及，用于檢測上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度的溫度檢測模塊；

以及，分別與上述功率放大模塊、上述溫度檢測模塊電氣連接的控制模塊，上述控制模塊基于單片機(jī)構(gòu)建；

上述控制模塊用于：基于上述溫度檢測模塊檢測到的溫度和預(yù)設(shè)的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，將上述場效應(yīng)管的柵極電壓調(diào)整為與上述溫度檢測模塊檢測到的溫度對應(yīng)的柵極電壓。

基于本發(fā)明第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述功率放大器還包括：補(bǔ)償二極管，上述補(bǔ)償二極管的正極與上述控制模塊電氣連接，上述補(bǔ)償二極管的負(fù)極與上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的柵極電氣連接。

基于本發(fā)明第一方面，或者本發(fā)明第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述功率放大器還包括：顯示模塊；

上述控制模塊還用于：通過上述顯示模塊輸出顯示上述溫度檢測模塊檢測到的溫度。

基于本發(fā)明第一方面，或者本發(fā)明第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述功率放大器還包括：

電流檢測模塊，用于檢測上述功率放大器中的各相的輸入電流；

上述控制模塊還用于：當(dāng)上述電流檢測模塊檢測出上述功率放大器中的任一相的輸入電流超過預(yù)設(shè)的門限電流時(shí)，斷開上述功率放大器的供電電源。

本發(fā)明第二方面提供一種溫度補(bǔ)償方法，應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器中，其中，上述功率放大器的功率放大模塊由場效應(yīng)管構(gòu)建，上述功率放大模塊用于對輸入信號進(jìn)行放大，上述溫度補(bǔ)償方法包括：

檢測上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度；

基于檢測到的上述溫度和預(yù)設(shè)的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，將上述場效應(yīng)管的柵極電壓調(diào)整為與當(dāng)前檢測到的溫度對應(yīng)的柵極電壓。

基于本發(fā)明第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述檢測上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度，之后還包括：

實(shí)時(shí)顯示檢測到的上述溫度。

基于本發(fā)明第二方面，或者本發(fā)明第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，上述方法還包括：

檢測上述功率放大器中的各相的輸入電流；

當(dāng)檢測出上述功率放大器中的任一相的輸入電流超過預(yù)設(shè)的門限電流時(shí)，斷開上述功率放大器的供電電源。

由上可見，本發(fā)明中預(yù)先擬合功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，并在功率放大器中增加基于單片機(jī)構(gòu)建的控制模塊以及用于檢測功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度的溫度檢測模塊，基于該溫度檢測模塊檢測到的溫度和該溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，調(diào)整功率放大模塊的場效應(yīng)管的柵極電壓，以此抵消由于溫度變化導(dǎo)致的該場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的漂移，實(shí)現(xiàn)了對該場效應(yīng)管的溫度補(bǔ)償。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的功率放大器的溫度補(bǔ)償方法一實(shí)施例流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例中對一種應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器進(jìn)行描述，請參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例中的功率放大器包括：

由場效應(yīng)管構(gòu)建，且用于對輸入信號進(jìn)行放大的功率放大模塊11；

以及，用于檢測功率放大模塊11的場效應(yīng)管的溫度的溫度檢測模塊12；

以及，分別與功率放大模塊11、溫度檢測模塊12電氣連接的控制模塊13，控制模塊13基于單片機(jī)構(gòu)建；

控制模塊13用于：基于溫度檢測模塊12檢測到的溫度和預(yù)設(shè)的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，將功率放大模塊11的場效應(yīng)管的柵極電壓調(diào)整為與溫度檢測模塊12檢測到的溫度對應(yīng)的柵極電壓。

本發(fā)明實(shí)施例中，可事先擬合上述場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)隨溫度變化的第一曲線和上述場效應(yīng)管的增益隨溫度變化的第二曲線，基于該第一曲線和第二曲線擬合出溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，其中，該溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線指示：在保證上述場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定在一允許浮動范圍內(nèi)的前提下，上述場效應(yīng)管處于不同溫度時(shí)對應(yīng)的柵極電壓。

可選的，在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，如圖2所示，功率放大器還包括：補(bǔ)償二極管14，補(bǔ)償二極管14的正極與控制模塊13電氣連接，補(bǔ)償二極管14的負(fù)極與功率放大模塊11的場效應(yīng)管的柵極電氣連接。其中，補(bǔ)償二極管14是一種 壓降隨著溫度變化反向變化的二極管，能夠粗略調(diào)節(jié)功率放大模塊11的場效應(yīng)管的柵極電氣。

