具有电压平衡和尖峰干扰吸收的除颤器用高压放电电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有电压平衡和尖峰干扰吸收的除颤器用高压发电电路，该电路包括：Ｈ桥电路，在Ｈ桥的每个桥臂上串联硅控整流器（ＳＣＲ）或绝缘栅极双极晶体管（ＩＧＢＴ）作为桥臂开关。本发明专利技术不会因为脉冲施加到电路上使桥电路过载而发生故障，同时本发明专利技术还具有能吸收因开关的打开和关断而产生的尖峰干扰，并可以将蓄能电容中残余或不用的能量在内部释放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种除颤器用高压放电电路，该放电电路用高压H桥电路实现，该电路应用于体外心脏除颤器，产生双相除颤波形。
技术介绍
心室纤维性颤动是一种导致心脏丧失正常跳动中的协调的机械收缩的心脏疾病，是一种对生命威胁很大的心脏疾病。使心室纤维性颤动的心脏恢复正常跳动的通常办法是使用体外心脏除颤器对心脏进行强电击，使心肌细胞重新极化，回到各自的相位，重新开始正常跳动。体外心脏除颤器已经在临床使用多年，在心室纤维性颤动引起猝死的早期治疗中效果显著。体外心脏除颤器使用的强电击是用高压电容器储存能量，通过电极向人体放电。高压电容器容值几十到几百微法，最高储存能量可达400焦耳，电压达几千伏。电击的过程只有几毫秒到几十毫秒。传统除颤电击是采用电容单向放电，放电过程无控制，除颤电击的波形因患者的阻抗不同会有很大的不同，除颤的效果也不尽相同，而且巨大的电流流过心脏也会对心肌造成损伤。近几年来，双相脉冲除颤更多的在临床应用，双相脉冲除颤技术是在电容放电的过程中加以控制，使之产生的双相除颤脉冲施加于患者心脏，与传统单相除颤相比，双相除颤脉冲的一致性好。临床显示，双相脉冲除颤不仅除颤成功率高，患者自主恢复率亦高，复苏存活者的机体及神经系统功能恢复均佳，对心肌的损伤也较小。在体外心脏除颤中应用一般的H桥电路产生双相除颤脉冲还有一些问题，由于体外心脏除颤脉冲的能量比较大，一般都在200焦耳以上，所以除颤脉冲的电压和电流也很大，电压一般高达几千伏，电流几十甚至上百安培。这样的脉冲施加到一般的H桥电路上，会使桥电路过载而发生故障。由于除颤过程非常迅速，一般只有几毫秒到几十毫秒，这个过程中，H桥臂上的开关需要高速动作，由于H桥的高速通断引起的尖峰干扰会使电路变得不稳定。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种具有电压平衡和尖峰干扰吸收的除颤器用高压H桥电路，该H桥电路不会因为脉冲施加到电路上使桥电路过载而发生故障。为实现上述目的，本专利技术一种具有电压平衡和尖峰干扰吸收的除颤器用高压放电电路包括H桥电路，在H桥的每个桥臂上串联SCR(硅控整流器)或IGBT(绝缘栅极双极晶体管)作为桥臂开关，每个桥臂开关上分别并联有电压平衡电路和尖峰干扰吸收电路，所述电压平衡电路用于防止所述开关因过载而损坏，所述尖峰干扰吸收电路用于吸收所述开关在打开和关闭时所产生的尖峰干扰。进一步地，所述H桥中至少有两个相邻的桥臂串联有绝缘栅极双极晶体管作为桥臂开关。进一步地，所述电压平衡电路为电压平衡电阻。进一步地，所述尖峰干扰吸收包括尖峰干扰吸收电容、尖峰干扰吸收二极管和吸收电容限流电阻，吸收电容限流电阻与尖峰干扰吸收二极管相并联，尖峰干扰吸收电容的一端与该并联电路输入端相连，尖峰干扰吸收电容的另一端和该并联电路的输出端与所述H桥上的开关并联。进一步地，在所述H桥电路上的开关驱动电路上还设置有过压保护齐纳二极管，用于防止开关驱动电压过高而损坏H桥上的开关。进一步地，在所述H桥的桥臂之间还连接有内部放电电阻，用于将蓄能电容中残余或不用的能量在内部释放。本专利技术的特点为1、每个桥臂上串联的开关数量可变可根据桥臂的耐压改变桥臂上串联的开关数量，使产品的体积更小，重量更轻，成本更低。2、具有电压平衡电阻该电压平衡电阻使无论在桥臂上串联多少开关，只要所有开关的耐压值总合超过桥臂上承受的电压，每个开关上承受的电压都不会超过其耐压值。3、尖峰干扰吸收电路该电路能吸收因开关的打开和关断而产生的尖峰干扰，提高了电路工作的稳定性。4、内部放电功能该电路可以将蓄能电容中残余或不用的能量在内部释放。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为开关驱动隔离电路示意图。