Yüksek frekans akım transformatörsüz elektrocerrahi jeneratörü tasarımı ve gerçeklemesi
Generator design without rf transformer for electrocoter device
- Tez No: 666647
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SAVAŞ ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrocerrahi, Electrosurgery
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde yüksek frekans akım (YFA) transformatörü kullanılmayan elektrocerrahi jeneratör (ECJ) tasarımı ve gerçeklemesi yapılmıştır. ECJ'ler cerrahi operasyonlarda dokuların kesilmesi ve koterizasyonu işlemleri için kullanılırlar. Mevcut ECJ'lerde YFA katında kullanılan radyo frekans (RF) transformatörü ile yüksek frekans anahtarlaması yaparak çıkış gücü düzenlemesi yaparlar. Ancak, yüksek frekansla anahtarlama RF transformatörü çıkışında zıt elektromotor kuvveti etkileri ile oluşan yüksek genlikli ani gerilim değerlerine ve elektrocerrahi kesim kipi işleminde cihaz ucunda alev uzamalarına neden olmaktadır. Bu da cerrahi operasyonlarda istenilmeyen yanık veya doku hasarına neden olabilir. Bu tezde, YFA transformatörü kullanılmadan yüksek gerilimli doğru akım devresi ve anahtarlaması ile çalışan yeni bir ECJ cihazı tasarımı ve gerçeklemesi yapılmıştır. Geliştirilen ECJ, tek kutuplu tipte olduğu için RF transformatörsüz uygulanmış ve YFA için ihtiyaç duyulan doğru akım kaynağı tasarımı yapılmıştır. Çıkış güç katında MOSFET'lerden oluşan H köprü için görev oranı %40-%60 aralığında değiştirilebilen darbe genişlik modülasyonu (PWM) işareti ile kullanılmıştır. 500KHz-1MHz bandında ayarlanabilir bir frekansa sahip olan PWM, çıkış gücü regülasyonu için mikrodenetleyicide görev oranı olarak üretilir. ECJ'nin çıkış güç düzenlemesi yükün çektiği çıkış akımının ölçülüp, bir oransal integral türev denetleyici ile sağlanmıştır. Tasarlanan ECJ yük empedansı değişimine göre sistem çıkışının arzu edilen güç değerinde sabit kalması sağlamıştır. Deneysel ölçümler 320V DA ve 500KHz'lik anahtarlama frekansında yapılmıştır. Tasarlanan ECJ ile tavuk dokusu kesilmiş, elde edilen çıkış gerilim ve akım verileri MATLAB ortamında analiz edilmiştir. Çıkış gücü ortalaması, standart sapma ve güç çıkış karakteristiği analiz edilmiştir. Geliştirilen ve geleneksel ECJ cihazlarının performans karşılaştırması, tavuk dokusu üzerindeki etkiler için kesme kipinde gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The electrosurgical generators (ECJ) are used for cutting and cauterization of tissues in surgical operations. Available ECJs make high frequency switching to regulate the output power with the radio frequency (RF) transformer used in the high-frequency current (HFC) stage. However, this high-frequency switching causes not only high amplitude instantaneous voltage values owing to the effects of opposite electromotive force at the RF transformer output, but also flame elongation at the end of the device in electrosurgical cutting mode. These unwanted results may cause undesirable burns or tissue damage in surgical operations. In this thesis, a new ECJ device has been designed without using an HFC transformer via the developed high voltage direct current circuit. The developed ECJ has been implemented without RF transformer as the monopolar type ve the required direct current source design has been designed for HFC. For the H bridge consisting of MOSFETs in the output power stage, the duty ratio is used with the pulse width modulation (PWM) sign, which can be changed by 40%-60%. PWM having an adjustable frequency in the 500KHz-1MHz band is generated as the duty ratio in the microcontroller for output power regulation. The output power regulation of the ECJ is provided with a proportional integral derivative controller via measuring the output current depending on the load. The designed ECJ ensures that the system output remains constant at the desired power value according to the load impedance change. Experimental measurements were made at 300V DC and 500KHz switching frequency. Chicken tissue was cut with the designed ECJ, the obtained output voltage and current values were analyzed in MATLAB. The output power mean, standard deviation, and the power output characteristic was analyzed. The performance comparison of the developed and conventional ECJ devices was observed in the cutting mode for the effects on chicken tissue.
Benzer Tezler
- Switching mode power supply and fly back converter design
Başlık çevirisi yok
ERKİN CÜCE
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN TACER
- Design and implementation of LLC resonant converter and high frequency transformer
LLC rezonans çeviricisi ile yüksek frekans transformatörünün tasarımı ve gerçeklenmesi
NUR ELİF TOPUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ
- Thermal and structural analysis of oil-type transformators
Yağlı tip transformatörlerde termal ve yapısal analiz
BEYZA NUR DURSUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT EKİCİ
- Raylı ulaşım sistemlerinde tahrik amaçlı katı hal transformatörü kullanımı
The use of solid state transformer for traction in railway systems
UĞUR EMRE DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiRaylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
DR. ÖĞR. ÜYESİ OKTAY ARIKAN
- Yüksek doluluk oranlı ve yüksek verimli bir aktif bastırmalı ileri yönlü dönüştürücünün tasarımı
Design of an active clamp forward converter with high duty cycle and high efficiency
MURAT AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI BODUR