(57)【要約】  【課題】  電気手術装置に搭載でき、応答速度を低下することなく、ノイズの混入を除去ないしは低減することができる電気手術用電源装置を提供する。  【解決手段】  電気手術装置に搭載される電気手術用電源装置において、制御回路１３の信号入力部には、出力電圧指示信号がノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６を経て入力され、電源出力を分圧した出力電圧ＦＢ信号と共に、エラーアンプ４５、ＰＷＭ制御回路４６を経て、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の絶縁トランス４２の１次側に設けたスイッチング素子を駆動し、２次側に電力を伝達し、ダイオードブリッジ４３で整流し、カットオフ周波数を高くした出力平滑フィルタ１４で平滑して高速の応答を確保し、直流の電源出力を高周波発生回路に供給する。更に電源出力のグラウンドを、コンデンサ１５を介してフレームグラウンドに接続することにより、ノイズを低減した。【選択図】  図３
2005102750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気手術装置に搭載可能で、高周波を発生する高周波発生回路へ直流の出力電圧を発生する電気手術用電源装置において、
前記出力電圧を制御する指示信号が入力される信号入力部に設けられ、ノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズを除去するノイズ除去手段を具備したことを特徴とする電気手術用電源装置。
【請求項２】
前記出力電圧の出力端におけるグラウンドと、大地に接続されるフレームグラウンド間とを容量結合する容量結合手段を具備したことを特徴とする請求項１記載の電気手術用電源装置。
【請求項３】
前記ノイズ除去手段は、差動アンプを用いて構成されることを特徴とする請求項１記載の電気手術用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気手術装置に用いて好適な電気手術用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外科或いは内科手術においては、高周波電流を流すことにより患部を切開したり、凝固等の処置を行う電気手術装置がしばしば用いられる。  
図７は、従来の電気手術装置２１の構成を示す。  
この電気手術装置２１は、商用電源２２に接続されることにより商用電源が供給される電源装置２３と、この電源装置２３から供給される直流の電源出力を元に高周波出力を発生する高周波発生回路２４と、この高周波発生回路２４から出力される高周波出力の電圧、電流レベル等を検出するセンサ回路２５と、センサ回路２５から入力される検出結果を元に、電源装置２３と高周波発生回路２４とを制御するＣＰＵ回路２６とを備えて構成される。
【０００３】
また、高周波発生回路２４の高周波出力は、センサ回路２５を介して高周波出力コネクタ部２７と接続され、この高周波出力コネクタ部２７に接続される高周波焼灼処置具（高周波電気メスとも言う）に対して高周波電流を供給（出力）することにより切開や凝固等の処置を行う。  
また、ＣＰＵ回路２６は、センサ回路２５の検出結果をもとに電源装置２３に出力電圧を指示する（ことにより制御する）出力電圧指示信号を出力する。電源装置２３には、ＣＰＵ回路２６から出力電圧指示信号が入力され、この出力電圧指示信号に従った直流の電源出力を高周波発生回路２４に供給する。また、高周波発生回路２４は、電源装置２３から供給される直流の電源出力をもとに高周波出力を発生する。
【０００４】
以下、従来の電源装置２３の構成を説明する。  
この電源装置２３は、ＰＦＣ回路（力率改善回路）３１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２と、制御回路３３とから構成される。  
ＰＦＣ回路３１は、商用電源２２から入力された交流電力を直流電力に効率良く変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、制御回路３３から入力される出力電圧指示信号に対応して直流の高圧出力（電源出力）を発生し、その出力端からの電源出力を高周波発生回路２４に供給する。  
また、制御回路３３は、ＣＰＵ回路２６から入力される出力電圧指示信号と、電源出力の出力電圧をフィードバックした出力電圧ＦＢ信号を比較して、これらの信号からＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２を駆動制御する信号（具体的にはスイッチング素子駆動信号）をＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２に出力する。
