具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的用于导管的高压发生电路及消融工具。

图1为根据本发明第一个实施例的用于导管的高压发生电路的结构示意图，参考图1所示，该高压发生电路可包括：N个电压变换单元(N为大于1的整数)、N个储能单元、电压反馈单元200、第一控制单元300和第二控制单元400。

其中，N个电压变换单元的输入端并联后与高压发生电路的总输入端相连，N个电压变换单元的输出端串联后与高压发生电路的总输出端相连，N个储能单元与N个电压变换单元一一对应、且每个储能单元连接在相应电压变换单元的输出端之间，N个电压变换单元中的每个电压变换单元用以对总输入端的输入电压进行电压转换并给相应的储能单元充电；电压反馈单元200的检测端与总输出端相连，用于检测总输出端的输出电压得到反馈电压和调整反馈电压；第一控制单元300与电压反馈单元200的调整端相连，用于对电压反馈单元200进行控制以调整反馈电压；第二控制单元400与N个电压变换单元和电压反馈单元200的输出端相连，用于获取高压发生电路的目标电压，并根据目标电压和调整后的反馈电压对N个电压变换单元进行控制以调整总输出端的输出电压得到目标电压。

具体来说，电压变换单元以及储能单元可包括多个，具体个数可根据实际使用需求选择。作为一个具体示例，参考图1所示，该高压发生电路可包括四个电压变换单元(分别为电压变换单元111、121、131和141)以及四个储能单元(分别为储能单元112、122、132和142)。其中，电压变换单元111、121、131和141的第一输入端相连后与高压发生电路的总输入正端Vin相连；电压变换单元111、121、131和141的第二输入端相连后与高压发生电路的总输入负端GND相连；电压变换单元111的第一输出端与相应储能单元112的一端相连，电压变换单元111的第二输出端与相应储能单元112的另一端相连；电压变换单元121的第一输出端与相应储能单元122的一端以及储能单元112的另一端相连，电压变换单元121的第二输出端与相应储能单元122的另一端相连；电压变换单元131的第一输出端与相应储能单元132的一端以及储能单元122的另一端相连，电压变换单元131的第二输出端与相应储能单元132的另一端相连；电压变换单元141的第一输出端与相应储能单元142的一端、电流调整单元600的输入端以及储能单元132的另一端相连，电压变换单元141的第二输出端与相应储能单元142的另一端和高压发生电路的总输出负端GND相连。在高压发生电路工作时，电压变换单元111、121、131和141的输入端并联，能够获得相同的工作电压，但是由于电压变换单元111、121、131和141的输出端串联，因而电压变换单元141、131、121和111的输出端的电压将逐级增加，即储能单元142、132、122和112的一端的电压逐级增加，也即图1中D、C、B和A点的电压依次升高，例如，D点的电压为储能单元142的电压，C点的电压为储能单元142和132的电压之和，B点的电压为储能单元142、132和122的电压之和，A点的电压为储能单元142、132、122和112的电压之和。

电压反馈单元200的检测端与总输出正端Vout相连，用于检测总输出端的输出电压得到反馈电压，第一控制单元300与电压反馈单元200的调整端相连，通过对电压反馈单元200进行控制，可实现对反馈电压的调整，进而调整输出电压达到目标电压的速度，理想情况下可实现无极调节。举例来说，当需要将输出电压快速调节至目标电压时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较大的差值，基于较大的差值进行电压闭环调节，可实现输出电压的快速调节；反之，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较小的差值，基于较小的差值进行电压闭环调节，可实现输出电压的缓慢调节。

