DE2821498C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzgenerator
zur Versorgung einer Elektroresektionselektrode
mit elektrischem Strom über einen Ausgangstransformator,
der mit einem Leistungsoszillator
verbunden ist, der von einem Schaltnetzteil
gespeist wird, das über eine Gleichrichter- und
Filterstufe an das Netz angeschlossen ist und eine
Schaltfrequenz über der Netzfrequenz hat, und wobei
der Hochfrequenzgenerator eine Einstellung für eine
"Schneide"-Betriebsart und eine "Koagulations"-Betriebsart
aufweist.
Derartige Hochfrequenzgeneratoren sind bekannt. Aus
der DE-AS 25 04 280 ist eine Vorrichtung zum Schneiden
und/oder Koagulieren menschlichen Gewebes mit
Hochfrequenzstrom bekannt. Hierbei wird die Intensität
des sich zwischen Elektrode und Gewebe ausbildenden
Lichtbogens mit einem Anzeigegerät elektronisch
mit einem Sollwertprogramm verglichen. Dieses
Anzeigegerät kann eine optische Zelle oder ein
Filter sein, welche bestimmte nicht gewollte Ströme
nicht hindurchläßt. Die optische Zelle kann leicht
durch andere Lichtquellen, die intensiv auf eine
Operationsstelle gerichtet werden, nachteilig beeinflußt
werden oder der Filter schaltet so abrupt,
daß ein "weiches" automatisches Nachregeln nicht
möglich ist.
Aus den US-PS 37 02 434 oder 38 85 569 sind regelnde
Stromversorgungen für eine schneidende Hochfrequenzelektrode
bekannt, die einfach angelegte Schaltungen
gegen Überspannungen oder Überintensitäten
aufweisen, welche aber kein "weiches" automatisches
Nachregeln ermöglichen, obwohl gemäß US-PS 37 02 434
ein Computer in die Regelschaltung eingegliedert
ist.
Andere Hochfrequenzgeneratoren weisen allgemein
einen Leistungsoszillator auf, der einen Ausgangstransformator
betreibt, dessen Sekundärwicklung an
der Schneideelektrode für Elektroresektion und der
Null-Platte angeschlossen ist. Dieser Oszillator
wird meistens von einer Gleichrichterbrücke gespeist,
der ein Umschalter nachgeschaltet ist, dessen
Aufgabe es ist, einen Kondensator entweder in
eine "Schneide"-Stellung, in welcher der Kondensator
die Schwingungen des Netzes filtert, oder in
eine "Koagulations"-Stellung zu schalten, in welcher
der Kondensator überbrückt ist, was eine in
der Amplitude modulierte Ausgangsspannung durch das
100-Hz-Netz ergibt.
Die meisten Generatoren regeln nicht
"weich" genug. Da die Impedanz eines Gewebes mit
der Schnittiefe abnimmt und die Ausgangsimpedanz
des Hochfrequenzgenerators gegenüber der Impedanz
des zu schneidenden Gewebes nicht vernachlässigbar
ist, so ergibt sich bei diesen Geräten ein bedeutender
Leistungsabfall, sobald die Elektrode in das
Gewebe hineingedrückt wird, was zu einem Verkleben
der Elektrode führen kann.
Wenn dagegen das Bedienungspersonal mit Hilfe eines
Einstellglieds (Potentiometer) eine für einen
tiefen Schnitt ausreichende Leistung anlegt, ergibt
sich unweigerlich eine "Abbrennschweißung" zu Beginn
und am Ende des Schnitts. Auf klinischer
Ebene äußert sich dies durch Nekrose (Brand) im Bereich
der von den Lichtbögen erreichten Zonen.