可選的，在圖1或圖2所示功率放大器的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例中的功率放大器還包括：顯示模塊；控制模塊13還用于：通過上述顯示模塊輸出顯示溫度檢測模塊12檢測到的上述功率放大器的工作溫度。當(dāng)然，控制模塊13也可以通過上述顯示模塊顯示用戶交互界面和其它參數(shù)信息，以便于通過可視界面監(jiān)控和調(diào)整功率放大器的工作狀態(tài)。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中的功率放大器還提供過流保護(hù)功能，具體的，功率放大器還包括：電流檢測模塊，用于檢測上述功率放大器中的各相的輸入電流；控制模塊13還用于：當(dāng)上述電流檢測模塊檢測出上述功率放大器中的任一相的輸入電流超過預(yù)設(shè)的門限電流時(shí)，斷開上述功率放大器的供電電源。具體地，本發(fā)明實(shí)施例中，控制模塊13通過控制電源管理芯片實(shí)現(xiàn)對上述功率放大器的供電電源的打開和關(guān)閉。

由上可見，本發(fā)明中預(yù)先擬合功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，并在功率放大器中增加基于單片機(jī)構(gòu)建的控制模塊以及用于檢測功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度的溫度檢測模塊，基于該溫度檢測模塊檢測到的溫度和該溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，調(diào)整功率放大模塊的場效應(yīng)管的柵極電壓，以此抵消由于溫度變化導(dǎo)致的該場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的漂移，實(shí)現(xiàn)了對該場效應(yīng)管的溫度補(bǔ)償。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種溫度補(bǔ)償方法，應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器中，其中，上述功率放大器的功率放大模塊由場效應(yīng)管構(gòu)建，上述功率放大模塊用于對輸入信號進(jìn)行放大，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中的溫度補(bǔ)償方法包括：

步驟301，檢測上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度；

具體地，本發(fā)明實(shí)施例可通過溫度傳感器檢測上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度。

步驟302、基于檢測到的上述溫度和預(yù)設(shè)的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，將上述場效應(yīng)管的柵極電壓調(diào)整為與當(dāng)前檢測到的溫度對應(yīng)的柵極電壓；

本發(fā)明實(shí)施例中，可事先擬合上述場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)隨溫度變化的第一曲線和上述場效應(yīng)管的增益隨溫度變化的第二曲線，基于該第一曲線和第二曲線擬合出溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，其中，該溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線指示：在保證上述場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定在一允許浮動范圍內(nèi)的前提下，上述場效應(yīng)管處于不同溫度時(shí)對應(yīng)的柵極電壓。

本發(fā)明實(shí)施例中在功率放大器中增加單片機(jī)以進(jìn)行控制，單片機(jī)基于步驟301檢測上述功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度和預(yù)設(shè)的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，將上述場效應(yīng)管的柵極電壓調(diào)整為與當(dāng)前檢測到的溫度對應(yīng)的柵極電壓，以使得上述場效應(yīng)管的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定在一允許浮動范圍內(nèi)。

可選的，當(dāng)步驟301之后，實(shí)時(shí)顯示檢測到的上述場效應(yīng)管的溫度，以便于通過可視界面監(jiān)控和調(diào)整功率放大器的工作狀態(tài)。

可選的，本發(fā)明實(shí)施例中的功率放大器還提供過流保護(hù)功能，具體的，檢測上述功率放大器中的各相的輸入電流；當(dāng)檢測出上述功率放大器中的任一相的輸入電流超過預(yù)設(shè)的門限電流時(shí)，斷開上述功率放大器的供電電源。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的功率放大器可以如實(shí)施例一中的功率放大器。

由上可見，本發(fā)明中預(yù)先擬合功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，并在功率放大器中增加基于單片機(jī)構(gòu)建的控制模塊以及用于檢測功率放大模塊的場效應(yīng)管的溫度的溫度檢測模塊，基于該溫度檢測模塊檢測 到的溫度和該溫度-柵極電壓對應(yīng)關(guān)系曲線，調(diào)整功率放大模塊的場效應(yīng)管的柵極電壓，以此抵消由于溫度變化導(dǎo)致的該場效應(yīng)管靜態(tài)工作點(diǎn)的漂移，實(shí)現(xiàn)了對該場效應(yīng)管的溫度補(bǔ)償。

在上述實(shí)施例中，對各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實(shí)施例的相關(guān)描述。

以上為對本發(fā)明所提供的及一種應(yīng)用于HIFU設(shè)備的功率放大器及其溫度補(bǔ)償方法的描述，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。