无线充电电路、无线充电器以及有源植入式医疗系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无线充电电路、无线充电器以及有源植入式医疗系统，其主要由第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管搭建而成的全桥驱动电路，能在第一控制信号和第二控制信号的控制下驱动充电谐振电路产生谐振，该全桥驱动电路因主要由MOS管组成，寄生参数小，因此可以极大地降低电源电路的能量传递到充电谐振电路的损耗，降低了该无线充电电路谐振时的自身损耗，提升了该无线充电电路自身的充电效率，且能够提升该无线充电电路所发射的无线电磁能量穿透植入式医疗设备的钛壳的效率，继而能够提供更远距离和更低功耗的无线充电效果。电效果。电效果。

【技术实现步骤摘要】
无线充电电路、无线充电器以及有源植入式医疗系统


[0001]本专利技术涉及有源植入式医疗
，特别涉及一种无线充电电路、无线充电器以及有源植入式医疗系统。

技术介绍

[0002]随着脑外科手术技术和神经电子科学技术的发展，脑深部电刺激(Deep brain stimulation，DBS)技术凭借其优于损毁手术的临床效果、不破坏脑组织的微创伤手术过程以及治疗方案的可逆等优势，成为世界范围内晚期帕金森病的首选治疗手段。现有的DBS系统主要由植入体内的脉冲发生器(IPG)、刺激电极(Lead)、体内延长导线(Extension)、体外程控设备(Programer&Remoter)以及相关手术工具(Surgical tool)等部分组成。
[0003]在例如上述的DBS系统等人体有源植入式医疗装置(Active Implantable Medical Device，AIMD)系统中，与植入体内的有源植入式医疗设备(例如DBS系统的脉冲发生器)进行无线通信(即远距离通信)是监控有源植入式医疗设备的工作状态的唯一手段，因为用户病因、病情不相同，不同的用户体内安装的有源植入式医疗设备，一般具有不同的工作状态，这些工作状态体现在有源植入式医疗设备的电池电压、运行时间、功率、电流的大小、频率等很多方面。因此，无线通信(即远距离通信)的成功率是确保有源植入式医疗设备具备更好的治疗效果和更高的可靠性的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种远距离充电电路，能够降低功耗，提升体外机对有源植入式医疗设备的无线充电效率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种无线充电电路，用于对植入式医疗设备进行无线充电，所述植入式医疗设备具有受电谐振电路，所述无线充电电路包括电源电路、全桥驱动电路和充电谐振电路，所述充电谐振电路用于在所述全桥驱动电路的驱动下产生谐振，以向所述受电谐振电路发射无线电磁能量，所述受电谐振电路能通过电磁耦合拾取所述无线电磁能量；所述全桥驱动电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一PMOS管和第二PMOS管的源极均连接所述电源电路的正输出端，所述第一NMOS管和第二NMOS管的源极均连接所述电源电路的负输出端并接地，所述第一PMOS管和所述第一NMOS管的栅极均连接第一控制信号，所述第二PMOS管和所述第二NMOS管的栅极均连接第二控制信号，所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极相连并作为所述全桥驱动电路的一个输出端，且连接至所述充电谐振电路的一个输入端，所述第二PMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极相连并作为所述全桥驱动电路的另一个输出端，且连接至所述充电谐振电路的另一个输入端。
[0006]可选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号为周期频率一致、幅值一致且相位相差180
°
的方波信号，所述方波信号的周期频率等于所述充电谐振电路的谐振频率。
[0007]可选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号通过所述电源电路转换而成。
[0008]可选地，所述谐振频率为5KHz～15KHz。
[0009]可选地，所述充电谐振电路包括充电线圈和充电谐振电容，所述充电线圈的两端分别为所述充电谐振电路的两个输入端，所述充电谐振电容与所述充电线圈串联或并联。
[0010]可选地，所述受电谐振电路包括受电线圈和受电谐振电容，当所述充电谐振电容与所述充电线圈串联时，所述受电谐振电容与所述受电线圈串联，当所述充电谐振电容与所述充电线圈并联时，所述受电谐振电容与所述受电线圈并联。
[0011]可选地，所述谐振频率f与所述充电线圈的电感值L1和所述充电谐振电容的电容值C0相关，并满足以下关系：
[0012][0013]和/或，所述谐振频率f与所述受电线圈的电感值L2和所述受电谐振电容的电容值C1相关，并满足以下关系：
[0014][0015]可选地，所述充电线圈和所述受电线圈的匝数比不小于2。
