一种新的超声刀能量发生器的设计与验证

目的 目前国内超声刀的品牌越来越多,但关于超声刀能量发生器的研制和参数优化的相关文献非常少。该文旨在研发一种新的超声刀能量发生器,用于进行不同控制模式、不同参数调节的研究工作。方法 自主设计超声刀能量发生器硬件,使用 FPGA+DAC 构成直接数字合成器（DDS）实现频率调整,采用开关型 E 类功率放大器来降低系统发热;在算法设计上,采用小步长频率跟踪策略,使系统工作于谐振状态,同时采用 PID 算法实现恒电流和恒功率输出;最后开展性能测试实验。结果 DDS 调整频率的最小步长为 0.0116Hz,频率跟踪在切割过程中始终保持锁相稳定;恒电流输出使超声刀在空载和带载状态下均具备良好的切割性能,工作过程中电流波动小于 1mA,切割速度随着电流的增大明显加快。在带载状态下,300mA 恒电流模式切断小肠时间为（8.01±0.35）s,热损伤宽度为（3.57±0.23）mm。结论 该方案下的超声刀能量发生器可以实现高精度的频率跟踪和稳定的恒流输出,该套设备为超声刀能量发生器的设计提供了可行的方案。