第二控制单元400可对多个电压变换单元进行控制，以实现总输出端的输出电压快速切换至目标电压，例如，假设每个储能单元对应的最高电压为500V，则电压可调节范围为0～2000V，当需要获得2000V的目标电压时，可控制四个电压变换电压同时工作给相应的储能单元充电，直至达到目标电压2000V，相较于仅采用一个电压变换单元，有效提高了输出电压的获取速度。而当目标电压由2000V切换至500V时，可使四个储能单元同时放电，相较于仅采用一个储能单元，放电时间更短，因而可以实现输出电压的快速切换。同时能够实现例如0～2000V的宽电压范围，而仅有一个电压变换单元的方案，要么无法实现如0～2000V的电压范围，要么即使能够实现也需要大体积的变压器和大功率晶体管，而本申请不仅可以实现宽范围电压输出，而且由于输出电压被分成N份，相当于低压控制，使得每个电压变换单元可采用较小的元器件实现。

进一步的，第二控制单元400在根据反馈电压和目标电压对多个电压变换单元进行控制时，可根据反馈电压与目标电压之间的差值来确定需要工作的电压变换单元以及需要充放电的储能单元和储能单元的充放电速度，以实现输出电压至目标电压的快速切换。例如，当需要将输出电压快速调节至目标电压时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较大的差值，第二控制单元400可根据目标电压确定当前需要工作的电压变换单元或需要充放电的储能单元，假设当前目标电压为2000V，那么需要四个电压变换单元均工作以给相应储能单元充电，同时第二控制单元400根据较大的差值对四个电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，进而实现输出电压至目标电压的快速调整。反之，当需要将输出电压缓慢调节至目标电压2000V时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较小的差值，第二控制单元400根据较小的差值可同时或逐个对四个电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，以实现输出电压至目标电压的缓慢调整。

由此，通过多个电压变换单元以及电压反馈单元能够实现输出电压快速切换至目标电压，提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

在一些实施例中，如图2所示，电压反馈单元200包括：电压采样子单元210和电压调整子单元220，其中，电压采样子单元210的一端与总输出正端Vout相连；电压调整子单元220的一端与电压采样子单元210的另一端相连且形成有第一节点P，第一节点P与第二控制单元400相连，电压调整子单元220的另一端与第一控制单元300相连。

可选的，如图3所示，电压采样子单元210包括：采样电阻R，采样电阻R的一端与总输出正端Vout相连；电压调整子单元220包括：电阻可调芯片RIC，电阻可调芯片RIC的第一端与采样电阻R的另一端相连，电阻可调芯片RIC的第二端接地，电阻可调芯片RIC的控制端与第一控制单元300相连。进一步地，第一控制单元300具体用于发送反馈电压调整指令至电阻可调芯片RIC，以便电阻可调芯片RIC根据反馈电压调整指令获取电阻调整量，并根据电阻调整量对自身电阻进行调整。

具体来说，采样电阻R和电阻可调芯片RIC串联形成电压采样电路，以采集总输出端的输出电压得到反馈电压，并发送给第二控制单元400，第一控制单元300可根据调节需求生成反馈电压调整指令，并发送给电阻可调芯片RIC，由电阻可调芯片RIC根据该指令改变自身的阻值，以改变反馈电压，进而使得第二控制单元400根据目标电压以及调整后的反馈电压可以快速调整总输出正端Vout的输出电压为目标电压。

举例来说，假设当前总输出正端Vout的输出电压为U1，且采样电阻R为固定值Rx，电阻可调芯片RIC初始阻值为Rx，若当前需要将总输出正端Vout的电压从U1降低至U2，则在不改变电阻可调芯片RIC的阻值的情况下，反馈电压为U1/2，第二控制单元400根据反馈电压可获得输出电压与目标电压之间的差值为U2-U1，此时根据电压差值U2-U1进行电压调整。而如果将电阻可调芯片RIC的阻值调整为Rx/2，那么反馈电压为U1/3，第二控制单元400根据反馈电压可获得输出电压与目标电压之间的差值为U2-U1*2/3，此时根据电压差值U2-U1*2/3进行电压调整。可以理解的是，U2-U1*2/3相较于U2-U1增大了，即电压差值变大了，因此根据变大的电压差值进行调整，可以实现输出电压的快速调节。由此，通过改变电阻可调芯片RIC的阻值可以达到快速调整总输出端的输出电压为目标电压。