[0016]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种无线充电器，用于对植入式医疗设备进行无线充电，所述无线充电器包括如本专利技术所述的无线充电电路。
[0017]本专利技术还提供一种植入式医疗设备，包括壳体以及设置在壳体内且依次连接的受电谐振电路和脉冲发生电路，且所述植入式医疗设备通过如本专利技术所述的无线充电电路进行无线充电。
[0018]可选地，所述植入式医疗设备还具有整流滤波电路，所述整流滤波电路为半波整流电路或全波整流电路。
[0019]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种有源植入式医疗系统，包括植入式医疗设备以及如本专利技术所述的无线充电电路，所述植入式医疗设备具有受电谐振电路，所述无线充电电路用于向所述受电谐振电路发射无线电磁能量，进而使得所述受电谐振电路能通过电磁耦合拾取所述无线电磁能量，以实现所述无线充电电路对所述植入式医疗设备的无线充电。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0021]1、主要由第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管搭建而成的全桥驱动电路，在第一控制信号和第二控制信号的控制下能驱动充电谐振电路产生谐振，该全桥驱动电路因主要由MOS管组成，寄生参数小，因此可以极大地降低电源电路的能量传递到充电谐振电路的损耗，降低了该无线充电电路谐振时的自身损耗，提升了该无线充电电路自身的充电效率。
[0022]2、通过对充电谐振电路中的电子元件进行合理的参数选取可以降低谐振频率，进而能够提升该无线充电电路所发射的无线电磁能量穿透植入式医疗设备的钛壳的效率，最终能够进一步提升该无线充电电路的充电效率。
[0023]3、由于低频谐振和全桥驱动，能够降低无线充电时的功耗，提升所发射的无线电磁能量穿透钛壳的效率，因此，本专利技术的技术方案在植入式医疗设备的无线充电方面，还能够提供更远距离和更低功耗的无线充电效果。
附图说明
[0024]图1是本专利技术具体实施例的有源植入式医疗系统的充电原理示意图；
[0025]图2是本专利技术具体实施例的无线充电电路的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术具体实施例的无线充电电路中的充电谐振电路的一种示例结构示意图；
[0027]图4是本专利技术具体实施例的无线充电电路中的充电谐振电路的另一种示例结构示意图；
[0028]图5是本专利技术具体实施例的植入式医疗设备的整流滤波电路的一种示例结构示意图；
[0029]图6是本专利技术具体实施例的植入式医疗设备的整流滤波电路的另一种示例结构示意图；
[0030]图7是本专利技术具体实施例的有源植入式医疗系统的一种示例结构示意图。
具体实施方式
[0031]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的技术方案作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电电路，用于对植入式医疗设备进行无线充电，所述植入式医疗设备具有受电谐振电路，其特征在于，所述无线充电电路包括电源电路、全桥驱动电路和充电谐振电路，所述充电谐振电路用于在所述全桥驱动电路的驱动下产生谐振，以向所述受电谐振电路发射无线电磁能量，所述受电谐振电路能通过电磁耦合拾取所述无线电磁能量；所述全桥驱动电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一PMOS管和第二PMOS管的源极均连接所述电源电路的正输出端，所述第一NMOS管和第二NMOS管的源极均连接所述电源电路的负输出端并接地，所述第一PMOS管和所述第一NMOS管的栅极均连接第一控制信号，所述第二PMOS管和所述第二NMOS管的栅极均连接第二控制信号，所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极相连并作为所述全桥驱动电路的一个输出端，且连接至所述充电谐振电路的一个输入端，所述第二PMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极相连并作为所述全桥驱动电路的另一个输出端，且连接至所述充电谐振电路的另一个输入端。2.如权利要求1所述的无线充电电路，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号为周期频率一致、幅值一致且相位相差180
°
的方波信号，所述方波信号的周期频率等于所述充电谐振电路的谐振频率。3.如权利要求2所述的无线充电电路，其特征在于，所述谐振频率为5KHz～15KHz。4.如权利要求1～3中任一项所述的无线充电电路，其特征在于，所述充电谐振电路包括充电线圈和充电谐振电容，所述充电线圈的两端分别为所述充电谐振电路的两个输入端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚嘉骏，何庆，何舒林，陈厚拴，孙一乔，
申请(专利权)人：上海神奕医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：