一种超声治疗头负载检测电路及超声治疗设备的制作方法

本申请涉及超声治疗设备，特别是涉及一种超声治疗头负载检测电路及超声治疗设备。

背景技术：

1、超声治疗设备广泛应用于理疗、康复治疗以及医疗美容等领域，其通常通过驱动电路产生高频交变电信号，并利用治疗头内的压电换能器将电能转换为机械振动能，从而向人体组织传递超声能量。在超声治疗过程中，治疗头与人体皮肤之间的接触状态会直接影响能量传递效果以及治疗头的电气负载特性，因此需要对治疗头的负载状态进行检测，以保证设备能够根据实际工作状态进行输出控制。

2、现有超声治疗设备通常仅通过温度检测方式对治疗头工作状态进行保护，例如采用温度传感器（ntc）采集治疗头温度，当检测到温度超过预设值时进行保护控制。然而，该方式主要针对治疗头温升后的结果进行检测，无法在治疗头未接触人体、接触不良或者处于异常负载状态时及时获取负载变化信息。在治疗头空载或负载异常情况下，驱动电路仍可能持续输出高频能量，使治疗头无法有效将能量传递至人体，容易导致治疗头温度快速升高，影响设备使用安全性。同时，由于无法及时识别负载状态，设备可能持续输出无效能量，降低能量利用效率。

3、因此，提供一种超声治疗头负载检测电路，对治疗头负载状态进行有效检测，是本领域人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种超声治疗头负载检测电路及超声治疗设备，以解决对超声治疗头负载的负载状态检测不准确的问题。

2、为解决上述问题，本申请实施例提供一种超声治疗头负载检测电路，包括：超声驱动模块、负载电流检测模块、负载电压检测模块、相位检测模块以及控制模块；

3、所述超声驱动模块与超声治疗头连接，用于向所述超声治疗头输出高频驱动信号，以驱动所述超声治疗头产生超声振动；

4、所述负载电流检测模块与所述超声驱动模块连接，用于采集所述超声治疗头工作过程中的驱动电流信号；

5、所述负载电压检测模块与所述超声治疗头连接，用于采集所述超声治疗头工作过程中的输出电压信号；

6、所述相位检测模块分别与所述负载电压检测模块以及所述负载电流检测模块对应连接，用于分别获取所述输出电压信号和所述驱动电流信号对应的相位检测信号，并确定所述输出电压信号与所述驱动电流信号之间的相位关系；

7、所述控制模块分别与所述负载电流检测模块、所述负载电压检测模块以及所述相位检测模块连接，用于根据所述驱动电流信号和所述输出电压信号确定所述超声治疗头的等效阻抗，并结合所述相位关系确定所述超声治疗头的负载状态。

