一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换方法及装置

摘要

本发明公开了一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换方法及装置，该方法包括：PWM控制信号电路接收彩色超声诊断仪的负载电路发送的控制指令，并将控制指令发送至PWM高压发生器；PWM高压发生器根据控制指令产生高压波形并输出至高压转换器；该高压波形为一个幅度和时间均可调的脉冲电压；转换控制信号电路接收彩色超声诊断仪的负载电路发送的转换指令，并将转换指令发送至高压转换器；高压转换器根据转换指令将上述高压波形转换至幅度小于100伏以及转换速度小于等于600微妙的高压并输出。本发明使得彩色超声诊断仪的高压转换简单又便捷，而且由于元件数量较少，使得系统体积、重量都较小，降低了系统发热以及能量损耗。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种应用于彩色超声诊断仪的高 压转换方法及装置。

背景技术

彩色超声诊断仪在进入某些模式后，会对其电压有特殊的要求，例如彩色 超声诊断仪在进入CFM模式后，其工作状态会呈现彩色与黑白的交替，而在 彩色与黑白的交替过程中，电压呈现出如图1所示的高低脉冲式的供电方式。 在图1中，脉冲P是彩色超声诊断仪的电压状况，Pbot为彩色状态下的低压 供电20V，Ptop为黑白状态下的高压78V，两种电压不断交替，当电压从Pbot 转换成Ptop时，转换速度要求为40us以下，而且在Pbot期间的t2时间内， Pbot的电压值恒定，不能上下跳动或者出现慢慢上升或下降。

目前，现有技术中一般采用如图2所示的复合式高压切换系统来实现彩色 超声诊断仪的高压转换。如图2所示，该复合式高压切换系统由100V高压发 生器3、75V高压发生器4、50V高压发生器5、高压切换器6、切换控制信号 电路7，高压转换器8以及转换控制信号电路9组成。其中，三路高压发生器 3、4、5先工作，将三路电压送到高压切换器6，切换控制信号电路7接收到 彩色超声诊断仪的负载电路发送的切换控制指令后控制高压切换器6输出其 中某一路高压至高压转换器8，转换控制信号电路9接收到彩色超声诊断仪的 负载电路发送的转换指令后，控制高压转换器8将高压切换器6输出某一路高 压转成符合要求的高压P并输出。

实践中发现，上述的复合式高压切换系统的结构设计复杂，而且由于元件 数量较多，导致系统体积、重量都较大，并且系统发热严重以及能量损耗也较 大。

发明内容

针对上述缺陷，本发明实施例提供了一种应用于彩色超声诊断仪的高压转 换方法及装置，用于对彩色超声诊断仪进行高压转换。

一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换方法，包括：

脉宽调制控制信号电路接收所述彩色超声诊断仪的负载电路发送的控制 指令，并将所述控制指令发送至脉宽调制高压发生器；

所述脉宽调制高压发生器根据所述控制指令产生高压波形并输出至高压 转换器；所述高压波形为一个幅度和时间均可调的脉冲电压；

转换控制信号电路接收所述彩色超声诊断仪的负载电路发送的转换指令， 并将所述转换指令发送至所述高压转换器；

所述高压转换器根据所述转换指令将所述高压波形转换至幅度小于100 伏以及转换速度小于等于600微妙的高压并输出。

一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换装置，包括：

脉宽调制控制信号电路，用于接收所述彩色超声诊断仪的负载电路发送的 控制指令，并将所述控制指令发送至脉宽调制高压发生器；

所述脉宽调制高压发生器，用于根据所述控制指令产生高压波形并输出至 高压转换器；所述高压波形为一个幅度和时间均可调的脉冲电压；

转换控制信号电路，用于接收所述彩色超声诊断仪的负载电路发送的转换 指令，并将所述转换指令发送至所述高压转换器；

所述高压转换器，用于根据所述转换指令将所述高压波形转换至幅度小于 100伏以及转换速度小于等于600微妙的高压并输出。

基于上述技术方案，本发明实施例结合一个脉宽调制高压发生器即可实现 彩色超声诊断仪的高压转换，从而使得彩色超声诊断仪的高压转换既简单又便 捷，而且由于元件数量较少，使得系统体积、重量都较小，降低了系统发热以 及能量损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有彩色超声诊断仪进入CFM模式后的电压波形图；