【０００５】
図８は、図７に示す制御回路３３と共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の具体的な構成を示している。  
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴと略記）Ｑ１〜Ｑ４からなるＦＥＴブリッジ（スイッチング素子ブリッジ）４１と、絶縁トランス４２と、ダイオードブリッジ４３と、出力平滑フィルタ４４とから構成される。  
ＦＥＴブリッジ４１には、ＰＦＣ回路３１から直流電力が供給（入力）される。このＦＥＴブリッジ４１は、絶縁トランス４２の１次巻線に接続され、ＦＥＴブリッジ４１がスイッチングすることで２次巻線に電力が伝達される。
【０００６】
この絶縁トランス４２の２次巻線には、ダイオードブリッジ４３が接続され、このダイオードブリッジ４３により整流された脈流は、チョークコイル及びコンデンサからなる出力平滑フィルタ４４により平滑される。そして、平滑された直流の電源出力は高周波発生回路２４に供給される。なお、この電源出力における負極のラインは患者回路グラウンド（図７及び図８では患者ＧＮＤと略記）に接続される。  
また、この電源出力は、２つの分圧抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して適当な値の直流電圧に分圧され、出力電圧フィードバック信号（出力電圧ＦＢ信号と略記）として、制御回路３３のエラーアンプ（誤差増幅器）４５の一方の入力端に入力され、このエラーアンプ４５の他方の入力端には、基準となる出力電圧指示信号が入力される。  
そして、エラーアンプ４５は、両入力信号の比較結果をエラーアンプ出力信号としてＰＷＭ制御回路（パルス幅変調制御回路）４６に出力する。このＰＷＭ制御回路４６は、エラーアンプ出力の電圧値に応じて、パルス幅が異なるスイッチング素子駆動信号を出力する。
【０００７】
このスイッチング素子駆動信号は、図８に示すようにパルストランス等の絶縁素子４７を介してＦＥＴブリッジ４１を構成するＦＥＴＱ１〜Ｑ４のゲートに印加される。その結果、ＦＥＴブリッジ４１はスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）される。  
なお、ＦＥＴＱ１及びＱ２のドレインは、ＰＦＣ回路３１の正極側の出力端子に、ＦＥＴＱ１及びＱ２のソースは、それぞれＦＥＴＱ３及びＱ４のそれぞれドレインに接続されている。また、ＦＥＴＱ３及びＱ４のソースは、１次回路グラウンド（図８では１次ＧＮＤと略記）に接続されている。また、ＦＥＴＱ１及びＱ２の各ソースは、絶縁トランス４２の１次巻線の両端に接続され、その２次巻線には４つのダイオードにより構成されるダイオードブリッジ４３が接続されている。  
ここで、図８を用いて、制御回路３３の動作を説明する。まず、出力電圧指示信号と出力電圧ＦＢ信号が、エラーアンプ４５に入力される。出力電圧ＦＢ信号は、電源出力を抵抗分圧した信号であるので、電源出力に比例してその電圧値が変化する。  
エラーアンプ４５は、基準となる出力電圧指示信号と出力電圧ＦＢ信号を比較して、比較結果をＰＷＭ制御回路４６に出力する。  
ＰＷＭ制御回路４６は、図９に示す通り、エラーアンプ出力と基準のこぎり波を比較する比較器４８を有する。そして、その比較結果をスイッチング素子駆動信号として出力する。
【０００８】
具体的には、図１０に示すように基準のこぎり波の電圧が、エラーアンプ出力の電圧より高い時、スイッチング素子駆動信号を出力する。そして、スイッチング素子駆動信号が、絶縁素子４７を経てＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２のＦＥＴブリッジ４１を構成するＦＥＴＱ１〜Ｑ４に伝達される。  
ＰＷＭ制御回路４６の出力により、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２のＦＥＴブリッジ４１のＦＥＴＱ１及びＱ４と、ＦＥＴＱ２及びＱ３とが交互にＯＮ／ＯＦＦするように駆動制御されることで、絶縁トランス４２を経て２次側に電力が伝達される。そして、ダイオードブリッジ４３により整流され、さらに出力平滑フィルタ４４により平滑された直流の電源出力が高周波発生回路２４に供給される。  
このような制御を繰り返すことで、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、出力電圧指示信号に応じた電源出力を高周波発生回路２４に供給することができる。  
また、図８に示す通り、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力段には、出力電圧を平滑するための出力平滑フィルタ４４が設けられている。この出力平滑フィルタ４４はローパスフィルタとして機能するため、チョークコイルのインダクタンスＬｂ及び平滑用コンデンサの静電容量Ｃｂが大きい程、カットオフ周波数が低くなる。  
