本實用新型涉及醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種提高手術(shù)設(shè)備使用安全性的高頻手術(shù)設(shè)備控制系統(tǒng)電磁兼容性優(yōu)化電路。

背景技術(shù)：

隨著電子、信息技術(shù)在醫(yī)用電氣設(shè)備中的廣泛應(yīng)用以及新的通信技術(shù)(如個人通訊系統(tǒng)、蜂窩電話等)在社會生活各領(lǐng)域的迅速發(fā)展，醫(yī)用電氣設(shè)備使用時所處的電磁環(huán)境日益復(fù)雜。一方面，醫(yī)用電氣設(shè)備在使用過程中可能受到周圍電氣設(shè)備等電磁能發(fā)射的干擾，造成對患者的傷害；另一方面如果醫(yī)用電氣設(shè)備電磁兼容性指標(biāo)達不到要求，因其自身也會發(fā)射電磁能，可能影響無線電通訊業(yè)務(wù)和周圍其他設(shè)備的正常運行。

醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，如肛腸綜合治療儀、高頻電刀、高頻扁桃體手術(shù)器、內(nèi)窺鏡高頻手術(shù)器、高頻息肉手術(shù)器、高頻痔瘡治療儀和高頻五官科電熨器等等，由于醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備在使用過程中關(guān)系著病人們的生命安全，故其穩(wěn)定性尤其重要。如果醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備的EMC性能(電磁兼容性)設(shè)計不當(dāng)，很容易造成設(shè)備的失靈、失控和失效，給患者的手術(shù)帶來安全隱患，也危害醫(yī)護人員的健康。目前的醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備的EMC性能還有待進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決上述技術(shù)問題，提供一種高頻手術(shù)設(shè)備控制系統(tǒng)電磁兼容性優(yōu)化電路，其能滿足EMC輻射、抗擾度的各項測試，提高醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。

本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：本實用新型包括單片機單元、按鍵單元、顯示單元、取樣單元、功率調(diào)整單元、信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元和功率輸出單元及分別控制信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元和功率輸出單元的工作電壓的通斷電的開關(guān)單元，信號發(fā)生單元經(jīng)功率驅(qū)動單元和功率輸出單元的輸入端相連，取樣單元的輸入端和所述的功率輸出單元的輸出端相連，按鍵單元、取樣單元的輸出端分別和單片機單元的輸入端相連，單片機單元的輸出端分別和顯示單元、功率調(diào)整單元的輸入端及開關(guān)單元的控制端相連，功率調(diào)整單元的輸出端和所述的功率輸出單元相連。通過按鍵單元進行相關(guān)參數(shù)設(shè)定，顯示單元顯示工作狀態(tài)和各參數(shù)。信號發(fā)生單元輸出高頻信號源，經(jīng)功率驅(qū)動單元的放大，增大驅(qū)動力，驅(qū)動功率輸出單元的輪流導(dǎo)通，輸出高頻電流信號給高頻手術(shù)設(shè)備。取樣單元對功率輸出單元輸出的高頻電流信號進行采集，并輸送給單片機單元，單片機單元對設(shè)定的參數(shù)和采集到的參數(shù)進行綜合分析，經(jīng)過處理后輸出控制信號給功率調(diào)整單元，功率調(diào)整單元經(jīng)過處理再輸出信號給功率輸出單元。功率調(diào)整單元是為功率輸出單元提供工作電源的，隨按鍵單元的設(shè)定進行高低變換使功率輸出單元的工作電源保持穩(wěn)定，從而保證功率輸出單元工作穩(wěn)定，輸出的功率也穩(wěn)定，波動少，降低輻射。通過單片機單元控制開關(guān)單元中各開關(guān)的開閉，當(dāng)高頻手術(shù)設(shè)備待機時，切斷信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元和功率輸出單元的工作電源，使信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元、功率輸出單元均處于工作關(guān)閉狀態(tài)，極大地降低了待機時的電磁輻射，滿足電磁兼容測試項目中的RE(輻射)測試；也可應(yīng)治療之需，使信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元和功率輸出單元馬上通電，瞬時響應(yīng)，快速輸出手術(shù)治療所需的高頻功率，有效減少了非預(yù)期的電磁輻射。本技術(shù)方案有效降低輻射、提高抗擾度，使高頻手術(shù)設(shè)備的電磁兼容性能顯著提升，提高醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。

