[发明专利]谐振逆变器的死区时间优化

说明书

本公开涉及包括具有H桥和槽的谐振逆变器的电外科发生器。传感器阵列测量所述槽的至少一个特性。脉宽调制PWM控制器向所述H桥输出第一PWM时序信号和第二PWM时序信号。所述PWM控制器基于由所述传感器阵列测量到的所述至少一个特性来控制所述第一PWM时序信号和所述第二PWM时序信号之间的死区时间。

技术领域

本公开涉及使用相移全桥谐振逆变器的射频放大器。特别地，本公开涉及改善射频放大器的效率和动态范围。

背景技术

基于能量的组织治疗是本领域已知的。向组织施加各种类型的能量(例如，电、超声波、微波、低温、热、激光等)以实现所需的结果。电外科涉及向外科手术位应用高射频电流以对组织进行切割、烧蚀、凝结或密封。源或有源电极将射频能量从电外科发生器提供到组织，返回电极携载电流返回到发生器。在单极电外科中，源电极通常是由外科医生掌握并且应用到待治疗组织的外科手术器械的一部分，返回电极被放置在远离有源电极的位置以携载电流回到发生器。在双极电外科中，手持仪器的电极之一充当有源电极，另一个充当返回电极。

电外科发生器可以使用相移全桥谐振逆变器来生成执行电外科手术所需的电外科能量。谐振逆变器的一个示例使用由具有两对场效应晶体管(FET)的H桥驱动的LCLC槽(tank)拓扑。每对FET都包括串联连接的两个FET。两个串联连接的FET不应同时接通，否则将在输入电压源处发生短路。为了避免短路，在施加到FET对中的第一FET的脉冲和施加到第二FET的脉冲之间提供了固定的死区时间。取决于谐振逆变器的负载状况，最佳死区时间也可以变化。如果FET的死区时间相对于最佳死区时间太长或太短，则FET过渡将部分地处于零电压切换，部分地处于硬切换。由于FET在较大的程度上进行硬切换，谐振逆变器的效率显著下降。

发明内容

本说明书可以使用短语“在一实施例中”、“在实施例中”、“在一些实施例中”或“在另一些实施例中”，它们每个都可以引用根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。对于本说明书，“A/B”形式的短语表示A或B。对于本说明书，“A和/或B”形式的短语表示“(A)、(B)或(A和B)”。对于本说明书，“A、B或C中的至少一个”形式的短语表示“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)”。

此处使用时，术语“发生器”可以是指能够提供能量的设备。这样的设备可以包括电源和能够改变由电源输出的能量以输出具有所需强度、频率、和/或波形的能量的电路。

此处所描述的系统也可以使用一个或多个控制器来接收各种信息和转换所接收到的信息以生成输出。控制器可包括能够执行存储在存储器中的一系列指令的任何类型的计算设备、计算电路、或任何类型的处理器或处理电路。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，诸如微处理器、数字信号处理器、微控制器等。控制器也可以包括存储数据和/或算法以执行一系列指令的存储器。

此处所描述的方法、程序、算法或代码中的任何一种都可以被转换为或表示为编程语言或计算机程序。“编程语言”和“计算机程序”是用于向计算机指示指令的任何语言，包括(但不仅限于)这些语言以及它们的衍生物：汇编语言、Basic、批处理文件、BCPL、C、C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、机器代码、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、本身指示程序的元语言、以及所有的第一至第五代计算机语言。还包括数据库和其他数据方案、以及任何其他元语言。对于本定义，在被解释、编译、或使用编译的和解释的方案的语言之间没有区别。对于本定义，在程序的编译版本和源版本之间没有区别。如此，对其中编程语言可以以一个以上的状态(诸如源、编译的、对象、或链接)存在的程序的引用是对任何这样的状态的引用。该定义也涵盖实际指令以及这些指令的意图。