また、出力平滑フィルタ４４のカットオフ周波数が低い程、電源出力に含まれるノイズを少なくできる反面、電源出力の応答速度は遅くなる。  
従来の電源装置では、図８に示したように出力平滑フィルタ４４のカットオフ周波数を低くして応答速度を遅くすることで電源出力に含まれるノイズを除去していた。  
これにより、電源装置２３の制御回路３３に混入するノイズが少なくなり、電源出力を安定して供給することができた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら電気手術装置は、出力設定や負荷（患者の組織）の変動に対して、高速に応答することが必要であるが、従来例では出力平滑フィルタ４４のカットオフ周波数が低いため、応答速度を速めることが困難であった。  
電気手術装置の性能を満足するためには、出力平滑フィルタ４４のカットオフ周波数を例えば５００Ｈｚ以上にする必要があるが、このカットオフ周波数にした場合の従来例では、電源出力に含まれるノイズが増加してしまう。  
また、電気手術装置は、高周波出力により患者の治療を行うため、図７に示したように、その装置内部に高周波発生回路２４を設けている。そのため、高周波発生回路２４で発生したノイズが、装置内部に伝播してしまう。  
このため、電源装置２３の制御回路３３には、電源出力に含まれるノイズや高周波発生回路２４から回り込むノイズが混入してしまう。
【００１０】
出力電圧指示信号に混入したノイズがエラーアンプ４５を通過すると、ノイズを含んだ信号がＰＷＭ制御回路４６に入力される。  
すると、図１１に示す通り、ＰＷＭ制御回路４６から出力されるスイッチング素子駆動信号の周波数やパルス幅が不規則になってしまう。その結果、カットオフ周波数を５００Ｈｚ以上とした場合の従来例では、電源出力を安定して供給することができなくなる。    ここで、図１２を用いて、従来例の電気手術装置２１におけるノイズの伝播経路を説明する。  
電源装置２３の電源出力に含まれるノイズは、点線で示すように出力電圧指示信号に伝播して電源装置２３の制御回路３３に混入する。  
また、高周波発生回路２４から回り込むノイズは、点線で示すように電源出力や出力電圧指示信号に伝播して電源装置２３の制御回路３３に混入する。  
これらのノイズは、配線内を伝導するだけでなく、ノイズを含んだ配線から他の配線へ放射して伝播してしまう。
【００１１】
さらに、電源装置２３の制御回路３３は、大地に接続されるフレームグラウンド（ＦＧ）に対して浮いているため、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズの両方が問題となる。  
ノーマルモードノイズは、出力電圧指示信号の正極側ラインから負極となるグラウンド（ＧＮＤ）側のラインに流れ込むノイズであり、両ラインで位相が異なる。  
また、コモンモードノイズは、出力電圧指示信号からフレームグラウンド（ＦＧ）に流れ込むノイズであり、出力電圧指示信号の両ラインで位相が等しくなる。  
なお、出力電圧指示信号や制御回路３３の配線において、正極側ラインとグラウンド（ＧＮＤ）のインピーダンスがつり合っていない場合は、コモンモードノイズの差分がノーマルモードノイズに変換されてしまう。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、電気手術装置に搭載でき、応答速度を低下することなく、ノイズの混入を除去ないしは低減することができる電気手術用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、高周波を発生する高周波発生回路へ直流の出力電圧を発生する電気手術用電源装置において、
前記出力電圧を制御する指示信号が入力される信号入力部に設けられ、ノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズを除去するノイズ除去手段を具備したことを特徴とする。  上記構成による本電気手術用電源装置は、信号入力部に設けたノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズのノイズ除去手段によりノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズを有効に除去して、応答速度を低下することなく、ノイズの混入を除去ないしは低減化することができるようにしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高周波を発生する高周波発生回路への直流の出力電圧を発生する電気手術用電源装置において、