Außerdem ist in den bekannten Hochfrequenzgeneratoren
zur Speisung der Elektroresektionselektroden
die Modulation der Amplitude des Hochfrequenzsignals
nicht in kontinuierlicher Form modifizierbar,
woher sich die Unmöglichkeit einer genauen Dosierung
des Koagulationseffekts während der verschiedenen
Schnitte ergibt.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen
Generator verfügbar zu machen, der mit großer Zuverlässigkeit
arbeitet und dessen Ausgangsleistung
immer auf optimale Weise den Erfordernissen des
Schnitts "weich" regelnd angepaßt ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
bei einem Hochfrequenzgenerator der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß in einer automatisch
regelnden Ausgangsstufe ein Zweischleifen-Regelsystem
mit einem Rückführzweig vorgesehen ist, der
einen durch ein Einstellglied einstellbaren Anteil
der Ausgangsspannung auf eine Referenzspannung einregelt,
die sich aus einem festen Wert und einem
erhöhenden, dem Ausgangsstrom proportionalen Wert
zusammensetzt.
Andere bekannte Generatoren führen in Reihe mit dem
Ausgangskreis eine wechselnde Impedanz ein, welche
die Leistung dosieren soll aber zu Anpassungsschwierigkeiten
und Verhindern führt. Der erfindungsgemäße
Generator ermöglicht es, sich in jedem Fall
die an die Elektroresektionselektrode gelieferte
Leistung der Schnittbeanspruchung anzupassen. Außerdem
sind Vorrichtungen vorgesehen, um fortschreitend
und kontinuierlich die Dosierung der Koagulation
einzustellen, von der reinen Hochfrequenz bis
zum Schneiden mit sehr feinen Impulsen.
Diese Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen. Einzelheiten ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines allgemeinen
und eines speziellen Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen.
Es zeigt
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer
allgemeinen Ausführungsform;
Fig. 2 eine Darstellung der hochfrequenten Ausgangsspannung
in der "Schneide"-Stellung
des Generators;
Fig. 3 eine Darstellung der Änderung der Ausgangsspannung
in der "Koagulations"-Stellung des
Generators;
Fig. 4 ein Diagramm der Änderung der vom Generator
als Funktion der Belastung gelieferten Leistung;
Fig. 5 ein Schaltschema einer speziellen Ausführungsform;
und
Fig. 6 und 7 Darstellungen der Signalwellenform, wie sie
an verschiedenen Punkten der Generatorschaltung
gemäß Fig. 5 in der "Schneide"- bzw.
der "Koagulations"-Stellung dieses Generators
auftreten.
Zuerst werden mit Bezug auf die Fig. 1 die wesentlichen
Bestandteile beschrieben. Dieser Generator
ist insbesondere für die Speisung einer Elektroresektionselektrode
geeignet, die eine Schneidelektrode
1 aufweist, die dafür bestimmt ist, in
ein Gewebe, das an einer mit Masse verbundenen
Nullplatte 2 angeschlossen ist, einzuschneiden. Die
Schneideelektrode 1 ist mit einem Ende der Sekundärwicklung
eines Ausgangstransformators 3, der die
Hochfrequenzspannung Vs liefert, verbunden. Das
andere Ende der Sekundärwicklung ist über einen
Widerstand 4 mit Masse verbunden. Der Ausgangstransformator
3 ist mit dem Ausgang eines Leistungsoszillators
5 verbunden, der beispielsweise mit
einer Frequenz von 2 MHz arbeitet.
Ein Schaltnetzteil 6 ist direkt dem Leistungsoszillator
5 vorgeschaltet. Das Schaltnetzteil 6 wird
über eine Gleichrichter- und Filterstufe 7 aus dem
Netz mit Gleichspannung, beispielsweise +300 V,
versorgt.
Die vom Oszillator 5 gelieferte Hochfrequenzleistung
wird abhängig von zwei Größen geregelt.
Eine erste Regelung stellt eine Ausgangsspannung Vs
auf einen Wert ein, der von einem Leistungspotentiometer
8 bestimmt wird. Dieses Potentiometer 8
ist einerseits mit Masse und andererseits über eine
Diode 9 mit einem Abgriff der Sekundärwicklung des
Ausgangstransformators 3 verbunden, wobei an diesem
Abgriff ein Teil nVs der Ausgangsspannung erscheint.
