高强度聚焦超声溶脂设备的电源设计

发布时间：2017-08-18 19:22

  本文关键词：高强度聚焦超声溶脂设备的电源设计

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【摘要】：近年来，随着中国的改革开放，经济快速增长，人民的生活水平也逐年提高，但国内的肥胖发病率也相应逐年增加。生活水平的提高同时也促进了人民精神生活要求的提高和对美的要求的提高，肥胖作为一种外在美的破坏也逐渐被人们所重视；另一方面，肥胖还会增加心血管疾病的危险，，影响消化系统和内分泌系统的功能，甚至会增加癌症发生的危险性。传统的减肥方式有对身体副作用太大，效果不明显，需长期坚持等缺点，不适应当代生活节奏。采用高强度聚焦超声（High Intensity FocusedUltrasound，HIFU）辐照方式，能将超声能量精确送至皮下脂肪层，同时减少周围组织的损伤，从而达到超声溶脂塑身的目的。 本文对基于HIFU溶脂智能化设备的电源进行了系统设计、单元电路设计和试验测试。主要研究内容包括： 在系统设计方面：该系统由主控电路，信号放大，电路匹配，反馈电路和直流电源组成，其中主控采用单片机控制，并辅助键盘和液晶显示器等人机接口。 在单元电路设计方面：信号放大采用全桥驱动电路，利用双IR2110驱动，进一步放大单片机的输出控制信号；匹配电路采L型匹配，经过匹配，控制信号可以直接控制HIFU换能器；反馈电路采用电流搜索式频率跟踪，采取电流最大时，此时的控制信号的频率为HIFU换能器的谐振频率。 在系统测试方面：在全桥放大电路的测试点进行波形测试，其可以有效地放大控制信号，并利用量热法估算最大强度工作下HIFU换能器的声功率。通过实验测试表明，该系统可以有效地驱动HIFU换能器，并可以动态调节驱动信号的频率来匹配HIFU换能器的谐振频率，且具有体积小和强度大的特点。
【关键词】：高强度聚焦超声 超声电源 全桥放大 量热法
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题的背景和研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 超声的应用10-12
• 1.2.2 HIFU 溶脂技术12-13
• 1.3 超声换能器的概念及分类13-15
• 1.3.1 压电式超声换能器13-15
• 1.3.2 磁致伸缩式超声换能器15
• 1.4 超声电源的原理15-16
• 1.5 本文所做的主要工作16-18
• 第二章 超声溶脂设备的主电路拓扑结构及分析18-27
• 2.1 主电路拓扑结构18
• 2.2 超声换能器及匹配电路分析18-20
• 2.3 功率放大部分分析20-22
• 2.4 功率开关管驱动电路分析22-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 HIFU 溶脂设备样机设计27-46
• 3.1 硬件电路框图27
• 3.2 主控电路及人机接口27-30
• 3.2.1 主控电路27-29
• 3.2.2 键盘设计29
• 3.2.3 液晶显示29-30
• 3.3 BUCK 电路30-32
• 3.4 全桥功率放大电路设计32-39
• 3.4.1 全桥逆变电路33-35
• 3.4.2 MOSFET 工作原理35-37
• 3.4.3 IR2110 驱动电路37-39
• 3.5 匹配电路39-42
• 3.5.1 阻抗匹配39-40
• 3.5.2 谐振分析40-42
• 3.6 频率跟踪电路设计42-45
• 3.7 本章小结45-46
• 第四章 电路制板及实验结果46-50
• 4.1 全桥放大器制板与测试46-47
• 4.2 功率测定47-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 结论50-52
• 参考文献52-55
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果55-56
• 致谢56

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本文编号：696348