応答速度を低下することなく、ノーマルモードノイズ及びコモンモードノイズを除去ないしは低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
【実施例１】
【００１６】
図１から図４は本発明の実施例１に係り、図１は実施例１を備えた電気手術装置の外観を示し、図２は電気手術装置の内部構成を示し、図３はノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路を設けた実施例１の電源装置の主要部の構成を示し、図４は差動アンプを備えた実施例１の電源装置の主要部の構成を示す。  
図１に示すように電気手術装置１の筐体前面には、高周波出力コネクタ部２７が設けてあり、この高周波出力コネクタ部２７には高周波電気メス２に接続されたケーブル３のコネクタ４が着脱自在に接続される。  
また、この電気手術装置１には、フットスイッチ５が接続され、高周波出力のＯＮ／ＯＦＦ等の指示を行うことができる。
【００１７】
また、この電気手術装置１の操作パネル６には、切開や凝固等の処置に応じて、その処置に適した出力波形で高周波出力することができるように切開モード設定部７ａや凝固モード設定部７ｂ等が設けてあり、各モードでの出力設定や出力値を表示できるようにしている。  
そして、手術台８に載置された患者９に対して高周波電気メス２で切開や凝固等の処置を行うことができるようにしている。  
なお、図１では簡略的にバイポーラ方式の高周波電気メス２の場合で示しているが、対極板を用いたモノポーラ方式の高周波電気メスを接続して使用することもできる。  
この電気手術装置１の内部構成は図２に示すようになっている。図２に示す電気手術装置１は、実施例１の電源装置１１と、高周波発生回路２４と、センサ回路２５と、ＣＰＵ回路２６とからなる。  
ＣＰＵ回路２６にはフットスイッチ５と操作パネル６とが接続されている。
【００１８】
図２に示す電気手術装置１は、基本的には図７における電源装置２３の代わりに電源装置１１が採用されている。  
また、本実施例の電源装置１１は、ＰＦＣ回路３１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２と、制御回路１３とから構成される。ここで、ＰＦＣ回路３１は図７と同様に商用電源２２から供給される交流電力を直流電力に変換してＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に供給する。  
本実施例の電源装置１１におけるＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２と制御回路１３とは、図３に示すような構成である。  
図３に示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２は、図８に示すＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２において、出力平滑フィルタ４４の代わりに、より高いカットオフ周波数（具体的には５００Ｈｚ以上）となるインダクタンスＬａのチョークコイル及び静電容量Ｃａのコンデンサからなる出力平滑フィルタ（又はローパスフィルタ）１４を採用すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の患者回路ＧＮＤを容量結合手段としてのコンデンサ１５を介してフレームグラウンド（ＦＧと略記）に接続するようにしている。  
このコンデンサ１５としては、積層セラミックコンデンサ等、高い周波数までインピーダンスが小さい周波数特性が良好なコンデンサを用いている。積層セラミックコンデンサの他に、積層化してないセラミックコンデンサ、ポリエステルフィルムコンデンサやポリスチレンコンデンサ、マイカコンデンサ等でも良い。また、コンデンサ１５の静電容量は、例えば１０００ｐＦ程度である。
【００１９】
このＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴと略記）Ｑ１〜Ｑ４からなるＦＥＴブリッジ（スイッチング素子ブリッジ）４１と、絶縁トランス４２と、ダイオードブリッジ４３と、出力平滑フィルタ１４とから構成される。  
ＦＥＴブリッジ４１にはＰＦＣ回路３１から直流電力が供給（入力）される。このＦＥＴブリッジ４１は、絶縁トランス４２の１次巻線に接続され、ＦＥＴブリッジ４１がスイッチングすることで２次巻線に電力が伝達される。
【００２０】
この絶縁トランス４２の２次巻線には、ダイオードブリッジ４３が接続され、このダイオードブリッジ４３により整流された脈流は、チョークコイル及びコンデンサからなる出力平滑フィルタ１４により平滑され、平滑された直流の電源出力は、高周波発生回路２４に供給される。なお、この電源出力における負極のラインは、患者回路グラウンド（図２及び図３では患者ＧＮＤと略記）に接続される。  