作為優(yōu)選，所述的高頻手術(shù)設(shè)備控制系統(tǒng)電磁兼容性優(yōu)化電路包括報警單元，報警單元的控制端和所述的單片機單元相連。單片機單元對設(shè)定的參數(shù)和取樣單元采集到的參數(shù)進行綜合分析，如果兩者達到一致，則輸出控制信號啟動報警單元，提示醫(yī)護人員功率輸出單元輸出的高頻信號已滿足要求，可進行手術(shù)治療了。使用更加方便。

作為優(yōu)選，所述的取樣單元包括互感器T2、橋堆B1、電容C9、電解電容E2和電阻R3，互感器T2的初級線圈的一端和所述的功率輸出單元的輸出端相連，互感器T2的初級線圈的另一端輸出高頻電流信號，互感器T2的次級線圈的兩端分別和橋堆B1的兩個輸入端相連，橋堆B1的一個輸出端接地，橋堆B1的另一個輸出端，一路和所述的單片機單元的A/D取樣輸入端相連，另一路經(jīng)電容C9、電解電容E2和電阻R3的并聯(lián)電路接地?；ジ衅鞲袘?yīng)功率輸出單元輸出的高頻電流信號，將高頻電流轉(zhuǎn)化成電壓信號，經(jīng)橋堆整流再輸送給單片機單元的A/D取樣輸入端。

作為優(yōu)選，所述的功率調(diào)整單元包括電源調(diào)整芯片U4，電源調(diào)整芯片U4采用TL494芯片；電源調(diào)整芯片U4的2腳既和單片機單元的輸出端相連又經(jīng)電容C15和電阻R6的并聯(lián)電路接地，電源調(diào)整芯片U4的4腳、7腳、9腳、13腳及16腳均接地，電源調(diào)整芯片U4的5腳經(jīng)電容C16接地，電源調(diào)整芯片U4的6腳經(jīng)電阻R7接地，電源調(diào)整芯片U4的8腳和電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端和電阻R4的一端、穩(wěn)壓管D5的正極及MOS管Q5的柵極相連，電阻R4的另一端、穩(wěn)壓管D5的負(fù)極及MOS管Q5的源極均接電壓POWER，電壓POWER經(jīng)電解電容E3、電容C13和電容C14的并聯(lián)電路和二極管D6的正極相連，MOS管Q5的漏極既和二極管D6的負(fù)極相連又和電感L2的一端相連，電感L2的另一端既接電壓VDD又經(jīng)電解電容E4和電容C18的并聯(lián)電路和二極管D6的正極相連，二極管D6的正極經(jīng)電阻R11接地，電壓VDD經(jīng)電阻R9和電阻R10的串聯(lián)電路接地，電阻R9與電阻R10的連接點和電源調(diào)整芯片U4的1腳相連，電源調(diào)整芯片U4的15腳，一路經(jīng)可變電阻W2和二極管D6的正極相連，另一路經(jīng)電阻R8和電源調(diào)整芯片U4的14腳相連，電源調(diào)整芯片U4的13腳和12腳之間連接有電容C17，電源調(diào)整芯片U4的12腳接+12V電壓。這里的電壓POWER指來自外加的直流80V電壓，通過功率調(diào)整單元將80V電壓調(diào)整成0～60V電壓，即電壓VDD，而電壓VDD也就是功率輸出單元的工作電源。功率調(diào)整單元是為功率輸出單元提供工作電源的，該工作電源通過按鍵單元進行設(shè)定，經(jīng)單片機單元處理，再輸出信號給電源調(diào)整芯片U4，電源調(diào)整芯片U4通過取樣電阻R9和取樣電阻R10獲知功率輸出單元的工作電源的實際輸出，將兩者進行比對，電源調(diào)整芯片U4做出閉環(huán)反饋，隨設(shè)定進行高低變換后保持功率輸出單元的工作電源穩(wěn)定，從而保證功率輸出單元的工作穩(wěn)定，同時輸出的功率也穩(wěn)定，波動少，也降低輻射。

作為優(yōu)選，所述的信號發(fā)生單元包括分頻器U2，分頻器U2采用SN74HC161分頻器；所述的開關(guān)單元包括電子開關(guān)S1；分頻器U2的1腳、7腳、9腳、10腳及16腳均經(jīng)和電子開關(guān)S1的一端相連，電子開關(guān)S1的另一端接+5V電壓，分頻器U2的1腳經(jīng)電容C1接接地端GND1，分頻器U2的7腳、2腳分別和有源晶振JZ的4腳、3腳相連，有源晶振JZ的2腳接接地端GND1，分頻器U2的8腳和16腳之間連接有電容C2，分頻器U2的12腳和所述的功率驅(qū)動單元的輸入端相連。電子開關(guān)S1可采用三極管、繼電器或光耦實現(xiàn)。本技術(shù)方案輸出精確度高、穩(wěn)定性好的高頻信號源。