Ein Kondensator 11 ist parallel zum Potentiometer 8
geschaltet.
Diese Regelschleife weist außerdem einen Komparator
12 auf, der den Bruchteil nVs der Größe der Ausgangsspannung
mit einer Sollspannung Vr vergleicht,
welche sich aus der Spannung Vr1 einer Konstantspannungsquelle
13 und einer modifizierenden, zweiten
Spannung Vr2 zusammensetzt. Durch diese zweite Spannung
Vr2 erfolgt eine Mitkopplung, die sich zu dem
vom zu schneidenden Gewebe absorbierten Strom proportional
verhält. Zu diesem Zweck ist die Konstantspannungsquelle
13 einerseits über einen Kondensator
14 mit Masse und andererseits über eine Diode
15 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand
4 und dem Ende der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators
3 verbunden. Wenn r die Größe des
Widerstands 4 und Is die Stärke des Ausgangsstroms
ist, wird die Spannung rIs, die eine relative Information
über den Ausgangsstrom Is darstellt, der
Bezugspannung Vr1 der Regelschleife hinzugefügt.
Mit anderen Worten, die gesamte Sollspannung Vr,
die dem Eingang des Komparators 12 zugeführt wird,
ist gleich der von der Quelle 13 gelieferten Bezugspannung
Vr1 vergrößert durch die zusätzliche Spannung
rIs=Vr2.
Der zweite Eingang des Komparators 12 ist mit dem
Schleifer des Potentiometers 8 verbunden. Dieser
zweite Eingang erhält die Spannung an Vs, die ein
Bruchteil der Ausgangsspannung Vs ist.
Das vom Komparator 12 gelieferte Ausgangssignal,
welches der Differenz zwischen den Spannungen Vr
und an Vs entspricht, wird an den Eingang eines
Verstärkers 16 anglegt, dessen Ausgang wiederum
mit einem Konverter 17 verbunden ist, hieraus ein
getastetes Signal ableitet.
Der Konverter 17 wird von einem Oszillator 18 getastet,
der beispielsweise mit 20 kHz arbeitet. Das
am Eingang des Konverters 17 angelegte Signal wird
dazu verwendet, die Zeiten des leitenden Zustands
des Umschalters (Transistor oder Thyristor) dieses
Konverters als Funktion des Eingangsspannungspegels
variieren zu lassen, und folglich, um das Tastverhältnis
des Ausgangssignals R als Funktion des Eingangssignals
abzuändern.
Das Ausgangssignal R des Konverters 17 wird an einen
Eingang eines UND-Gatters 19 angelegt, dessen
Ausgang mit dem Schaltnetzteil 6 verbunden ist und
die einen zweiten mit einem Umschalter 21 verbundenen
Eingang aufweist, der zwei Stellungen einnehmen
kann. Eine davon ist eine "Schneide"-Stellung
CP und die andere eine "Koagulations"-Stellung
CG. In der "Schneide"-Stellung CP ist der Umschalter
21 mit einer positiven Spannungsquelle +V verbunden,
wohingegen er in der "Koagulations"-Stellung
CG mit einem Regler 22 für das Tastverhältnis
verbunden ist, welches mit einem Potentiometer 23
einstellbar ist. Ein NF-Oszillator 24 ist vorgeschaltet.
Wenn der Umschalter 21 ist die "Schneide"-Stellung
CP geschaltet wird, ist das UND-Gatter 19 permanent
offen und das Ausgangssignal des Konverters 17 wird
an das Schaltnetzteil 6 gegeben. Dieses ermöglicht
einen Wirkungsgrad von 90%. Der Konverter 17 schaltet
sich ein, um die Zeit des leitenden Zustands
des Umschalters des Konverters 17 variieren zu lassen
und folglich auch die an den Oszillator gelieferte
Leistung, und zwar als Funktion der Amplitude
des Signals, das vom Komparator 12 geliefert wird.