また、この電源出力は、２つの分圧抵抗Ｒａ，Ｒｂを介して適当な値の直流電圧に分圧され、出力電圧フィードバック信号（出力電圧ＦＢ信号と略記）として、制御回路１３のエラーアンプ（誤差増幅器）４５の一方の入力端に入力される。
【００２１】
本実施例では、このエラーアンプ４５の他方の入力端には、基準となる出力電圧指示信号がノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６を介して入力される。  
そして、エラーアンプ４５は、両入力信号の比較結果をエラーアンプ出力信号としてＰＷＭ制御回路（パルス幅変調制御回路）４６に出力する。このＰＷＭ制御回路４６は、エラーアンプ出力の電圧値に応じて、パルス幅が異なるスイッチング素子駆動信号を出力する。  
このスイッチング素子駆動信号は、パルストランス等の絶縁素子４７を介してＦＥＴブリッジ４１を構成するＦＥＴＱ１〜Ｑ４のゲートに印加される。そして、ＦＥＴブリッジ４１はスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ）される。  
なお、ＦＥＴＱ１及びＱ２のドレインは、ＰＦＣ回路３１の正極側の出力端子に、ＦＥＴＱ１及びＱ２のソースは、それぞれＦＥＴＱ３及びＱ４のそれぞれドレインに接続されている。また、ＦＥＴＱ３及びＱ４のソースは、１次回路グラウンド（図３では１次ＧＮＤと略記）に接続されている。また、ＦＥＴＱ１及びＱ２の各ソースは、絶縁トランス４２の１次巻線の両端に接続され、その２次巻線には、４つのダイオードにより構成されるダイオードブリッジ４３が接続されている。  
従って、本実施例における制御回路１３は、図８の制御回路３３において、出力電圧指示信号が入力される信号入力部にノーマルモードノイズ（ディファレンシャルモードノイズとも言う）とコモンモードノイズとを除去ないしは低減するノイズ除去手段（ノイズ低減手段）としてノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６を設けた構成となっている。  
上述したように、エラーアンプ４５の入力端には、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の電源出力を抵抗Ｒａ、Ｒｂとで分圧した出力電圧ＦＢ信号と、出力電圧指示信号がその入力端に入力されるノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６の出力信号がそれぞれ入力される。  
図４は図３のノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６として、差動アンプ回路（差動増幅回路）１６Ａを用いた場合の制御回路１３等、電源装置１１の主要部の構成を示す。
【００２２】
図４は制御回路１３の信号入力部に、差動アンプ回路１６Ａを設けて、制御回路１３内のノーマルモードノイズとコモンモードノイズを除去ないしは低減するようにしたものである。  
この差動アンプ回路１６Ａの非反転及び反転入力端には、それぞれ抵抗Ｒ１及びＲ２を介して出力電圧指示信号が入力される。また、この差動アンプ回路１６Ａの非反転入力端は、抵抗Ｒ３を介して電源出力のグラウンドに接続される。また、反転入力端は、抵抗Ｒ４を介して差動アンプ回路１６Ａの出力端に接続される。この出力端は、エラーアンプ４５に接続される。
【００２３】
本実施例は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の出力平滑フィルタ１４のカットオフ周波数を高く設定して応答速度を向上するようにしている。この出力平滑フィルタ１４のカットオフ周波数を高く設定したことで、ノイズは増加するが、本実施例は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の出力端のグラウンドを容量結合手段を介してフレームグラウンド（ＦＧ）に接続してコモンモードノイズを低減すると共に、制御回路１３の信号入力部にノーマルモードノイズとコモンモードノイズを除去ないしは低減するノイズ除去手段を設けることにより、制御回路１３内のノイズの混入を除去ないしは低減できるようにしていることが特徴となっている。
【００２４】
このような構成による本実施例の作用を以下に説明する。
【００２５】
制御回路１３の信号入力部となるエラーアンプ４５には、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の出力電圧を分圧した出力電圧ＦＢ信号と、ノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６を通した出力電圧指示信号が入力される。
【００２６】