作為優(yōu)選，所述的功率驅(qū)動單元包括MOS驅(qū)動器U1，MOS驅(qū)動器U1采用TC4420驅(qū)動器；所述的開關(guān)單元包括電子開關(guān)S2；MOS驅(qū)動器U1的1腳和所述的信號發(fā)生單元的輸出端相連，MOS驅(qū)動器U1的3腳，一路經(jīng)電子開關(guān)S2接+15V電壓，另一路和穩(wěn)壓管D1的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管D1的正極接接地端GND1，電容C3、電容C4及電解電容E1和穩(wěn)壓管D1并聯(lián)，MOS驅(qū)動器U1的2腳及4腳均接接地端GND1，MOS驅(qū)動器U1的5腳經(jīng)電容C5和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管D2的正極接穩(wěn)壓管D3的正極，穩(wěn)壓管D3的負(fù)極接接地端GND1，穩(wěn)壓管D2的負(fù)極和穩(wěn)壓管D3的負(fù)極之間連接有電感L1，穩(wěn)壓管D2的負(fù)極和所述的功率輸出單元的輸入端相連。電子開關(guān)S2可采用三極管、繼電器或光耦實現(xiàn)。功率驅(qū)動單元起到放大高頻信號源的作用，增大驅(qū)動以可以完全導(dǎo)通功率輸出單元中的功率管。

作為優(yōu)選，所述的功率輸出單元包括MOS管Q1和MOS管Q2，所述的開關(guān)單元包括電子開關(guān)S3；MOS管Q1及MOS管Q2的柵極均和所述的功率驅(qū)動單元的輸出端相連，MOS管Q2的漏極接地，MOS管Q1的漏極經(jīng)電子開關(guān)S3接電壓VDD，MOS管Q1的源極及MOS管Q2的源極均接接地端GND1，MOS管Q2的源極和所述的取樣單元的輸入端相連。電子開關(guān)S3可采用三極管、繼電器或光耦實現(xiàn)。電壓VDD是功率輸出單元的工作電源，受功率調(diào)整單元的控制。功率輸出單元以推挽工作模式輸出，功率管輪流完全導(dǎo)通，一開一關(guān)，因而工作效率高，自身開關(guān)損耗小，有利于進一步降低輻射。

作為優(yōu)選，所述的高頻手術(shù)設(shè)備控制系統(tǒng)電磁兼容性優(yōu)化電路包括報警單元，報警單元包括運放U3A、三極管VT1和蜂鳴器LS1；運放U3A的同相輸入端經(jīng)電阻R2和單片機單元的輸出端相連，運放U3A的反相輸入端和所述的取樣單元的輸出端相連，運放U3A的輸出端經(jīng)電阻R1和三極管VT1的基極相連，三極管VT1的基極經(jīng)電容C8接地，三極管VT1的發(fā)射極和穩(wěn)壓管D4的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管D4的正極接地，電容C7和穩(wěn)壓管D4并聯(lián)，三極管VT1的集電極和蜂鳴器LS1的負(fù)極相連，蜂鳴器LS1的正極接+5V電壓，電容C6和蜂鳴器LS1并聯(lián)。單片機單元對設(shè)定的參數(shù)和取樣單元采集到的參數(shù)進行綜合分析，如果兩者達到一致，則輸出控制信號給運放，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫，發(fā)出報警聲，提示醫(yī)護人員功率輸出單元輸出的高頻信號已滿足要求，可進行手術(shù)治療了。

本實用新型的有益效果是：有效降低輻射、提高抗擾度，使高頻手術(shù)設(shè)備的電磁兼容性能顯著提升，提高醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實用新型的一種電路原理圖。

圖中1.單片機單元，2.按鍵單元，3.顯示單元，4.取樣單元，5.功率調(diào)整單元，6.信號發(fā)生單元，7.功率驅(qū)動單元，8.功率輸出單元，9.開關(guān)單元，10.報警單元。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。

