一种适用于中低功率医用射频仪的新型可调开关电源设计
2021-01-27康佳倪灿侯健陆巍周宇
生物医学工程研究 2020年4期
康佳,倪灿,侯健,陆巍,周宇△
(1.上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093;2.上海交通大学医学院附属新华医院,上海 200092)
1 引 言
医用射频设备是一种利用高频电流流过组织时产生的热效应来实现治疗目的的医用设备,可用于诸多医学领域[1]。其中,大功率的医用射频设备主要用于电凝和电切割等电外科手术中,而中低功率的医用射频设备多用于医学美容、消融等[2-4]。
医用射频设备一般包括开关电源、射频功率放大器、主控部分和接口等[5]。设备在主控部分控制下,由开关电源提供直流信号,再经由射频功率放大器将直流信号转换为射频信号,最后经由接口输送给生物组织。为适应医用射频设备功率可调的要求,需要开关电源的输出可调。现有医用射频设备的开关电源采用传统的AC-DC加DC-DC模式,首先将220 V的交流信号转换为310 V的直流信号,再将310 V的直流信号降压为所需的直流信号。中低功率的医用射频设备需求的直流电压比较低,若采用现有的开关电源模式,将导致DC-DC的降压幅度较大,会对开关器件产生过度的电压应力。为此,本研究设计了一款满足于中低功率的新型可调开关电源,以确保45 V以内的直流电压输出。
2 新型可调开关电源的框架设计
新型可调开关电源由医用隔离开关电源模块和低压降压模块组成,应中低功率射频功率放大器的需求,新型可调开关电源可输出最大电压为45 V,最大电流为3.5 A,最大功率为90 W,上升时间也应低于100 ms,极限参数下效率不低于90%,且射频设备对输出精度要求相对较低,误差绝对值不高于10%。……
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