エラーアンプ４５に入力される出力電圧ＦＢ信号は、電源出力を抵抗分圧した信号であるので、電源出力に比例してその電圧値が変化する。  
エラーアンプ４５は、基準となる出力電圧指示信号と出力電圧ＦＢ信号を比較して、比較結果をＰＷＭ制御回路４６に出力する。  
ＰＷＭ制御回路４６は、図９で説明したように、エラーアンプ出力と基準のこぎり波を比較する比較器４８を有する。そして、その比較結果をスイッチング素子駆動信号として出力する。
【００２７】
具体的には、図１０に示したように基準のこぎり波の電圧が、エラーアンプ出力の電圧より高い時、スイッチング素子駆動信号を出力する。そして、スイッチング素子駆動信号が、絶縁素子４７を経てＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２のＦＥＴブリッジ４１を構成するＦＥＴＱ１〜Ｑ４に伝達される。  
ＰＷＭ制御回路４６の出力により、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２のＦＥＴブリッジ４１のＦＥＴＱ１及びＱ４と、ＦＥＴＱ２及びＱ３とが交互にＯＮ／ＯＦＦするように駆動制御されることで、絶縁トランス４２を経て２次側に電力が伝達される。そして、ダイオードブリッジ４３により整流され、さらに出力平滑フィルタ１４により平滑された直流の電源出力が高周波発生回路２４に供給される。  
このような制御を繰り返すことで、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２は、出力電圧指示信号に応じた電源出力を高周波発生回路２４に供給することができる。  
本実施例では、出力平滑フィルタ１４のカットオフ周波数を高く設定しているので、ノイズが増加するが、以下のようにしてそのノイズの混入を除去ないしは低減する。
【００２８】
図３に示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の電源出力のグラウンドとＦＧ（大地）をコンデンサ１５で容量結合することにより、電源出力のＧＮＤ電位を従来例よりも安定化でき、この電源出力から制御回路１３の信号入力部に混入するコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減することができる。  
つまり、コンデンサ１５でＦＧに容量結合することにより、電源出力のグラウンドとＦＧとの間のインピーダンスを下げて、電源出力のグラウンドに混入するコモンモードノイズを低減すると共に、出力平滑フィルタ１４を構成するコンデンサ（その静電容量Ｃａ）を介して正極側ラインに混入するコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減することができる。  
このようにして、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の電源出力のラインから制御回路１３側に回り込むノイズを低減することができる。
【００２９】
また、制御回路１３の信号入力部には、図４に示すように差動アンプ回路１６Ａを設けて、以下のようにコモンモードノイズを低減すると共に、制御回路１３内でのノーマルモードノイズの発生を抑制する。  
図４において、出力電圧指示信号をＶｉｎとし、この出力電圧指示信号Ｖｉｎに、図４に示すようにＶｎのコモンモードノイズが混入したとする。  
すると、差動アンプ回路１６Ａの非反転入力端、反転入力端にそれぞれ印加される信号は、Ｖｉｎ＋Ｖｎ、Ｖｎとなる。すると、差動アンプ回路１６Ａでは、Ｒ１＝Ｒ２及びＲ３＝Ｒ４としたとき、出力Ｖｏは、Ｖｏ＝（Ｒ３／Ｒ１）｛（Ｖｉｎ＋Ｖｎ）−Ｖｎ｝＝（Ｒ３／Ｒ１）×Ｖｉｎとなる。
【００３０】
よって、差動アンプ回路１６Ａを使用することで、出力電圧指示信号に混入するコモンモードノイズを除去することができる。また、この制御回路１３の信号入力部でコモンモードノイズを除去することで、制御回路１３内でのノーマルモードノイズの発生を抑制して、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの除去ないしは低減することができる。  
差動アンプ回路１６Ａのノイズ除去特性は、差動アンプ回路１６ＡのＣＭＲＲ（同相成分除去比）で決定され、通常８０ｄＢ程度であり、十分にコモンモードノイズを抑制できる。  
なお、ＣＭＲＲの周波数特性の影響により、ノイズ除去特性は、周波数が高い程低下する傾向を持つが、出力平滑フィルタ１４のカットオフ周波数（例えば５００Ｈｚ）以上の周波数まではノイズ除去特性の低下を防止することができる。
【００３１】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の電源出力のグラウンドとＦＧを容量結合するコンデンサ１５としては、積層セラミックコンデンサなど周波数特性の良好なコンデンサを使用すると、必要とされる絶縁性を確保して、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを低減できる。  