實施例：本實施例的高頻手術(shù)設(shè)備控制系統(tǒng)電磁兼容性優(yōu)化電路，如圖1所示，包括單片機單元1、按鍵單元2、顯示單元3、取樣單元4、功率調(diào)整單元5、報警單元10、信號發(fā)生單元6、功率驅(qū)動單元7和功率輸出單元8及分別控制信號發(fā)生單元6、功率驅(qū)動單元7和功率輸出單元8的工作電壓通斷電的開關(guān)單元9，信號發(fā)生單元6經(jīng)功率驅(qū)動單元7和功率輸出單元8的輸入端相連，取樣單元4的輸入端和功率輸出單元8的輸出端相連，按鍵單元2、取樣單元4的輸出端分別和單片機單元1的輸入端相連，單片機單元1的輸出端分別和顯示單元3、功率調(diào)整單元5的輸入端及開關(guān)單元9、報警單元10的控制端相連，功率調(diào)整單元5的輸出端和功率輸出單元8相連。

如圖2所示，信號發(fā)生單元6包括分頻器U2，分頻器U2采用SN74HC161分頻器；功率驅(qū)動單元7包括MOS驅(qū)動器U1，MOS驅(qū)動器U1采用TC4420驅(qū)動器；功率輸出單元8包括MOS管Q1和MOS管Q2；取樣單元4包括互感器T2、橋堆B1、電容C9、電解電容E2和電阻R3；功率調(diào)整單元5包括電源調(diào)整芯片U4，電源調(diào)整芯片U4采用TL494芯片；報警單元10包括運放U3A、三極管VT1和蜂鳴器LS1，運放U3A采用LM358運放芯片；開關(guān)單元9包括電子開關(guān)S1、電子開關(guān)S2和電子開關(guān)S3；單片機單元1的核心是單片機。分頻器U2的1腳、7腳、9腳、10腳及16腳均經(jīng)和電子開關(guān)S1的一端相連，電子開關(guān)S1的另一端接+5V電壓，分頻器U2的1腳經(jīng)電容C1接接地端GND1，分頻器U2的7腳、2腳分別和有源晶振JZ的4腳、3腳相連，有源晶振JZ的2腳接接地端GND1，分頻器U2的8腳和16腳之間連接有電容C2，分頻器U2的12腳和MOS驅(qū)動器U1的1腳相連，MOS驅(qū)動器U1的3腳，一路經(jīng)電子開關(guān)S2接+15V電壓，另一路和穩(wěn)壓管D1的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管D1的正極接接地端GND1，電容C3、電容C4及電解電容E1和穩(wěn)壓管D1并聯(lián)，MOS驅(qū)動器U1的2腳及4腳均接接地端GND1，MOS驅(qū)動器U1的5腳經(jīng)電容C5和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管D2的正極接穩(wěn)壓管D3的正極，穩(wěn)壓管D3的負(fù)極接接地端GND1，穩(wěn)壓管D2的負(fù)極和穩(wěn)壓管D3的負(fù)極之間連接有電感L1，穩(wěn)壓管D2的負(fù)極和MOS管Q1及MOS管Q2的柵極相連，MOS管Q2的漏極接地，MOS管Q1的漏極經(jīng)電子開關(guān)S3接電壓VDD，MOS管Q1的源極及MOS管Q2的源極均接接地端GND1，MOS管Q2的源極和互感器T2的初級線圈的一端相連，互感器T2的初級線圈的另一端輸出高頻電流信號給高頻手術(shù)設(shè)備(如高頻電刀)，互感器T2的次級線圈的兩端分別和橋堆B1的兩個輸入端相連，橋堆B1的一個輸出端接地，橋堆B1的另一個輸出端，一路和單片機的A/D取樣輸入端P1相連，另一路經(jīng)電容C9、電解電容E2和電阻R3的并聯(lián)電路接地，還有一路和運放U3A的反相輸入端相連，運放U3A的同相輸入端經(jīng)電阻R2和單片機的輸出端P3相連，運放U3A的輸出端經(jīng)電阻R1和三極管VT1的基極相連，三極管VT1的基極經(jīng)電容C8接地，三極管VT1的發(fā)射極和穩(wěn)壓管D4的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管D4的正極接地，電容C7和穩(wěn)壓管D4并聯(lián)，三極管VT1的集電極和蜂鳴器LS1的負(fù)極相連，蜂鳴器LS1的正極接+5V電壓，電容C6和蜂鳴器LS1并聯(lián)。電源調(diào)整芯片U4的2腳既和單片機的輸出端P2相連又經(jīng)電容C15和電阻R6的并聯(lián)電路接地，電源調(diào)整芯片U4的4腳、7腳、9腳、13腳及16腳均接地，電源調(diào)整芯片U4的5腳經(jīng)電容C16接地，電源調(diào)整芯片U4的6腳經(jīng)電阻R7接地，電源調(diào)整芯片U4的8腳和電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端和電阻R4的一端、穩(wěn)壓管D5的正極及MOS管Q5的柵極相連，電阻R4的另一端、穩(wěn)壓管D5的負(fù)極及MOS管Q5的源極均接電壓POWER，電壓POWER經(jīng)電解電容E3、電容C13和電容C14的并聯(lián)電路和二極管D6的正極相連，MOS管Q5的漏極既和二極管D6的負(fù)極相連又和電感L2的一端相連，電感L2的另一端既接電壓VDD又經(jīng)電解電容E4和電容C18的并聯(lián)電路和二極管D6的正極相連，二極管D6的正極經(jīng)電阻R11接地，電壓VDD經(jīng)電阻R9和電阻R10的串聯(lián)電路接地，電阻R9與電阻R10的連接點和電源調(diào)整芯片U4的1腳相連，電源調(diào)整芯片U4的15腳，一路經(jīng)可變電阻W2和二極管D6的正極相連，另一路經(jīng)電阻R8和電源調(diào)整芯片U4的14腳相連，電源調(diào)整芯片U4的13腳和12腳之間連接有電容C17，電源調(diào)整芯片U4的12腳接+12V電壓。這里的電壓端POWER指來自外加的直流80V電壓，通過功率調(diào)整單元將80V電壓調(diào)整成0～60V電壓，即電壓VDD，也就調(diào)整了功率輸出單元中的電壓VDD。