Daraus ergibt sich eine Veränderung der Versorgungsspannung
des Oszillators 5 und damit eine Nachregelung
der Ausgangsspannung Vs auf den gewünschten
Sollwert.
Auf diese Weise erhält man eine Ausgangswechselspannung
Vs mit hoher Frequenz, wie sie im Diagramm
von Fig. 2 dargestellt ist. Die Strominformation
Vr2=rIs, die der Bezugsspannung Vr1 der unter
Spannung stehenden Steuerschleife hinzugeführt
wird, hat den Zweck, die Ausgangsspannung Vs um
einen Betrag zu vergrößern, der sich proportional
zur Vergrößerung der Belastung verhält.
Um die Auswirkungen, die den beiden Steuerschleifen
zugeschrieben werden, besser verstehen zu können,
wird die Stromwirkung zunächst unterdrückt.
Die vom Oszillator gelieferte Leistung ist von
der Form
mit Vs eff = wirksame Ausgangsspannung
Gu = Leitfähigkeit der Belastung (z. B. Gewebe).
Gu = Leitfähigkeit der Belastung (z. B. Gewebe).
Wenn die Ausgangsspannung gesteuert ist, dann ist
Die glieferte Leistung P ist also proportional
der Belastung, also der Schnittiefe, wie dieses
durch die gestrichelte Kurve I im Diagramm der
Fig. 4 dargestellt ist.
Die Mitkopplung vergrößert die Sollspannung Vr der
unter Spannung stehenden Regelschleife, was die
Vergrößerung der Leistung P als Funktion der Belastung
X noch mehr bewirkt, wie es der durchgezogenen
Kurve II in Fig. 4 zu entnehmen ist.
Wenn eine Koagulation bewirkt werden soll, wird der
Umschalter 21 in die Stellung CG geschaltet. In
diesem Fall empfängt der zweite Eingang des UND-Gatters
19 das Ausgangssignal des Reglers 22 für das
Tastverhältnis. Dieses Signal kommt vom NF-Oszillator
24, dessen Tastverhältnis durch den Regler 22
modifiziert wird. Folglich werden die Steuerimpulse
für das Schaltnetzteil 6 periodisch durch das UND-
Gatter 19 mit der Frequenz des NF-Oszillators 24
und während der Dauer der Regelung des Reglers 22
blockiert, was Unterbrechungen der Ausgangsspannung
Vs mit sich bringt, wie es in Fig. 3 dargestellt
ist. Die Dosierung der Koagulation wird mit Hilfe
des Potentiometers 23 erreicht, dessen Aufgabe es
ist, das Tastverhältnis zwischen 0 und 100% zu
variieren, wodurch eine kontinuierliche Veränderung
von der reinen Hochfrequenz (Fig. 2) bis zu sehr
feinen Hochfrequenz-Impulsen (Fig. 3) erreicht wird.
Es wird nun mit besonderem Bezug auf Fig. 5 ein
detailliertes Ausführungsbeispiel des Generators beschrieben,
bei dem die zuvor allgemein beschriebene
Doppelregelung verwendet wird.
Das Schaltnetzteil 6 wird mit Hilfe eines Transistorschalters
T9 verwirklicht, der die hohe Gleichspannung
(beispielsweise: +300 V) zerhackt, die am
Ausgang der Gleichrichter- und Filterstufe 7, die
am Netz mit 220 V oder 110 V angeschlossen ist, erhalten
wird, ohne daß ein 50-Hz-Transformator dazwischengeschaltet
sein muß. Diese Lösung bewirkt eine
wesentliche Verringerung des Gewichts, des Raumbedarfs
und eine Vergrößerung des Wirkungsgrads. Die
Gleichrichter- und Filterstufe 7 weist eine Gleichrichterbrücke
mit Dioden Dp2, einen vorgeschalteten
Widerstand R17, zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren
C1 und C2 und zwei in Serie geschaltete Widerstände
R18, R19 auf.