图2为现有彩色超声诊断仪的复合式高压切换系统的结构图；

图3为本发明实施例提供的一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换方法 的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换装置 的结构图；

图5为本发明实施例提供的PWM高压发生器401输出的高压波形P1与 高压转换器403输出的高压脉冲P的关系示意图；

图6为图4所示的高压转换装置的可用能量与耗散能量的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种高压转换器403输出的高压脉冲P的波形 图；

图8为本发明实施例提供的另一种PWM高压发生器401输出的高压波形 P1与高压转换器403输出的高压脉冲P的关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换方法及装置， 用于对彩色超声诊断仪进行高压转换。本发明实施例使得彩色超声诊断仪的高 压转换既简单又便捷，而且由于元件数量较少，使得系统体积、重量都较小， 降低了系统发热以及能量损耗。以下通过具体的实施例进行详细说明。

实施例一：

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种应用于彩色超声诊断仪的高 压转换方法的流程图。如图3所示，该方法可以包括以下步骤：

301、脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制信号电路接收彩色 超声诊断仪的负载电路发送的控制指令，并将该控制指令发送至PWM高压发 生器。

本实施例中，彩色超声诊断仪的负载电路是指彩色超声诊断仪的超声发射 电路。

本实施例中，彩色超声诊断仪的负载电路发送的控制指令用于指示PWM 高压发生器产生高压波形并输出至高压转换器。

302、PWM高压发生器根据该控制指令产生高压波形并输出至高压转换 器；其中，高压波形为一个幅度和时间均可调的脉冲电压。

作为一种可选的实施方式，PWM高压发生器可以根据该控制指令将12V 电压转换成高压波形并输出至高压转换器。其中，PWM高压发生器的具体结 构以及功能属于本领域技术人员所公知的常识，本发明实施例不作赘述。

303、转换控制信号电路接收彩色超声诊断仪的负载电路发送的转换指令， 并将该转换指令发送至高压转换器。

本实施例中，上述转换指令至少携带有将高压波形转换成高压所对应的幅 度信息以及转换速度信息。

304、高压转换器根据该转换指令将PWM高压发生器输出的高压波形转换 至幅度小于100伏以及转换速度小于等于600微妙的高压并输出。

举例来说，高压转换器可以根据该转换指令将PWM高压发生器输出的高 压波形转换至幅度为50V或75V的，转换速度小于等于600微妙的高压并输出。

本实施例中，PWM控制信号电路是一种将彩色超声诊断仪的负载电路发 送的控制指令在低端取一值并发送至PWM高压发生器，使PWM高压发生器在 脉冲开始时先于高压转换器转换前开始工作，并在脉冲结束时滞后于高压转换 器转换后再停止工作的电路。

相应地，本实施例中，转换控制信号电路是一种将彩色超声诊断仪的负载 电路发送的控制指令在高端取一值并发送至高压转换器，使高压转换器在脉冲 开始时延迟于PWM高压发生器进行转换，并在脉冲结束时提前于PWM高压发 生器结束的电路。

本实施例结合一个PWM高压发生器即可实现彩色超声诊断仪的高压转 换，从而使得彩色超声诊断仪的高压转换既简单又便捷，而且由于元件数量较 少，使得系统体积、重量都较小，降低了系统发热以及能量损耗。

实施例二：

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种应用于彩色超声诊断仪的高 压转换装置的结构图。如图4所示，该装置可以包括PWM高压发生器401、 PWM控制信号电路402、高压转换器403和转换控制信号电路404。

