Hvernig á að stjórna krafti díóða í lækningaleysikerfum?

1, meginreglan um aflstýringu: lokað-lykkjustjórnun byggð á eiginleikum hálfleiðara
Aflframleiðsla leysidíóða er í meginatriðum straumdrifið raf-optískt umbreytingarferli. Kjarnaregluna má draga saman sem: að ná fram kraftmiklum stöðugleika úttaksafls með nákvæmri stjórn á akstursstraumi og rauntíma endurgjöf.
Lokað lykkja endurgjöf vélbúnaður
Til að vinna gegn áhrifum hitastigs, öldrunar og annarra þátta nota lækningaleysiskerfi almennt sjálfvirka aflstýringu (APC) tækni. Dæmigert ferli er:
Ljósaflskynjun: Rauntímavöktun á ljósafli úttaks í gegnum innbyggða- eða ytri ljósnema (eins og PIN-díóða), sem umbreytir því í rafmerki.
Villusamanburður: Berðu saman greiningarmerkið við forstillt aflgildi til að búa til villumerki.
Straumstilling: Eftir að villumerkið hefur verið unnið af PID-stýringunni er akstursstraumurinn stilltur á virkan hátt til að skila aflinu aftur í stillt gildi.
Til dæmis, í hálfleiðara lasermeðferðartækjum, getur APC kerfið brugðist við sveiflum í afl innan 0,1 sekúndu og tryggt úttaksstöðugleika betri en ± 1%.
2, Lykiltækni aflstýringar: Samvinnuframkvæmd á mörgum stigum fyrir nákvæma reglugerð
Kröfur um aflstýringu fyrir lækningaleysikerfi eru afar strangar, krefjast mikillar nákvæmni (± 1% - ± 5%), hraðsvörunar (míkrósekúndnastig) og breitt kraftsvið (millivött til hundrað wött stig). Til að ná þessu markmiði notar iðnaðurinn almennt eftirfarandi samsetningu tækni:

Samþætting stöðugra straumdrifs og stöðugra afldrifs
Stöðugur straumdrif: Veitir stöðugan straum í gegnum hár-nákvæmni stöðugar straumgjafar (svo sem MOSFET byggðar rofaaflgjafar), hentugur fyrir aðstæður eins og sjónsamskipti sem krefjast afar mikils straumstöðugleika.
Stöðugt afldrif: Með því að fylgjast með ljósaflinu og stilla strauminn í öfugan til að jafna upp hitastigsrek, hentar það fyrir aðstæður eins og læknisfræðilegar leysir sem krefjast stöðugs-langtímaúttaks.
Blendingsstilling: Í lækningatækjum eru kostir beggja oft sameinaðir, svo sem að nota stöðugan straumdrif sem grunn og innleiða aflstýringu með lokuðum-lykkju í gegnum APC, sem tryggir straumstöðugleika og vegur upp á móti hitaáhrifum.
Samvinnustýringartækni fyrir hitastig
Hitastig er stærsti uppspretta truflana í aflstýringu. Læknisleysiskerfi samþætta venjulega hálfleiðarakælara (TEC) til að stjórna hitastigi leysidíóða á virkan hátt með hitaorkuáhrifum. Til dæmis, í 808nm nær-innrauða leysimeðferðartækinu, getur TEC stjórnað hitastigi tengisins við 25 gráður ± 0,5 gráður, og minnkað sveiflur í krafti um 80%.
Stafræn stjórnunararkitektúr- með lokuðum lykkjum
Hefðbundin hermstýring hefur vandamál eins og erfiðleika við að stilla færibreytur og veikburða-truflunargetu. Nútíma lækningaleysiskerfi nota venjulega stafræna PID-stýringu, sem er útfærð í gegnum örgjörva (eins og ARM) eða FPGA
Sýnataka með mikilli nákvæmni: 16 bita ADC fangar ljósaflmerki með sýnatökuhraðanum 100kHz.
Aðlagandi reiknirit: stilltu PID breytur á virkan hátt (eins og hlutfallsstuðull Kp, samþættingartími Ti) byggt á rekstrarskilyrðum til að hámarka viðbragðshraða og stöðugleika.
Bilunargreining: Rauntímavöktun á breytum eins og straumi, spennu, hitastigi osfrv., kveikir á verndarbúnaði (svo sem yfirstraumslokun, hitaviðvörun).
Pulse Width Modulation (PWM) tækni
Í atburðarásum sem krefjast púlsúttaks, eins og leysislithotripsy og húðendurnýjunar, stjórnar PWM tækni meðalafli með því að stilla vinnulotu straumpúlsa. Til dæmis, í 1470nm leysigeislunaraðgerðum, getur púlstíðnin náð 10kHz og hægt er að stilla vinnuferilinn frá 0,1% til 100%, til að skipta úr örvattastigi fínn aðgerð yfir í hundrað watta hraðskurð.
3, Dæmigert notkunarsvið: frá lágmarks ífarandi skurðaðgerð til nákvæmrar fegurðar
Aflstýringartækni leysidíóða hefur djúpt farið inn í allt læknisfræðisviðið. Eftirfarandi eru þrjár dæmigerðar aðstæður:

Skurðaðgerðir: Jafnvægi mikils krafts og mikillar nákvæmni
Í skurðaðgerðum eins og hálskirtli í háls- og eyrnalækningum og uppgufun blöðruhálskirtils í þvagfæralækningum, heldur 1470nm leysidíóða úttakinu 50W-100W í gegnum APC kerfi, á meðan PWM tækni stjórnar púlsorku til að ná fram þriggja í einu áhrifum „skurðar+storknunar+sótthreinsunar“. Til dæmis er kraftsveifla ákveðins líkans af laserskurðarhnífi minni en ± 2%, sem tryggir slétt sár og dregur úr blæðingum um 70%.
Endurhæfingarmeðferð: Lítið afl og stöðugleiki til lengri tíma-
Í 808nm nær-innrauða leysimeðferðartækinu þarf aflið að vera stöðugt við 0,5W-5W í langan tíma til að virkja stöðugt frumuhvatbera og stuðla að viðgerð vefja. Með TEC hitastýringu og stafrænni PID-stýringu getur tækið viðhaldið aflsveiflum á<± 1.5% during 4-hour continuous operation, significantly improving the treatment effect of chronic pain, arthritis and other diseases.
Fegurð og lýtalækningar: Samvinna fjölbylgjulengdar og fjölhams
Í forritum eins og háreyðingu leysir, endurnýjun húðar og örfjarlægingu, þarf tækið að stilla kraft sinn í samræmi við húðgerðina (eins og Fitzpatrick flokkun). Til dæmis, fjölnota snyrtibúnaður samþættir 650nm leysidíóða með tvíbylgjulengd (e. húðþekjuviðgerð) og 980nm (djúphitun), sem stjórna aflrásunum tveimur í gegnum APC kerfi og sameina PWM tækni til að ná fram aðlögun púlsorkuhallans, til að mæta persónulegum meðferðarþörfum.