工作過程：通過按鍵單元進行相關(guān)參數(shù)設(shè)定，顯示單元顯示工作狀態(tài)和各參數(shù)。信號發(fā)生單元輸出精確度高、穩(wěn)定性好的高頻信號源，經(jīng)功率驅(qū)動單元的放大，增大驅(qū)動力，功率輸出單元以推挽工作模式輸出，功率管輪流完全導(dǎo)通，一開一關(guān)，輸出高頻電流信號給高頻手術(shù)設(shè)備，工作效率高，自身開關(guān)損耗小，有利于降低輻射。取樣單元的互感器感應(yīng)功率輸出單元輸出的高頻電流信號，將高頻電流轉(zhuǎn)化成電壓信號，經(jīng)橋堆整流再輸送給單片機單元的A/D取樣輸入端P1，單片機對設(shè)定的參數(shù)和采集到的參數(shù)進行綜合分析，經(jīng)過處理后輸出控制信號給功率調(diào)整單元，功率調(diào)整單元是為功率輸出單元提供工作電源的，該工作電源(電壓VDD)通過按鍵單元進行設(shè)定，經(jīng)單片機處理，再輸出信號給電源調(diào)整芯片U4，電源調(diào)整芯片U4通過取樣電阻R9和取樣電阻R10獲知功率輸出單元的工作電源的實際輸出，將兩者進行比對，電源調(diào)整芯片U4做出閉環(huán)反饋，隨設(shè)定進行高低變換后保持功率輸出單元的工作電源穩(wěn)定，從而保證功率輸出單元的工作穩(wěn)定，同時輸出的功率也穩(wěn)定，波動少，也降低輻射。同時通過單片機控制電子開關(guān)S1～S3的開閉，當(dāng)高頻手術(shù)設(shè)備待機時，使電子開關(guān)S1～S3斷開，使信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元、功率輸出單元均處于工作關(guān)閉狀態(tài)，極大地降低了待機時的電磁輻射，滿足電磁兼容測試項目中的RE(輻射)測試；也可應(yīng)治療之需，使電子開關(guān)S1～S3立即閉合，使信號發(fā)生單元、功率驅(qū)動單元和功率輸出單元瞬時響應(yīng)，快速輸出手術(shù)治療所需的高頻功率，有效減少了非預(yù)期的電磁輻射。同時，單片機單元對設(shè)定的參數(shù)和取樣單元采集到的參數(shù)進行綜合分析，如果兩者達到一致，則輸出控制信號給運放，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫，發(fā)出報警聲，提示醫(yī)護人員功率輸出單元輸出的高頻信號已滿足要求，可進行手術(shù)治療了。本實用新型有效降低輻射、提高抗擾度，使高頻手術(shù)設(shè)備的電磁兼容性能顯著提升，提高醫(yī)用高頻手術(shù)設(shè)備在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。