このように本実施例によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２の出力平滑フィルタ１４のカットオフ周波数を高くして応答速度を向上できると共に、ノイズ除去手段を設けてノイズの低減を可能とし、安定した動作を実現できる。  
つまり、従来例のように、ノイズを除去するために電源出力の応答速度を遅くするのではなく、高速応答とノイズ除去を両立することができる。
【００３２】
従って、本実施例によれば、電源装置１１の高速応答を確保し、高周波電気メスの切開や凝固等の処置をノイズに影響されることなく、適切に行うことができる。この場合、本実施例では、従来例よりも電源出力の応答性を向上しているので、処置によって患者の組織が変化した場合にも、その変化に素早く応答した電源出力を供給できる。従って、より適切な電源供給が可能となる。  
また本実施例によれば、電源装置１１及び電気手術装置の信頼性を向上できる。
【実施例２】
【００３３】
次に本発明の実施例２を図５を参照して説明する。図５は実施例２における電源装置の主要部の構成を示す。本実施例では、図３のノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６として、インスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂを採用している。  
このインスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂの非反転入力端は、抵抗Ｒ３を介して電源出力のグラウンドに接続される。また、反転入力端は、抵抗Ｒ４を介してインスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂの出力端に接続される。  
図５において、出力電圧指示信号をＶｉｎ、コモンモードノイズをＶｎとすると、インスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂの非反転入力端、反転入力端に印加される信号は、それぞれＶｉｎ＋Ｖｎ、Ｖｎとなる。  
すると、インスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂでは、Ｒ１＝Ｒ２及びＲ３＝Ｒ４としたとき、出力Ｖｏは、Ｖｏ＝（Ｒ３／Ｒ１）｛（Ｖｉｎ＋Ｖｎ）−Ｖｎ｝＝（Ｒ３／Ｒ１）×Ｖｉｎとなる。  
よって、インスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂを使用することで、出力電圧指示信号に混入したコモンモードノイズを除去することができる。
【００３４】
また、制御回路１３の入力部でこのようにコモンモードノイズを除去することで、制御回路１３内でのノーマルモードノイズの発生を抑制することができる。  
インスツルメンテーションアンプ回路１６Ｂのノイズ除去特性は、インスツルメンテーションアンプ回路１６ＢのＣＭＲＲで決定される。この場合、インスツルメンテーションアンプ回路１６ＢのＣＭＲＲは、差動アンプ回路１６Ａの場合に比べてはるかに大きくできる（通常、数１０ｄＢ大きい）ので、よりノイズ除去の特性が向上する。  
なお、ＣＭＲＲの周波数特性の影響により、ノイズ除去特性は周波数が高い程、低下するが、実施例１の場合と同様に出力平滑フィルタ１４のカットオフ周波数以上の周波数まではノイス除去特性の低下を防止することができる。  
従って、本実施例によれば、実施例１と同様の効果を有すると共に、そのノイズ低減ないしは除去の機能をより向上できる。
【実施例３】
【００３５】
次に本発明の実施例３を図６を参照して説明する。図６は実施例３における電源装置の主要部の構成を示す。本実施例では、コモンモードチョークコイル２０を用いてノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路１６Ｃを形成している。  
コモンモードチョークコイル２０は、同相の信号（電流）に対してのみチョークコイルとして動作する。  
出力電圧指示信号が入力されると、コモンモードチョークコイル２０の一方の信号ラインと他方の帰還ラインの電流は逆向きとなるため、コモンモードチョークコイル２０内に発生する磁束は互いに打ち消し合い、チョークコイルを介挿しない状態に近い。
【００３６】
これに対して、コモンモードチョークコイル２０に、同相のコモンモードノイズが流れるとコモンモードチョークコイル２０内に発生する磁束は同じ向きとなって互いに強め合い、コモンモードノイズに対しては大きなインダクタンスを示してそのノイズが流れるのを抑制する。  