其中，PWM控制信号电路402，用于接收彩色超声诊断仪的负载电路发送 的控制指令，并将控制指令发送至PWM高压发生器401；

PWM高压发生器401，用于根据该控制指令产生高压波形并输出至高压转 换器403；其中，该高压波形为一个幅度和时间均可调的脉冲电压；

转换控制信号电路404，用于接收彩色超声诊断仪的负载电路发送的转换 指令，并将该转换指令发送至高压转换器403；

高压转换器403，用于根据该转换指令将PWM高压发生器401输出的高压 波形转换至幅度小于100伏以及转换速度小于等于600微妙的高压并输出。

作为一种可选的实施方式，PWM高压发生器可以根据该控制指令将12V 电压转换成高压波形并输出至高压转换器。其中，PWM高压发生器的具体结 构以及功能属于本领域技术人员所公知的常识，本发明实施例不作赘述。

本实施例中，PWM高压发生器401的工作状态受控于PWM控制信号电 路402。其中，负载电路(超声发射电路)发出的控制指令和转换信号各自进 入PWM控制信号电路402与转换控制信号电路404，其中，PWM控制信号 电路402的导通电压比转换控制信号电路404的导通电压低，所以PWM控制 信号电路402会提前一段时间导通。经过一段时间后，PWM高压发生器401 输出PWM输出高压波形P1，这时转换控制信号电路404开始导通，高压转 换器403工作，高压转换器403打开其内部的电压开关，这时系统输出的高压 脉冲P是瞬间上升的，满足了彩色超声诊断仪的负载电路快速上升的要求。

而在高压波形P1结束时，转换控制信号404因为导通电压高，会在高压 波形P1结束时先于PWM控制信号电路402截止，提前送出截止信号，这时 高压转换器403将输出切换到低压状态，输出一个完整的需求高压脉冲P。

请一并参阅图5，图5是PWM高压发生器401输出的高压波形P1与高 压转换器403输出的高压脉冲P的关系示意图。其中，P也是高压转换装置的 输出高压脉冲，而P1是高压转换装置的PWM高压发生器401的输出高压脉 冲。可以看出，P1与P是一个点接触的类似于切线关系，极似于高频电路里 的包络线，因此，本实施例中提供的高压转换装置又可以称为“包络线式高压 转换装置”。

请一并参阅图6，图6是上述高压转换装置(即包络线式高压转换装置) 的可用能量与耗散能量的示意图。耗散能量1与可用能量2的关系可直接看出， 只有一少部分电能量损失掉了，大部分的能量被利用，减少了12V功率的用 电，这在电池供电的彩超中，意义更加深远。

本实施例中，高压转换装置(即包络线式高压转换装置)的另一个好处 是，减少了交叉调制的风险。在图2所示的方案中，高压切换器6的动作与高 压转换器8的动作要高度一致，否则就会出现高压脉冲P的波形前沿或者后沿 被切除掉的危险，例如高压切换器6如果滞后于高压转换器8，那么在跨电压 跳变的情况下，就会出现高压脉冲P的前沿“二台阶”现象，例如假设要输出一 个低压时20V，高压时70V的脉冲，高压切换器6滞后打开高压脉冲P会出 现如图7所示的波形现象，使负载电路无法正常工作。

而本实施例中，高压转换装置(即包络线式高压转换装置)在工作时， 就能在很大程度上避免上述情况的出现，请参阅图4，在设定PWM控制信号 电路402的值时，可略低一点，这样如果出现种种条件而引起时间上略有误差 时(例如各机器元件之间的差异等)，控制的范围就会大得多，可以参照附图 8，附图8脉冲a为PWM控制信号电路的值为理想状态时的脉冲，脉冲b为 PWM控制信号电路受控点值略低时的情况，这时高压波形P1与系统输出高 压脉冲P已经不是切点关系了，而是相差了一定的值，这时散耗能量1的值会 大些，但即使高压波形P1有些超前或者滞后，也能保证输出高压脉冲P的值 准确无变形，虽然这时的耗散功率略有增加，但稳定性却大大提高了。

基于上述技术方案，本发明实施例结合一个PWM高压发生器即可实现彩 色超声诊断仪的高压转换，从而使得彩色超声诊断仪的高压转换既简单又便 捷，而且由于元件数量较少，使得系统体积、重量都较小，降低了系统发热以 及能量损耗。

以上对本发明所提供的一种应用于彩色超声诊断仪的高压转换方法及装 置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了 阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时， 对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围 上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。