火花放电式治疗仪的频率提高和功率合成

　　1　引　言

　　目前以腋臭治疗仪[1]为代表的以及由其派生的各种中小功率火花放电式治疗仪具有价格低、重量轻、携带方便的优点,具有非常广泛的使用范围。在价格增加不多的前提下,进一步提高使用效果和扩大应用范围的两个困难:一是治疗仪的频率偏低;二是输出功率小。为了解决这类问题,第四军医大学近年研究开发的该类仪器,不得不使用电子管,因而重量大、成本高。

　　2　中小功率火花放电式治疗仪目前存在问题及原因

　　2.1　频率对使用效果的影响

　　人体在大约100 kHz频率以上就感觉不到电流产生的电击感[2],也就是说没有触电的感觉。现今中小功率的治疗仪的频率一般在500～800 kHz,在使用时更高的频率会使手术部位烧灼面上的组织被气化。要使表面那种被烧坏,但又未被气化的组织尽量得薄,如果术后在伤口表面有较厚的一层烧“熟”了的组织,将使伤口的愈合要困难得多。当治疗仪的刀具在接近人体时(约1～2 mm)由于刀具与皮层间所通电压很高,产生连续的火花放电,从而烧灼组织使其气化,其对组织烧灼的深度与刀具所通电流频率有关。由于刀具与人体之间以及人体与大地之间的分布电容是一定的,所以不同的电流频率将侵入不同深度的组织,频率低侵入深,频率高侵入浅;且频率越高电流越集中,火花就越短,温度也就越高,从而烧灼部位气化更迅速,使所谓的“熟肉”层几乎消失。

　　2.2　影响频率提高的因素

　　图1是火花放电式治疗仪的输出部分原理图,其输入信号是由自激或它激振荡产生。T1处于开关状态下,D是续流二极管,L1为8～10匝,L2为350～400匝,紧密耦合,磁芯为磁棒,C2为L2线圈的分布电容与其它分布电容的总和的等效,C1为C2折算到L1侧的电容和其它分布电容的总和。

　　图2是激励信号ub和集电极输出电压uc的波形图。从图中可以看出振荡周期T为T1与T2之和,其中T2应与T1相等或接近,由图1可明显看出T1取决于L1、C1,由并联谐振原理可知L1、C1的并联谐振频率f为:,则周期T=2π,若T1=T2=T/2,则。由上可知,要升高f即减小T1,只能减小L1、C1。L1只有几匝已无法减小,C1中绝大部分是由C2折算过来的。由于L2与L1之匝数比很大,所以C2折算过来会使C1变得很大,只有减小C2一条路径。而C2中的大部分是L2的各匝间电容的总等效,如图3。但是,L2圈数不能减少,否则输出电压不够;L1与L2必须紧耦合,L2采用间绕的方法也不适用。在保证有足够的输出电压的前提下,已进行过多种方案的实验也无法把C2减小。也就是说震荡频率无法提高,应考虑另外一种方法。

　　2.3　增大功率的必要和存在问题