图3为一种典型尖峰干扰吸收电路的示意图。具体实施例方式在H桥的每个桥臂上串联多个SCR或IGBT作为开关，以提高H桥桥臂承受高压的能力，H桥桥臂串联的开关的数量越多，H桥承受高压的能力越强。要实现双相除颤脉冲，需要H桥能在双相脉冲上都能快速关断，因为SCR不能快速关断，所以在该H桥中，至少要有两个相邻的桥臂使用可以快速关断的IGBT。在H桥每个桥臂上串联的各个开关的参数并不一致，这会导致在电路未放电时，每个开关上的漏电流不同，分压不一致，这就可能使个别SCR或IGBT因过载而损坏。为此设置了对每个开关设置一个电压平衡电阻，可以使每个开关上的分压基本一致，从而避免了因开关的参数不一致引起的电路不稳定。电压平衡电阻上通过的电流远小于蓄能电容的允许的漏电流，可以保证蓄能电容储存的能量不会因为设置了电压平衡电阻而过快泄露。该H桥为防止桥臂开关的高速开关造成的尖峰干扰，每个桥臂开关设置了尖峰干扰吸收电路，吸收尖峰干扰，提高了电路的可靠性和稳定性。该H桥需要使用数字控制电路控制其工作，微控制器电路是低压电路，桥臂开关及其驱动是高压电路，在设计时，采用隔离技术将两部分隔离，使得桥臂开关能获得稳定的驱动电压，而且阻止了桥臂开关的高速开关对控制电路的干扰，进一步提高了电路的可靠性和稳定性。该H桥可根据除颤蓄能电容的大小和除颤脉冲的电压电流等参数任意选择除颤H桥臂上开关的数量，最少可以在每个桥臂上只使用一个开关。使用适量的开关使该H桥在符合性能要求的情况下，减少开关的数量、降低了H桥电路的重量和成本。该H桥电路可以输出360焦耳甚至更高能量的双相除颤脉冲，适合几十微法到上千微法的除颤蓄能电容。该H桥不仅可以用来输出200焦耳以上的双相除颤脉冲，还可以用来输出200焦耳以下，低至几焦耳能量的双相除颤脉冲，这种低能量的双相除颤脉冲可以用于在手术时，直接对患者心脏进行除颤。该H桥设置了内部放电电阻，使在除颤蓄能电容充满电后未能实施除颤时，该H桥可以迅速将储存的或未释放完的能量释放，防止发生意外。同时关闭电源的时候，蓄能电容也可以通过该电路将未释放的能量释放出来。下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，本专利技术包括H桥电路，在H桥的每个桥臂上并联有n个SCR或IGBT作为图示的桥臂开关，每个桥臂开关分别并联有吸收尖峰干扰的尖峰干扰吸收电路27、28、33、34，如图3所示，该电路27、28、33、34包括尖峰干扰吸收电容47、尖峰干扰吸收二极管49和吸收电容限流电阻48，吸收电容限流电阻48与尖峰干扰吸收二极管49相并联，尖峰干扰吸收电容47的一端与该并联电路输入端相连，尖峰干扰吸收电容47的另一端和该并联电路的输出端与H桥上的开关并联；在H桥的桥臂之间还连接有内部放电电阻38，用于将蓄能电容中残余或不用的能量在内部释放；每个桥臂开关分别并联有电压平衡电阻19、20、21、22、23、24、25、26，如图2所示，在H桥电路上的开关驱动电路上还设置有过压保护齐纳二极管46，用于防止开关驱动电压过高而损坏H桥上的开关。要实现双相除颤脉冲，在图1中的蓄能电容2蓄满能量时，H桥的所有开关K11(11)…K1n(12)、K21(13)…K2n(14)、K31(15)…K3n(16)、K41(17)…K4n(18)上都承受高压，与这些开关相并联的电压平衡电阻19、20、21、22、23、24、25、26可使这些开关上承受的电压不超过开关的最高耐压值。微控制器电路可以控制图1中的H桥的隔离驱动电路3、4、9、10打开H桥的第一个桥臂上的开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电压平衡和尖峰干扰吸收的除颤器用高压放电电路，包括：Ｈ桥电路，其特征在于，在Ｈ桥的每个桥臂上串联ＳＣＲ或ＩＧＢＴ作为桥臂开关，每个桥臂开关上分别并联有电压平衡电路和尖峰干扰吸收电路，所述电压平衡电路用于防止所述开关因过载而损坏，所述尖峰干扰吸收电路用于吸收所述开关在打开和关闭时所产生的尖峰干扰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠英，汲永涛，史国涛，
申请(专利权)人：北京麦邦光电仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]