自從1993年,射頻消融技術(shù)提出以來(lái),溫度效應(yīng)一直以來(lái)在腫瘤治療中占據(jù)主導(dǎo)地位,但也易引起焦痂、粘刀等不良的術(shù)后效果,嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)腫瘤周邊的血管、神經(jīng)等重要的正常組織造成傷害。故此,提出開(kāi)發(fā)一種結(jié)合脈沖電穿孔效應(yīng)來(lái)控溫的設(shè)備。設(shè)備采用脈沖電場(chǎng)疊加的方式來(lái)產(chǎn)生能量,并通過(guò)控制策略智能的調(diào)控脈沖波形的疊加方式和個(gè)數(shù),以期實(shí)現(xiàn)作用于組織的溫度和電穿孔效應(yīng)的比例。本文的主要工作有:1、深入研究了脈沖電場(chǎng)的實(shí)現(xiàn)方法,結(jié)合腫瘤治療時(shí)對(duì)電參數(shù)的需求,提出了脈沖電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);2、在脈沖電場(chǎng)電路基礎(chǔ)上,結(jié)合多個(gè)MOSFET為核心的切換電路單元,實(shí)現(xiàn)了多脈沖電場(chǎng)的疊加;3、提出了簡(jiǎn)單二進(jìn)制編碼方式實(shí)現(xiàn)多脈沖電場(chǎng)疊加形成任意波的控制策略,大大降低了系統(tǒng)復(fù)雜程度;4、測(cè)試表明,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了如下指標(biāo):（1）輸出脈沖電壓幅度:50V-500V,步進(jìn)約為50V可調(diào);（2）輸出脈沖寬度:1Ous-100us,步進(jìn)約為10us可調(diào);（3）輸出脈沖個(gè)數(shù):10個(gè)-100個(gè),步進(jìn)為10個(gè)可調(diào);（4）輸出脈沖頻率:1OHz-1000Hz,步進(jìn)約為10Hz可調(diào);（5）輸出脈沖波形:可以設(shè)定需要的脈沖波形,比如可以設(shè)定方波脈沖、三角... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１不同強(qiáng)度電場(chǎng)加到細(xì)胞兩側(cè)的效果??

波電壓作比較，當(dāng)三角波電壓大于控制電壓后，ＰＷＭ就輸出一個(gè)低電平，經(jīng)過(guò)功率開(kāi)關(guān)管??驅(qū)動(dòng)器使開(kāi)關(guān)管停止工作［２９］。??ＰＷＭ調(diào)制方式如圖２．２所示。整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程為，在某個(gè)瞬間，當(dāng)采樣電壓大于參??考電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)后的電壓Ｖｃ就降低，則驅(qū)動(dòng)ＰＷＭ的占空比就變小，這樣直流電??源就減少了向主電路輸送能量的時(shí)間，使得輸出電壓的平均值保持不變。電壓型開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器??是一個(gè)單環(huán)的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這種控制方式靈活、簡(jiǎn)便以及能夠保證穩(wěn)壓精度。但是這種控??制方式的反應(yīng)速度慢、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)以及需要額外的限流電路。??ｖ?／Ｉ兒小／１?／Ｍ兒／Ｉ??蘭角波?／｜?ｋ｜?ｋｆ?ｋｉ?Ｋ?ｋｊ?ｋｆ?ｋｉ??功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)??圖２．２?ＰＷＭ調(diào)制器工作波形??電流型開(kāi)關(guān)電源［３（）］在電壓型開(kāi)關(guān)電源中增加了電流反饋的控制環(huán)節(jié)，用電流反饋的波形??來(lái)作為ＰＷＭ模塊的三角波信號(hào)與誤差信號(hào)進(jìn)行比較，以得到ＰＷＭ調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電壓電??流雙環(huán)控制。??如圖２．３所示為電流型開(kāi)關(guān)電源的示意圖。??７??

參考信號(hào)??Ｖｒｅｆ??圖２．１電壓型開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器??當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)器輸出一個(gè)高電平后，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，直流電源向主電路輸送能量；反??之，當(dāng)輸出一個(gè)低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管截止，直流電源停止向主電路輸送能量。輸出電壓經(jīng)過(guò)采??樣網(wǎng)絡(luò)后得到Ｈｖ電壓，Ｈｖ電壓與參考電壓Ｖｒｅｆ通過(guò)比較器比較后產(chǎn)生誤差電壓Ｖｅ，誤差??電壓經(jīng)過(guò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Ｇｃ（ｓ）后得到控制電壓Ｖｃ，這個(gè)控制電壓Ｖｃ與ＰＷＭ模塊內(nèi)部的輸出三角??波電壓作比較，當(dāng)三角波電壓大于控制電壓后，ＰＷＭ就輸出一個(gè)低電平，經(jīng)過(guò)功率開(kāi)關(guān)管??驅(qū)動(dòng)器使開(kāi)關(guān)管停止工作［２９］。??ＰＷＭ調(diào)制方式如圖２．２所示。整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程為，在某個(gè)瞬間，當(dāng)采樣電壓大于參??考電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)后的電壓Ｖｃ就降低，則驅(qū)動(dòng)ＰＷＭ的占空比就變小，這樣直流電??源就減少了向主電路輸送能量的時(shí)間

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]可編程的多波形脈沖低溫等離子電源[J]. 鄒林,余厲陽(yáng),段譽(yù).  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]不可逆電穿孔消融在治療惡性腫瘤中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 劉元章,薛超,李曉祥.  現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué). 2018(04)
[3]脈沖寬度調(diào)制芯片SG3526初探[J]. 楊榮花,趙明英,趙子龍,李瑞鵬.  電子世界. 2017(19)
[4]基于推挽電路的大功率直流電源設(shè)計(jì)[J]. 姜艷姝,郭東,徐興.  電氣傳動(dòng). 2016(05)
[5]電力電子變壓器中高頻變壓器的設(shè)計(jì)方法[J]. 薛偉,鄭麗君,高云廣,李婧,張曉偉,宋建成.  電測(cè)與儀表. 2015(23)
[6]不可逆電穿孔微創(chuàng)消融腫瘤技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 姚陳果,趙亞軍,李成祥,米彥,廖瑞金.  高電壓技術(shù). 2014(12)
[7]基于寄生參數(shù)的功率MOSFET數(shù)學(xué)建模及損耗分析[J]. 程龍,陳權(quán),李國(guó)麗,胡存剛,秦昌偉.  華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[8]單相不可控橋式整流濾波電路容性特性[J]. 雍靜,王錚.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2014(10)
[9]高壓方波不可逆電穿孔腫瘤消融裝置的研制[J]. 周平,單純玉,楊澄.  現(xiàn)代制造工程. 2013(03)
[10]Buck DC-DC變換器電感的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 付園園,姚素英,徐江濤,高靜,陳莞.  南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(06)

碩士論文
[1]壓控型Buck變換器系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)[D]. 王毅.湖南大學(xué) 2013
[2]一種小功率開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)[D]. 王言豪.重慶大學(xué) 2006
[3]細(xì)胞膜電穿孔現(xiàn)象機(jī)理研究[D]. 肖華娟.中國(guó)科學(xué)院研究生院（電工研究所） 2004



本文編號(hào)：2996190