反之，若需要缓慢调整总输出端的输出电压为目标电压，则可以将电阻可调芯片RIC的阻值调大，例如，将电阻可调芯片RIC的阻值调整为2Rx，那么反馈电压为U1*2/3，第二控制单元400根据反馈电压可获得输出电压与目标电压之间的差值为U2-U1*1/3，此时根据电压差值U2-U1*4/3进行电压调整。可以理解的是，U2-U1*4/3相较于U2-U1减小了，即电压差值变小了，因此根据变小的电压差值进行调整，可以实现输出电压的快速调节。

在一些实施例中，如图4所示，用于导管的高压发生电路还包括电压调整单元500，电压调整单元500的输入端与每个电压变换单元的输出端相连，电压调整单元500的输出端与总输出正端Vout相连，用以控制每个电压变换单元的输出端与总输出正端Vout之间的通断；第二控制单元400还用于根据目标电压和调整后的反馈电压对N个电压变换单元和电压调整单元500进行控制以调整总输出正端Vout的输出电压得到目标电压。

具体来说，电压调整单元500的第一输入端与电压变换单元111的第一输出端和相应储能单元112的一端相连，电压调整单元500的第二输入端与电压变换单元121的第一输出端、储能单元112的另一端和储能单元122的一端相连，电压调整单元500的第三输入端与电压变换单元131的第一输出端、储能单元122的另一端和储能单元132的一端相连，电压调整单元500的第四输入端与电压变换单元141的第一输出端、储能单元132的另一端和储能单元142的一端相连。

第二控制单元400获取高压发生电路的目标电压以及前述调整后的反馈电压，并根据目标电压和调整后的反馈电压对电压变换单元111、121、131、141以及电压调整单元500进行控制，以快速调整总输出端的输出电压为目标电压。例如，当需要将输出电压快速调节至目标电压时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较大的差值，第二控制单元400可根据目标电压确定当前需要工作的电压变换单元或需要充放电的储能单元，以及需要与总输出正端Vout相连通的电压变换单元，假设当前目标电压为2000V，那么需要电压变换单元111与总输出端Vout相连通，同时根据较大的差值对四个电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，进而实现输出电压至目标电压的快速调整。反之，当需要将输出电压缓慢调节至目标电压2000V时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较小的差值，第二控制单元400根据较小的差值可同时或逐个对四个电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，以实现输出电压至目标电压的缓慢调整。

又如，当需要将输出电压快速调节至目标电压300V时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较大的差值，第二控制单元400根据目标电压确定需要电压变换单元141与总输出端Vout相连通，同时根据较大的差值对该电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，进而实现输出电压至目标电压的快速调整。反之，当需要将输出电压缓慢调节至目标电压300V时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较小的差值，第二控制单元400根据较小的差值可对该电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，以实现输出电压至目标电压的缓慢调整。

由此，通过多个电压变换单元、电压反馈单元以及电压调整单元能够实现输出电压快速切换至目标电压，提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

进一步地，N个电压变换单元与N个储能单元配合以形成N个电压区间，第二控制单元400具体用于：获取目标电压对应的电压区间，根据目标电压对应的电压区间和调整后的反馈电压对N个电压变换单元和电压调整单元500进行控制。

具体来说，继续参考图4所示，四个电压变换单元和四个储能单元配合可以形成四个电压区间，假设点A、B、C和D的最高电压分别为2000V、1500V、1000V和500V，则形成的四个电压区间分别为[0V,500V]、[500V,1000V]、[1000V,1500V]和[1500V,2000V]。