Der Transistorschalter T9 wird mit einer Frequenz
von 20 kHz aus dem gesperrten in den gesättigten
Zustand geschaltet in einer optimierten Schaltung,
die einen Transformator TR2, eine Induktivität L1
sowie Widerstände R20 und R21 aufweist. Ein Ende
der Sekundärwicklung des Transformators TR2 ist mit
einem Widerstand R20 verbunden, welcher mit der in
Reihe geschalteten Induktivität L1 mit der Basis
des Transistors T9 verbunden ist. Der Widerstand
R21 ist parallel zur Basis-Emitter-Strecke geschaltet
und andererseits liegt er an dem anderen Ende
der Sekundärwicklung des Transformators TR2. Eine
Schutzschaltung für den Transistor T9 gegen Kurzschlüsse
besteht aus einem Thyristor Th1, dessen
Anoden an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand
R20 und der Induktivität L1 angeschlossen
ist, dessen Kathode an der negativen Klemme der
Gleichrichterstufe 7 liegt, und dessen Steuerelektrode
am Schleifer eines Potentiometers P3 und an
einer Seite des Kondensators C4 anliegt. Diese
Schutzschaltung weist außerdem einen Widerstand
R22, der zwischen dem Potentiometer P3 und dem
Emitter des Transistors T9 liegt, und einen Widerstand
R24 auf, der zwischen diesem Emitter und der
negativen Masse geschaltet ist. Desgleichen ist ein
Schutzkreis für den Transistor T9 am Ausgang
vorgesehen. Dieser weist einen mit dem Kollektor
des Transistors T9 und der negativen Masse der
Gleichrichterstufe 7 über eine Diode D5 und einen
parallelgeschalteten Widerstand R23 verbundenen
Kondensator C3 auf.
Das Schaltnetzteil 6 weist außerdem einen Transformator
TR3 mit drei Wicklungen auf, einer Primärwicklung
zwischen dem Kollektor des Transistors
T9 und der positiven Klemme der Gleichrichterstufe
7, einer Sekundärwicklung mit einem Gleichrichter-
und Filterglied mit einer reihengeschalteten Diode
D6 und einer Induktivität L2 und einem parallelgeschalteten
Kondensator C18, sowie einer dritten
Wicklung mit einer zwischengeschalteten Diode D7,
die zwischen den positiven und negativen Anschlüssen
der Betriebsspannung liegen. Diese dritte
Wicklung gewinnt die in der Sekundärschaltung nicht
verbrauchte Energie zurück (im Falle, daß der Hochfrequenzoszillator
5 mit schwacher Leistung arbeitet),
wodurch ein Wirkungsgrad von 90% ermöglicht
wird, gleich wie groß die für den Schritt benötigte
Energie sein mag.
Parallelgeschaltet zur Primärwicklung des Transformators
TR3 ist ein Kreis, der Überspannungen unterdrückt.
Dieser Kreis weist eine Parallelschaltung
aus einem Widerstand R32 und einem Kondensator C16
auf, die selbst mit einer Diode D9 in Reihe geschaltet
ist.
Das Schema des Hochfrequenz-Leistungsoszillators 5
ist konventionell: Es besteht aus einem astabilen
Multivibrator mit zwei Transistoren T10 und T11,
die über Kondensatoren C5, C6 und Widerstände R25,
R26 gekoppelt sind, wobei der Multivibrator im
Gegentakt die Primärwicklung des Ausgangstransformators
3 speist. Ein Kondensator C7 liegt parallel
zu dieser Wicklung.
Die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 3
weist eine Anzapfung auf, die über einen Widerstand
27 mit Masse verbunden ist und welche eine zur
Amplitude der Ausgangsspannung proportionale Information
liefert. Die Strominformation wird an den
Klemmen eines Widerstands R31 gewonnen, der zwischen
den Emittern der beiden Transistoren T10, T11
und Masse geschaltet ist.