よって、コモンモードチョークコイルを使用することで、出力電圧指示信号に混入したコモンモードノイズを除去することができる。また、制御回路１３の入力部でコモンモードノイズを除去することで、制御回路１３内でのノーマルモードノイズの発生を抑制することができる。
【００３７】
コモンモードチョークコイル２０によるノイズ除去特性は、コモンモードチョークコイル２０のインダクタンスで決定される。そして、インダクタンスと巻線の浮遊容量の影響により、ノイズ除去特性は共振周波数より高い周波数で低下するが、このコモンモードチョークコイル２０の共振周波数を、出力平滑フィルタ１４によるカットオフ周波数より高い周波数に設定することによりその影響を軽減できる。  
なお、上述した各実施例を組み合わせる等して構成される実施例も本発明に属する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
電源装置が搭載された電気手術装置に、高周波電気メスを接続して切開や凝固等の処置を、殆どノイズに影響されることなく適切に行うことができる。
【００３９】
［付記］
１．請求項１において、前記ノイズ除去手段は、インスツルメンテーションアンプを用いて構成される。  
２．請求項１において、前記ノイズ除去手段は、コモンモードチョークコイルを用いて構成される  。
【００４０】
３．請求項２において、前記容量結合手段が、周波数特性の良好なコンデンサである。  ４．付記３において、前記コンデンサはセラミックコンデンサ又は積層セラミックコンデンサである。  
５．電気手術装置に搭載可能で、高周波を発生する高周波発生回路へ直流の出力電圧を発生する電気手術用電源装置において、
前記出力電圧を制御する指示信号が入力される信号入力部に設けられ、少なくともコモンモードノイズを除去ないしは低減するノイズ除去手段を具備したことを特徴とする電気手術用電源装置。  
６．電気手術装置に搭載可能で、高周波を発生する高周波発生回路へ直流の出力電圧を発生する電気手術用電源装置において、
前記出力電圧の出力部に設けた平滑フィルタのカットオフ周波数を高く設定する（応答速度を高速化する）と共に、前記出力電圧を制御する指示信号が入力される信号入力部に、コモンモードノイズを除去ないしは低減するノイズ除去手段を具備したことを特徴とする電気手術用電源装置。  
７．付記６において、前記平滑フィルタのカットオフ周波数は５００Ｈｚ以上である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１を備えた電気手術装置の外観図。
【図２】電気手術装置の内部構成を、実施例１の電源装置の構成と共に示すブロック図。
【図３】ノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路を設けた実施例１の電源装置の主要部の構成を示す回路図。
【図４】ノイズ除去手段として差動アンプを備えた実施例１の電源装置の主要部の構成を示す回路図。
【図５】ノイズ除去手段としてインスツルメンテーションアンプを備えた実施例２の電源装置の主要部の構成を示す回路図。
【図６】ノイズ除去手段としてコモンモードチョークコイルを備えた実施例３の電源装置の主要部の構成を示す回路図。
【図７】従来例の電気手術装置の内部構成を、従来例の電源装置の構成と共に示すブロック図。
【図８】従来例の電源装置の主要部の構成を示す回路図。
【図９】ＰＷＭ制御回路の主要部を示す回路図。
【図１０】ＰＷＭ制御回路の動作の説明図。
【図１１】制御回路にノイズが混入した場合にＰＷＭ制御回路の出力が不安定になる動作の説明図。
【図１２】従来例における電気手術装置におけるノイズの伝播経路の説明図。
【符号の説明】
【００４２】
１…電気手術装置
２…高周波電気メス
３…ケーブル
４…コネクタ
５…フットスイッチ
６…操作パネル
１１…電源装置
１２…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
１３…制御回路
１４…出力平滑フィルタ
１５…コンデンサ
１６…ノーマルモードノイズ・コモンモードノイズ除去回路
１６Ａ…差動アンプ回路
１６Ｂ…インスツルメンテーションアンプ回路
１７…ＯＰアンプ
１８…ＯＰアンプ
１９ａ、１９ｂ…ＯＰアンプ
２０…コモンモードチョークコイル
３１…ＰＦＣ回路
４１…ＦＥＴブリッジ（スイッチング素子ブリッジ）
４２…絶縁トランス
４３…ダイオードブリッジ
４５…エラーアンプ
４６…ＰＷＭ制御回路
４７…絶縁素子
代理人    弁理士    伊藤  進
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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