当需要将输出电压快速调节至目标电压时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较大的差值，第二控制单元400可根据目标电压确定相应的电压区间，进而根据电压区间确定当前需要工作的电压变换单元或需要充放电的储能单元，以及需要与总输出正端Vout相连通的电压变换单元。假设当前目标电压为2000V，对应的电压区间为[1500V,2000V]，那么需要电压变换单元111与总输出端Vout相连通，同时根据较大的差值对四个电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，进而实现输出电压至目标电压的快速调整。反之，当需要将输出电压缓慢调节至目标电压2000V时，可通过第一控制单元300控制电压反馈单元200调整反馈电压，以使调整后的反馈电压对应的输出电压与目标电压之间具有较小的差值，第二控制单元400根据较小的差值可同时或逐个对四个电压变换单元进行控制给储能单元充电，并调整给储能单元的充电速度，以实现输出电压至目标电压的缓慢调整。由此，可实现输出电压至目标电压的快速调节。

在一些实施例中，如图4所示，用于导管的高压发生电路还包括：电流调整单元600，电流调整单元600的输入端与电压调整单元500的输出端相连，电流调整单元600的输出端与总输出正端Vout相连，用于调整总输出正端Vout的输出电流；第二控制单元400还用于获取高压发生电路的目标功率，并根据目标功率和调整后的反馈电压对N个电压变换单元、电压调整单元500和电流调整单元600进行控制，以调整总输出正端Vout的输出电压和输出电流得到目标功率。

具体来说，第二控制单元400可对电流调整单元600进行控制，通过改变电流调整单元600内置电阻的大小来改变总输出端的输出电流，例如电流调整单元600可以为电阻可无极调节的可变电阻器，通过改变可变电阻器的阻值，可直接将输出电流调整至所需电流，从而实现不同输出电流的快速切换。进一步的，第二控制单元400可通过对N个电压变换单元、电压调整单元500和电流调整单元600进行控制来实现输出电压、输出电流以及输出功率的灵活调节。具体来说，当仅对目标功率有要求的情况下，可通过前述方式调整总输出端的输出电压和/或输出电流，使得输出功率达到目标功率；当对目标功率和目标电压均有要求的情况下，可通过前述方式调整总输出端的输出电压，使其达到目标电压，而后通过调整电流调整单元600的内阻以改变输出电流，进而使得输出功率达到目标功率。

需要说明的是，第二控制单元400也可以通过对N个电压变换单元、电压调整单元500和电流调整单元600进行控制以实现目标功率的快速切换。举例来说，当仅对目标功率有要求的情况下，假设目标功率为1000w，而切换前目标电压为800V，若输出电流能够达到1.25A，那么此时通过调整输出电流即可实现目标功率的快速调节，相较于仅有一个电压变换单元和相应储能单元的方案，省去了输出电压调整的过程，而输出电压的调整涉及到充放电过程，因而具有电流调整单元600的目标功率的调整速度更快，且更节能。而对于对目标功率和目标电压均有要求的情况下，该实施例可实现范围内的任意目标电压和任意目标功率的输出，且两者之间可不具有约束关系，例如仅有一个电压变换单元和相应储能单元的方案，其目标功率和目标电压呈对应关系，无法实现灵活调节。

由此，通过多个电压变换单元、电压反馈单元、电压调整单元以及电流调整单元能够实现不同输出电压、输出电流以及输出功率的快速灵活切换。

在一些实施例中，如图5所示，电压调整单元500包括：N个第一开关，N个第一开关与N个电压变换单元一一对应，且每个第一开关串联在相应电压变换单元的输出端与总输出正端Vout之间。

具体来说，电压调整单元500包括四个第一开关，分别为第一开关S1、S2、S3和S4，第一开关S1、S2、S3和S4分别串联在相应电压变换单元的输出端与总输出正端Vout之间。通过控制第一开关S1、S2、S3和S4的通断来实现相应电压变换单元的电压输出，进而实现输出电压的快速切换，例如第一开关S4闭合，其余第一开关断开，则输出电压为VO，若闭合第一开关S1，其余第一开关断开，则输出电压为4VO，从而实现了输出电压从VO到4VO的快速切换，并扩展了输出电压范围。