Die beiden für die Doppelregelung notwendigen Informationen,
d. h., die Spannungsinformation und die
Strominformation, werden an den Komparator 12 angelegt,
der aus einem Transistor T8 und einem Widerstand
R16 besteht. Zu diesem Zweck ist die Anzapfung
der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 3
mit der Basis des Transistors T8 über eine Diode
D8, einen Widerstand R28 und ein in Reihe geschaltetes
Potentiometer P2 verbunden, wobei der Verbindungspunkt
zwischen dem Widerstand R28 und dem Potentiometer
P2 über einen Kondensator C20 mit Masse
verbunden ist. Die Basis des Transistors ist mit
Masse über einen Widerstand R29 und einen Kondensator
C17, die parallel geschaltet sind, und mit
dem Kollektor über ein Potentiometer P4 und einen
Widerstand R30 verbunden. Der Emitter des Transistors
T8 ist über ein Widerstand R14 mit einer
Gleichspannungsversorgung verbunden, die einen ans
Netz angeschlossenen Transformator TR1, eine Gleichrichterbrücke
mit Dioden Dp1 und einer reihengeschalteten
Diode D1 umfaßt. Dieser Emitter ist desgleichen
mit zwei Transistoren T10, T11 verbunden,
d. h., mit dem Widerstand R31 über eine ZENER-Diode
D4, die die Bezugsspannung (Vr1) für die Regelung
liefert.
Der Kollektor des Transistors T8 ist mit einem Ende
des Widerstands R16 verbunden, dessen anderes Ende
an die Diode D1 über einen Widerstand R3, mit der
Basis eines Transistors T6 und mit Masse über einen
Widerstand R15 verbunden ist.
Dem Vorausgegangenen ist zu entnehmen, daß die
Bezugsspannung der Regelung durch die ZENER-Diode
D4 geliefert wird, die in Reihe mit der durch den
Widerstand R31 gegebenen Strominformation liegt,
daß die Ausgangsleistung von einem Spannungsteiler
bestimmt wird, der aus dem Potentiometer P2 und dem
Widerstand R29 besteht, und daß es Aufgabe des
Begrenzungswiderstands R28 ist, den Mindestwert
für die Ausgangsspannung festzusetzen.
Das verstärkte Signal, das am Kollektor des Transistors
T8 erscheint, liegt an der Basis des Transistors
T6, der als Stromquelle dient. Dieser Transistor
T6 ist eng mit den Transistoren T3, T4, T5
gekoppelt, um die für die Steuerung des Schaltnetzteils
notwendige Umwandlung der Fehlerspannung in
ein entsprechendes Tastverhältnis vorzunehmen.
Die Transistoren T3 und T4 bilden einen astabilen
Multivibrator, der bei einer Frequenz von 20 kHz
arbeitet. Zu diesem Zweck sind die Emitter Masse
und ihre Kollektoren und ihre Basen auf bekannte
Weise untereinander durch Kondensatoren C11, C12
und Widerstände R7, R8, R9, R10 gekoppelt. Ein
Kondensator C13 verbindet den Kollektor des Transistors
T4 mit dem des Transistors T6, dessen Emitter
mit der positiven Klemme der Versorgung über einen
Widerstand R21 verbunden ist. Der Kollektor des
Transistors T6 ist außerdem mit der Basis des Transistors
T5 verbunden, dessen Emitter mit Masse
verbunden und der Kollektor an der positiven Klemme
über einen Widerstand R12 angeschlossen ist. Dieser
Transistor T5 arbeitet als monostabiler Multivibrator,
bei dem die Dauer des quasi-stabilen Zustands
dank eines Stromgenerators, der aus dem Transistor
T6 und dem Widerstand R11 besteht, variabel ist.
