2019104465848一种超声治疗仪的阻抗匹配方法及阻抗匹配装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN111991712A
(43)申请公布日2020.11.27
(21)申请号201910446584.8
(22)申请日2019.05.27
(71)申请人重庆海扶医疗科技股份有限公司
地址401121重庆市渝北区人和镇青松路1
号
(72)发明人李三勇马文英
(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通
合伙)31219
代理人尹丽云
(51)Int.Cl.
A61N7/00(2006.01)

权利要求书3页说明书9页附图3页
(54)发明名称
一种超声治疗仪的阻抗匹配方法及阻抗匹
配装置
(57)摘要
本发明提供一种超声治疗仪的阻抗匹配方
法，包括：获取功率放大模块的额定负载阻抗值；
获取换能模块的阻抗值；根据所述额定负载阻抗
值确定阻抗匹配模块应当对所述换能模块的阻
抗值变换的期望阻抗值；根据所述换能模块的阻
抗值以及所述期望阻抗值确定所述阻抗匹配模
块；完成对所述超声治疗仪的阻抗匹配；通过所
述阻抗匹配模块的多个变压器组成的预变换单
元进行初步的阻抗匹配以及通过补偿变换单元
即电感电容阻抗来完成对所述超声治疗仪的阻
抗匹配，克服了在大功率、大电流以及高频条件
下仅用单一的阻抗匹配网络方式存在的问题即
仅用变压器组成的变换单元匹配不到期望的阻
抗值，而仅用电感电容阻抗匹配网络方式又存在
市场无合适的电感、自制电感体积大的问题。
CN111991712A
CN111991712A权利要求书1/3页

1.一种超声治疗仪的阻抗匹配方法，其特征在于，包括：
获取功率放大模块的额定负载阻抗值；
获取换能模块的阻抗值；
根据所述额定负载阻抗值确定阻抗匹配模块应当对所述换能模块的阻抗值变换的期
望阻抗值；
根据所述换能模块的阻抗值以及所述期望阻抗值确定所述阻抗匹配模块；
完成对所述超声治疗仪的阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的超声治疗仪的阻抗匹配方法，其特征在于，所述阻抗匹配模块
包括预变换单元以及补偿变换单元，所述补偿变换单元的输入端与所述功率放大模块的输
出模块连接，所述补偿变换单元的输出端与所述预变换单元的输入端连接，所述预变换单
元的输出端与所述换能模块的正端连接，其中，所述预变换单元包括至少一个变压器，所述
根据所述换能模块的阻抗值以及所述期望阻抗值确定所述阻抗匹配模块包括：
根据所述换能模块的阻抗值以及所述期望阻抗值确定所述预变换单元的所述变压器
个数，其中，所述变压器的个数满足以下公式：

其中，n为自然数，且n取满足不等式的最大值；RL表示所述换能模块的阻抗值的实部值，
Re为所述期望阻抗值。
3.根据权利要求2所述的超声治疗仪的阻抗匹配方法，其特征在于，包括判断呈现在所
述预变换单元的输入端的阻抗值的实部值与所述期望阻抗值的实部值是否相同；
若呈现在所述预变换单元的输入端的阻抗值的实部值与所述期望阻抗值的实部值相
同，则判断呈现在所述预变换单元的输入端的阻抗值的虚部值的绝对值是否满足预设条
件；
若呈现在所述预变换单元的输入端的虚部值的绝对值满足所述预设条件，完成所述超
声治疗仪的阻抗匹配；
若呈现在所述预变换单元的输入端的虚部值的绝对值不满足所述预设条件，则判断呈
现在所述预变换单元的输入端的虚部值为正值还是负值；
若呈现在所述预变换单元的输入端的虚部值为正值，所述补偿变换单元为一串联电容
结构，所述补偿变换单元的电容值满足以下条件：

c＝1/(2πfX1)；
若所述呈现在所述预变换单元的输入端的虚部值是为负值，所述补偿变换单元为一串
联电感结构，所述补偿变换单元的电感值满足以下条件
L＝X1/(2πf)
其中，X1为呈现在所述预变换单元的输入端的虚部值，f为所述换能模块的谐振频率。
4.根据权利要求3所述的超声治疗仪的阻抗匹配方法，其特征在于，若呈现在所述预变
换单元的输入端的阻抗值的实部值小于所述期望阻抗值的实部值，则所述补偿变换单元包
括一电容元件以及一电感元件，所述电感元件的一端与所述功率放大模块的输出端连接，
所述电感元件的另一端与所述预变换单元的输入端连接，所述电容元件的一端与所述功率
放大模块的输出端连接，所述电容元件的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的超声治疗仪的阻抗匹配方法，其特征在于，所述电感元件的电

2
CN111991712A权利要求书2/3页
感值满足以下公式：

所述电容元件的电容值满足以下公式：

其中，L1为所述补偿变换单元的电感元件的电感值；C1为所述补偿变换单元的电容元
件的电容值；Re1为呈现在所述预变换单元的输入端的阻抗值的实部值；Re为所述期望阻抗
值；f为所述换能模块的谐振频率，X1为呈现在所述预变换单元的输入端阻抗值的虚部值。
6.一种超声治疗仪的阻抗匹配