在一些实施例中，如图5所示，电流调整单元600包括并联连接的M个电流调整支路，M为大于1的整数，且每个电流调整支路均包括：限流电阻(如R11)，限流电阻(如R11)的一端与电压调整单元500的输出端相连；限流开关(如S11)，限流开关(如S11)的一端与限流电阻(如R11)的另一端相连，限流开关(如S11)的另一端与总输出正端Vout相连。

具体来说，以四个电流调整支路为例进行说明，第一电流调整支路包括限流电阻R11和限流开关S11，限流电阻R11的一端与电压调整单元500的输出端相连，限流开关S11的一端与限流电阻R11的另一端相连，限流开关S11的另一端与总输出正端Vout相连；第二电流调整支路包括限流电阻R22和限流开关S22，限流电阻R22的一端与电压调整单元500的输出端相连，限流开关S22的一端与限流电阻R22的另一端相连，限流开关S22的另一端与总输出正端Vout相连；第三电流调整支路包括限流电阻R33和限流开关S33，限流电阻R33的一端与电压调整单元500的输出端相连，限流开关S33的一端与限流电阻R33的另一端相连，限流开关S33的另一端与总输出正端Vout相连；第四电流调整支路包括限流电阻R44和限流开关S44，限流电阻R44的一端与电压调整单元500的输出端相连，限流开关S44的一端与限流电阻R44的另一端相连，限流开关S44的另一端与总输出正端Vout相连。需要说明的是，限流电阻R11、R22、R33和R44的阻值可以相同也可以不同。

在高压发生电路工作时，如图5所示，第一至第四电流调整支路并联，每条电流调整支路获得的电压均为HV_OUT，通过控制电流调整支路中限流开关的通断来控制不同电流调整支路的通断状态，以根据导通的电流调整支路的限流电阻来调整总输出正端Vout的输出电流。例如，当输入至电流调整单元600的电压HV_OUT不变时，将限流开关S11闭合，其余限流开关断开，则输出电流为输入电压HV_OUT与限流电阻R11的比值，而将限流开关S11和S22闭合，其余限流开关断开，则输出电流为输入电压HV_OUT与限流电阻R11和R22并联后的比值，由此，可以实现输出电流的快速切换，即通过选取不同阻值的限流电阻，或者选取不同个数的限流电阻可以起到调整总输出正端Vout的输出电流的作用。

在一些实施例中，每个电压变换单元均为反激变换电路、正激变换电路、LLC谐振电路、推免电路或桥式电路。也就是说，本申请中的电压变换单元可以为反激变换电路、正激变换电路、LLC谐振电路、推免电路或桥式电路等等，且在使用过程中保证电压变换单元的类型一致，具体采用哪种方式可根据实际需求选择设置。

综上所述，根据本发明实施例的用于导管的高压发生电路，电压变换单元的输入端并联后与高压发生电路的总输入端相连，电压变换单元的输出端串联后与高压发生电路的总输出端相连，电压反馈单元的检测端与总输出端相连，用于检测总输出端的输出电压得到反馈电压和调整反馈电压，第一控制单元与电压反馈单元的调整端相连，用于对电压反馈单元进行控制以调整反馈电压，第二控制单元用于获取高压发生电路的目标电压，并根据目标电压和调整后的反馈电压对N个电压变换单元进行控制以调整总输出端的输出电压得到目标电压。由此，通过多个电压变换单元以及电压反馈单元能够实现输出电压快速切换至目标电压，提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

图6为根据本发明一个实施例的消融工具的结构示意图，参考图6所示，该消融工具1000包括上述用于导管的高压发生电路100。

根据本发明实施例的消融工具，通过上述的用于导管的高压发生电路，通过多个电压变换单元以及电压反馈单元能够实现输出电压快速切换至目标电压，提高了脉冲电场消融技术在心律失常治疗上的应用前景。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。