Das Gerät weist außerdem einen Transistor T1 auf,
dessen Emitter mit Masse, dessen Kollektor mit der
positiven Klemme für die Versorgung über einen
Widerstand R6 und dessen Basis mit dem Verbindungspunkt
eines Spannungsteilers verbunden ist, der aus
zwei in Reihe geschalteten Widerständen R1 und R2
besteht. Dieser Transistor T1, der mit der Brücke
Dp1 und der Diode D1 verbunden ist, erzeugt Frequenzimpuls
von 100 Hz, die mit dem Netz synchron
sind. Diese Impulse werden über einen Kondensator
C10 und eine Diode D3 an die Basis eines Transistors
T2 angelegt, der einen monostabilen Multivibrator
darstellt. Der Verbindungspunkt zwischen
dem Kondensator C10 und der Diode D3 ist mit dem
Schleifer eines Potentiometers P1 verbunden, das in
Reihe mit einem Widerstand R5 an die Versorgungsklemmen
angeschlossen ist. Der Transistor T2 arbeitet
als Schalter zwischen blockiertem und gesättigtem
Zustand bei einer Frequenz von 20 kHz mit einem
Tastverhältnis, das zur verstärkten Fehlerspannung
proportional ist. Die Dauer des quasi-stabilen
Zustands des Transistors T2 ist zwischen 0 und
100% mittels eines Potentiometers P1 variabel.
Der Kollektor des Transistors T2 ist über einen
Widerstand R13 und einen Kondensator C14, die
parallel geschaltet, mit der Basis eines Transistors
T7 verbunden sind, dessen Emitter durch einen
Ein-Aus-Schalter INT mit Masser verbunden werden
kann, und dessen Kollektor einerseits über einen
Kondensator C15 mit Masse und andererseits mit
einem Ende der Primärwicklung des Transformators
TR2 verbunden ist, dessen anderes Ende mit der
positiven Klemme der Versorgung verbunden ist.
Die für die Koagulation notwendigen Unterbrechungen
werden durch die Einheit hervorgerufen, die die
Gleichrichterbrücke Dp1, die Diode D1 und die Transistoren
T1 und T2 enthält. Der Transistor T2 ist
mit dem Transistor T5 verbunden, um das logische
UND-Gatter 19 zu bilden, dessen Aufgabe es ist, die
20-kHz-Impulse mit dem Takt des 100-Hz-Signals zu
sperren. Die Signale des Tastbetriebs sind in den
Fig. 3 und 7 dargestellt. Die in den Darstellungen
7a, 7b, 7c, 7d, 7e und 7f wiedergegebenen
Signale erscheinen an verschiedenen Punkten der in
Fig. 5 dargestellten Schaltung, die mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sind.
Ein vollständiges Aufheben des Tastbetriebs bei
100 Hz kann dadurch erreicht werden, daß der Schieber
des Potentiometers P1 mit Masse verbunden wird.
In diesem Fall ist der Transistor T2 blockiert, was
den freien Durchgang der Steuerimpulse für das
Schaltnetzteil ermöglicht, also das Arbeiten bei
reiner Hochfrequenz. Diese Arbeitsweise ist in Fig. 6
wiedergegeben und dabei entsprechen die Darstellungen
6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f und 6g den Signalen,
die in der Schaltung nach Fig. 5 markiert sind.
Eines der Hauptmerkmale des erfindungsgemäßen Generators
ist darin zu sehen, daß nicht in Reihe mit
der Ausgangsschaltung eine veränderliche Impedanz
für die Dosierung der Energie eingefügt ist.
Abschließend sei bemerkt, daß im erfindungsgemäßen
Generator das System der Doppelregelung nicht nur
die Ausgangsimpedanz des Hochfrequenzgenerators
aufheben kann, diese kann sogar wegen der Mitkopplung
stark negativ gemacht werden.
