基于多MCU的高频电刀研制
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3 射频产生电路的设计
3．1高频信号的产生
高频信号的产生方法有多种，以往的高频电刀设计多是采用单片机直接产生或者利用脉宽调制器芯片控制功率驱动电路的PWM脉冲；而单片机产生的脉冲信号源由于是靠软件实现的，所以输出频率及步进受单片机时钟频率、指令数和指令执行周期的限制。本系统是由负责射频控制的MCU(M1)控制复杂可编程逻辑器件(CPLD)，从而产生控制功率驱动电路的方波。CPLD通过对晶振频率分频产生485 kHz的方波，驱动后续的功率电路。脉冲信号源的参数(频率、占空比)由负责射频控制的MCU设置，并通过SPI接口与CPLD通信，将波形参数发送到CPLD。本设计主要特点有：
(1)波形信号精度高、分辨率高、稳定性好，系统频率不会随工作时间出现漂移；
(2)波形的占空比等参数易于设置，从而可以灵活地控制和调节射频输出功率，以选择最佳的功率参数。
3．2 阻抗匹配网络和选频电路
射频功率放大电路要对CPLD产生的485 kHz方波进行放大，经阻抗变换和滤波电路将正弦波耦合到电极上。CPLD输出的方波首先要驱动功率MOS管，这样就实现了高频信号对直流电压的控制，即功率放大。此时经过放大的脉冲信号不是手术所需的高频高压电流，还要经过阻抗匹配和选频滤波才能形成手术所需的正弦波。由矩形脉冲信号的傅里叶分析可知，脉冲宽度为τ，幅度为E，重复周期为T1的矩形脉冲信号的基波幅度a1=(2E／π)sin(τ／T1π)，频带宽度B=2π／τ；因此通过改变CPLD产生方波的占空比，可以灵活的选择最佳输出功率和选频网络的参数。
3．3基于电源管理芯片的射频功率电源设计
针对高频电刀不同的工作模式需要不同的射频电路功率电压，设计了可由MCU控制的可调功率电压输出。以高频电刀使用电凝功能时为例，设计要求为：输入为37 V时，通过调整控制端，要求输出可以为13 V，17 V，21 V，25 V，29 V，最大电流为2．5 A。应用电路如图2所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/155312.htm
方案选择：设计采用LINEAR公司的LT1074芯片，Vin的范围达到7．3～45 V，Vout在2．21～0．85Vin范围可调，输出电流最大可达4．4 A，能满足设计要求。Vout计算公式：
故可通过MCU控制改变R2的值就可以得到相应的电压；经仿真，当R2的误差为5％时，Vout的误差在5％以内。
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