8、可选地，所述超声驱动模块包括驱动芯片、第一功率开关管、第二功率开关管、驱动变压器以及谐振匹配电路；

9、所述驱动芯片分别与所述第一功率开关管的控制端和所述第二功率开关管的控制端连接，用于控制所述第一功率开关管和所述第二功率开关管交替导通；

10、所述第一功率开关管和所述第二功率开关管连接于所述驱动变压器的输入侧，形成交替导通的功率驱动回路；

11、所述驱动变压器的输出侧通过所述谐振匹配电路与所述超声治疗头连接。

12、可选地，所述负载电流检测模块包括电流采样单元、滤波单元、信号放大单元以及模数转换单元；

13、所述电流采样单元串联设置于所述超声驱动模块与所述超声治疗头之间的电流传输路径中，用于采集驱动电流对应的采样信号；

14、所述滤波单元与所述电流采样单元连接，用于滤除所述采样信号中的高频干扰；

15、所述信号放大单元与所述滤波单元连接，用于对滤波后的采样信号进行放大；

16、所述模数转换单元与所述信号放大单元连接，用于将所述采样信号转换为数字检测信号并发送至所述控制模块。

17、可选地，所述负载电压检测模块包括隔离采样单元、电压幅值采集单元以及电压信号处理单元；

18、所述隔离采样单元连接于所述超声治疗头输出端，用于对所述超声治疗头两端的输出电压进行隔离采样；

19、所述电压幅值采集单元用于根据采样后的电压信号获取电压幅值信息；

20、所述电压信号处理单元用于对所述电压信号进行放大和调理，并输出至所述控制模块。

21、可选地，所述相位检测模块包括电压相位检测单元以及电流相位检测单元；

22、所述电压相位检测单元用于将采集的输出电压信号转换为与所述输出电压信号相对应的电压相位检测信号；

23、所述电流相位检测单元用于将采集的驱动电流信号转换为与所述驱动电流信号相对应的电流相位检测信号；

24、所述控制模块根据所述电压相位检测信号和所述电流相位检测信号确定所述超声治疗头的负载状态。

25、可选地，所述负载电压检测模块包括电压采样控制开关；

26、所述电压采样控制开关与所述控制模块连接，所述控制模块控制所述电压采样控制开关在所述输出电压信号的预设采样时间窗口内导通，以采集所述输出电压信号的目标周期区间。

27、可选地，所述负载电流检测模块包括电流采样控制开关；

28、所述电流采样开关与所述控制模块连接，所述控制模块控制所述电流采样开关在所述驱动电流信号对应的预设采样时间窗口内导通，以获取所述驱动电流信号的目标周期区间。

29、可选地，所述控制模块用于根据所述等效阻抗以及所述相位关系对应的预设判断条件，确定所述超声治疗头处于空载状态、正常负载状态或者异常负载状态。

30、可选地，当所述控制模块判断所述超声治疗头处于空载状态或者异常负载状态时，所述控制模块控制所述超声驱动模块降低输出功率或者停止输出驱动信号。

31、为解决上述问题，本申请实施例还提供一种超声治疗设备，包括上述的超声治疗头负载检测电路。

32、本申请所提供的超声治疗头负载检测电路，设置了超声驱动模块、负载电流检测模块、负载电压检测模块、相位检测模块以及控制模块，通过负载电流检测模块获取治疗头工作过程中的驱动电流信号，通过负载电压检测模块获取输出电压信号，并通过相位检测模块获取电压信号与电流信号之间的相位关系，使控制模块能够基于多个维度的检测参数对超声治疗头的负载状态进行判断。相比于仅通过单一参数进行状态判断的检测方式，本申请通过同时获取电流、电压以及相位信息，提高了负载状态检测的信息维度，降低了因单一检测参数变化导致判断不准确的问题，从而提高了超声治疗头负载检测的准确性和可靠性。此外，本申请在超声治疗头驱动过程中实时获取与负载状态相关的电气参数，使控制模块能够及时获知治疗头当前工作状态，为超声治疗设备根据负载变化进行后续控制提供依据，有利于提高超声治疗设备运行过程中的稳定性和安全性。

33、本申请还提供一种超声治疗设备，包括上述超声治疗头负载检测电路，效果同上。

1.一种超声治疗头负载检测电路，其特征在于，包括：超声驱动模块、负载电流检测模块、负载电压检测模块、相位检测模块以及控制模块；

2.根据权利要求1所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述超声驱动模块包括驱动芯片、第一功率开关管、第二功率开关管、驱动变压器以及谐振匹配电路；

3.根据权利要求1所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述负载电流检测模块包括电流采样单元、滤波单元、信号放大单元以及模数转换单元；

4.根据权利要求1所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述负载电压检测模块包括隔离采样单元、电压幅值采集单元以及电压信号处理单元；

5.根据权利要求1所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述相位检测模块包括电压相位检测单元以及电流相位检测单元；

6.根据权利要求5所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述负载电压检测模块包括电压采样控制开关；

7.根据权利要求5所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述负载电流检测模块包括电流采样控制开关；

8.根据权利要求1所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，所述控制模块用于根据所述等效阻抗以及所述相位关系对应的预设判断条件，确定所述超声治疗头处于空载状态、正常负载状态或者异常负载状态。

9.根据权利要求8所述的超声治疗头负载检测电路，其特征在于，当所述控制模块判断所述超声治疗头处于空载状态或者异常负载状态时，所述控制模块控制所述超声驱动模块降低输出功率或者停止输出驱动信号。

10.一种超声治疗设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的超声治疗头负载检测电路。