Claims (7)
1. Hochfrequenzgenerator zur Versorgung einer Elektroresektionselektrode
mit elektrischem Strom über
einen Ausgangstransformator (3), der mit einem Leistungsoszillator
(5) verbunden ist, der von einem
Schaltnetzteil (6) gespeist wird, das über eine
Gleichrichter- und Filterstufe (7) an das Netz angeschlossen
ist und eine Schaltfrequenz über der Netzfrequenz
hat, und wobei der Hochfrequenzgenerator
eine Einstellung für eine "Schneide"-Betriebsart
und eine "Koagulations"-Betriebsart aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer automatisch
regelnden Ausgangsstufe ein Zweischleifen-Regelsystem
mit einem Rückführzweig vorgesehen ist, der
einen durch ein Einstellglied (8) einstellbaren Anteil
der Ausgangsspannung (Vs) auf eine Referenzspannung
(Vr) einregelt, die sich aus einem festen
Wert (Vr1) und einem erhöhenden, dem Ausgangsstrom
(Is) proportionalen Wert (Vr2) zusammensetzt.
2. Hochfrequenzgenerator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Komparators
(12) über einen Verstärker (16) mit einem
Konverter (17) verbunden ist, der von einem Oszillator
(18) konstanter Frequenz gespeist wird und
das Fehlersignal in eine Impulsfolge mit entsprechend
variiertem Tastverhältnis umwandelt, und daß
der Ausgang des Konverters (17) mit dem Eingang des
Schaltnetzteils (6) verbunden ist.
3. Hochfrequenzgenerator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsystem einen
Rückführzweig mit einer Diode (9) aufweist, die
einerseits an einer Anzapfung (nVs) der Sekundärwicklung
des Ausgangstransformators (3) und andererseits
an den Eingang eines Einstellglieds in der
Form eines Leistungspotentiometers (8) angeschlossen
ist, dessen Schleifer mit dem ersten Eingang
des Komparators (12) verbunden ist, wobei ein
Kondensator (11) parallel zum Potentiometer (8)
liegt.
4. Hochfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rückführzweig
eine Konstantspannungsquelle (13) vorgesehen ist,
die in Serie mit einem Kondensator (14) an dem
zweiten Eingang des Komparators (12) angeschlossen
ist, und daß der Ausgangsstrom des Leistungsoszillators
(5) über einen Strommeßwiderstand (4) geleitet
wird, der über eine Diode (15) mit dem Kondensator
(14) gekoppelt ist.
5. Hochfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein UND-Gatter (19)
vorgesehen ist, dessen Ausgang das Schaltnetzteil
(6) steuert, daß ein erster Eingang dieses UND-
Gatters (19) vom Komparator (12) gesteuert wird und
ein zweiter Eingang an einem Umschalter (21) angeschlossen
ist, der den zweiten Eingang in der
"Schneide"-Stellung (CP) mit einer konstanten Spannung
(+V) verbindet, oder in der "Koagulation"-
Stellung (CG) mit dem Ausgang eines Niederfrequenzoszillators
(24) verbindet, dessen Tastverhältnis
durch ein Einstellglied (23) eingestellt werden
kann.
6. Hochfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche
1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Transistor
(T2) einen monostabilen Multivibrator bildet, welcher
bei jedem Umschaltbeginn durch einen zweiten
Transistor (T1) in Gang gesetzt wird, um die Steuerimpulse
für das Schaltnetzteil (6), die aus dem Kollektor
eines dritten Transistors (T5) während einer
veränderlichen Zeitdauer ausgekoppelt werden, nach
einer bestimmten Zeitdauer zu unterbrechen, und daß
diese Zeitdauer von einem Potentiometer (P1)
bestimmt wird, und zwar mit Unterbrechungen im
Falle einer Koagulation bis zum Fehlen von Unterbrechung
(Dauerbetrieb) im Falle des Schneidens.
7. Hochfrequenzgenerator nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis der
Hochfrequenz-Ausgangssignale mit dem Potentiometer
(P1, 23) zwischen 0 und 100%, d. h., zwischen sehr
feinen Hochfrequenz-Impulsen und dauernd anliegender
Hochfrequenz in einem kontinuierlichen Übergang
variabel ist.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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