高压脉冲发生器及其充电电压的控制方法和装置与流程

本申请涉及一种高压脉冲发生器及其充电电压的控制方法和装置。

背景技术：

1、血管内球囊震波碎石术(intravascular lithotripsy，ivl)设备是一种用于冠脉钙化病变治疗和外周血管钙化病变治疗的产品，其设备可以分成主机、手柄和球囊导管三个组成部分。从原理上看，主机是一个高压脉冲发生器，工作过程可以简化成高压电容器充电过程和电极激发过程。目前已有的ivl设备中，高压电容器充电过程可以概括为：充电开始时，高压电源输出电压在迅速上升到工作电压，高压电源经过限流电阻给电容器充电。在开始充电的一段时间里，电容器的电压很低，限流电阻两端几乎承受了高压电源输出的电压，此时流过电阻的电流最大，电源输出电流最大，电源功率几乎浪费在限流电阻上，在这个阶段电容器的电压随着时间迅速抬升；随着电容器电压升高，限流电阻两端电压逐步降低，充电电流逐步减小，高压电源输出电流逐步减小，电容器电压曲线越来越平缓；在电容器电压等于高压电源输出电压时，电容器充电结束。

2、在整个充电过程中，高压电源输出电流(功率)刚开始充电时最大，临近结束时最小，接近零。高压电源的输出功率波动大，极大浪费高压电源的输出功率。同时，目前的方法在开始充电时需要很高的输出功率，而高压电源能够达到的输出功率越大，其设计复杂度就越高，可靠性能越低。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种高压脉冲发生器及其充电电压的控制方法和装置。通过高压控制器检测电路中的充电电流，输出控制信号控制可控高压电源的输出电压，维持充电过程中的充电电流保持不变，从而降低高压电源功率要求，降低设计复杂程度和制造成本。

2、根据本申请的第一个方面，提出一种高压脉冲发生器中充电电压的控制方法，包括如下步骤：

3、获得充电电流值；

4、比较充电电流和预设的工作电流的大小，在充电电流大于工作电流的情况下，输出低压控制信号控制可控高压电源的输出电压减小预设的电压差值，否则

5、输出所述低压控制信号控制可控高压电源的输出电压增大电压差值；

6、在可控高压电源的输出电压大于或等于预设的工作电压的情况下，将可控高压电源的输出电压设定为工作电压，并保持输出电压恒定直到对高压脉冲发生器中高压电容器充电结束。

7、根据一些实施例，响应于充电电流小于预设的最小充电电流，结束对高压电容器的充电。

8、根据一些实施例，根据高压脉冲发生器中电路参数设定工作电流、工作电压、电压差值和最小充电电流。

9、根据一些实施例，电路参数包括可控高压电源的受控精度、高压电容器充电时间要求、控制信号延时时间、脉冲发生频率。

10、根据一些实施例，可控高压电源的输出电压随输入的低压控制信号线性变化。

11、根据本申请的第二个方面，提出一种高压脉冲发生器中充电电压的控制装置，包括：

12、电流值获取模块，用于获得充电电流值；

13、电压控制模块，用于比较充电电流和工作电流的大小，在充电电流大于工作电流的情况下，输出低压控制信号控制可控高压电源的输出电压减小预设的电压差值，反之：

14、输出低压控制信号控制可控高压电源的输出电压增大电压差值；

15、在可控高压电源的输出电压大于或等于预设的工作电压的情况下，将可控高压电源的输出电压设定为工作电压，并保持输出电压恒定直到对高压脉冲发生器中高压电容器充电结束。

16、根据一些实施例，一种高压脉冲发生器中充电电压的控制装置还包括参数设定模块，用于根据高压脉冲发生器中电路参数设定工作电流、工作电压、电压差值和最小充电电流。

17、根据本申请的第三个方面，提出一种高压脉冲发生器，包括高压控制器、电流检测器、可控高压电源、高压电容器，高压控制器和可控高压电源、电流检测器相连，可控高压电源、高压电容器和电流检测器构成串联的回路，其中：

18、高压控制器用于执行本申请第一个方面所述的方法；

19、电流检测器用于检测充电电流，并向高压控制器提供充电电流值；

20、可控高压电源用于接收高压控制器的低压控制信号，输出随低压控制信号线性变化的输出电压；

21、高压电容器用于接收可控高压电源的输出电压进行充电。

22、根据一些实施例，本申请提出的高压脉冲发生器还包括激发控制器、高压开关、电极，激发控制器和高压开关相连，高压电容器构成并联的第一支路，高压开关和电极构成并联的第二支路，其中：

23、激发控制器用于控制高压开关接通；

24、高压开关用于接收激发控制器的激发控制信号，接通电路；

25、高压电容器在高压开关接通后输出高压给电极；

26、电极用于接收高压电容器输出的高压，发生电弧放电。

27、根据一些实施例，电流检测器包括线性电阻。

28、本申请提出的高压脉冲发生器及其充电电压的控制方法和装置，通过高压控制器检测电路中的充电电流，根据充电电流和设定的工作电流的比较结果输出控制信号控制可控高压电源的输出电压，维持充电过程中的充电电流保持不变，能够降低高压电源功率要求，降低设计复杂程度和制造成本。

技术特征：

1.一种高压脉冲发生器中充电电压的控制方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，响应于所述充电电流小于预设的最小充电电流，结束对所述高压电容器的充电。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据高压脉冲发生器中电路参数设定所述工作电流、所述工作电压、所述电压差值和所述最小充电电流。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电路参数包括所述可控高压电源的受控精度、高压电容器充电时间要求、控制信号延时时间、脉冲发生频率。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可控高压电源的输出电压随输入的所述低压控制信号线性变化。

6.一种高压脉冲发生器中充电电压的控制装置，包括：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括参数设定模块，用于根据高压脉冲发生器中电路参数设定工作电流、工作电压、电压差值和最小充电电流。

8.一种高压脉冲发生器，包括高压控制器、电流检测器、可控高压电源、高压电容器，所述高压控制器和所述可控高压电源、所述电流检测器相连，所述可控高压电源、所述高压电容器和所述电流检测器构成串联的回路，其中：

9.如权利要求8所述的高压脉冲发生器，其特征在于，还包括激发控制器、高压开关、电极，所述激发控制器和所述高压开关相连，所述高压电容器构成并联的第一支路，所述高压开关和所述电极构成并联的第二支路，其中：

10.如权利要求8所述的高压脉冲发生器，其特征在于，所述电流检测器包括线性电阻。

技术总结
本申请涉及一种高压脉冲发生器及其充电电压的控制方法和装置，控制方法包括：获得充电电流值；比较充电电流和预设的工作电流的大小，在充电电流大于工作电流的情况下，输出低压控制信号控制可控高压电源的输出电压减小电压差值，否则输出低压控制信号控制可控高压电源的输出电压增大电压差值；当可控高压电源的输出电压大于或等于预设的工作电压时，将可控高压电源的输出电压设定为工作电压，并保持输出电压恒定直到对高压脉冲发生器中高压电容器充电结束。本申请提出的方法通过高压控制器输出控制信号控制可控高压电源的输出电压，维持充电过程中的充电电流保持不变，从而达到降低高压电源功率要求，降低设计复杂程度和制造成本的目的。

技术研发人员：杨谦谦,李通,张喜超
受保护的技术使用者：上海科亚方舟医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13