一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路，包括充电控制开关、n个充放电单元、高频滤波电容C

【技术实现步骤摘要】
一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路


[0001]本专利技术涉及医疗电子领域，特别涉及一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路。

技术介绍

[0002]在医疗领域，需要通过植入某些特定装置，在身体器官出现异常时，能快速作用，保证身体机能的正常工作，诸如心脏起搏器、除颤器、CRTD等具有电刺激治疗功能。一方面，这些植入的设备在身体没有出现异常时，处于静默状态。一旦身体出现异常，则需要装置在短时间输出大电流脉冲；另一方面，这些植入的设备尺寸必须足够小、并且在人体内持续工作数年至十年之久。因尺寸限制和化学电池存在的风险，这些植入的设备往往采用能量收集方式(例如压电收集)作为供电电源，虽然开路电压较高，但内阻很高且输出电流、输出功率很小。这就要求植入式医疗设备具有极低的损耗和扩大输出电流。除此之外，电能输出电路还必须能在失控情况下限制放电电能大小，使其处于合理区间，保护患者安全。因此，设计一种符合上述要求的用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路成为业界亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路。本专利技术能大大提高输出电流的范围，在保证安全的情况下提高充电速度，且输出具有自保护功能，在失控情况下，能限制放电电能大小，避免出现严重事故。
[0004]本专利技术的技术方案：一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路，包括充电控制开关、n个充放电单元、高频滤波电容C
f
、放电控制开关和充电控制模块，所述充放电单元由电容C
i
、电感L
i
和MOS管组成，MOS管的源极与电感L
i
的一端以及电容C
i
的一端连接，MOS管的栅极与电容C
i
的另一端连接，且电容C
i
的另一端接地；所述充电控制开关由PMOS管Q
in
组成，放电控制开关由MOS管和MOS管组成；其中，i为充放电单元的位序，且1≤i≤n，当i＝1时，在第一个充放电单元中，电感L1的另一端与充电控制开关的PMOS管Q
in
的漏极连接，MOS管的漏极与第二个充放电单元中的电感L2的另一端连接；当1<i≤n时，在第i个充放电单元中，电感L
i
的另一端与第i
‑
1个充放电单位中的MOS管的漏极连接；当i＝n时，在第n个充放电单元中，MOS管的漏极与高频滤波电容C
f
的一端、充电控制模块的负极以及放电控制开关中的MOS管的源极连接；所述高频滤波电容C
f
的另一端接地，放电控制开关中，MOS管的栅极与MOS管的漏极连接，MOS管的漏极与电流输出端连接，MOS管的源极接地，充电控制开关的PMOS管Q
in
的源极与电流输入端连接，PMOS管Q
in
的栅极与充电控制模块的正极连接。
[0005]上述的用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路中，所述充电控制模块输出电压为滞回特性，其输出电压值由模块输出电压状态及充放电单元当前电压决定，输出电压只有两个值，分别为高电压V
H
和零电压，充电控制开关的PMOS管Q
in
导通的阈值电压为通过合理设计V
H
，满足：
[0006]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0007]1、本专利技术通过设置充电控制开关、n个充放电单元、高频滤波电容C
f
、放电控制开关和充电控制模块，充放电单元由电容C
i
、电感L
i
和MOS管组成，MOS管的源极与电感L
i
的一端以及电容C
i
的一端连接，MOS管的栅极与电容C
i
的另一端连接，且电容C
i
的另一端接地，充电控制开关由PMOS管Q
in
组成，放电控制开关由MOS管和MOS管组成，本专利技术充电过程如下：当输出电压V
o
小于αV
d
时(0＜α＜β＜1，α可人为设定)，充电控制模块输出为零，Q
in
导通，开始给电容C1充电。随着C1电压的持续上升，从截止过渡到导通，开始给电容C2充电。随着C2电压的持续上升，从截止过渡到导通，开始给电容C3充电，以此类推，直到电压V
o
充电到βV
d
，至此充电过程结束，该过程中，输入充电电流及充电速度可调控，能在保证安全的情况下提高充电速度。
[0008]2、本专利技术放电过程如下：当放电控制信号为高时，MOS管和MOS管导通，n个充放电单元开始输出电能，由于n个充放电单元是并联结构，其输出电流能力大大增强，输出电流值可任意调节，能大大提高输出电流的范围。
[0009]3、本专利技术放电过程中，随着电能输出的持续，输出电压V
o
快速降低，当输出电压V
o
低于的导通阈值时，输出关闭，这种设计使得该电路具有自保护功能，即通过合理选择MOS管的导通阈值电压，在放电控制信号失控情况下，能限制放电电能处于合理区间，避免出现严重事故。
[0010]4、本专利技术通过上述整体结构的设置，具有结构简单，成本低，实用性好的优点，且电路采用的结构为成熟结构，元件均为常用的电子元件，能有效控制成本及实现高可靠性。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的充放电路图；
[0012]图2为本专利技术上电阶段充电电压和电流波形图；
[0013]图3为本专利技术电容直接并联时上电阶段充电电压和电流波形图
[0014]图4为本专利技术滞回阶段充电电压和电流波形图；
[0015]图5为本专利技术放电阶段电压电流波形图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0017]实施例：一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路，如附图1所示，
包括充电控制开关、n个充放电单元、高频滤波电容C
f
、放电控制开关和充电控制模块，所述充放电单元由电容C
i
、电感L
i
和MOS管组成，MOS管的源极与电感L
i
的一端以及电容C
i
的一端连接，MOS管的栅极与电容C
i
的另一端连接，且电容C
i
的另一端接地；所述充电控制开关由PMOS管Q
in
组成，放电控制开关由MOS管和MOS管组成。其中，i为充放电单元的位序，且1≤i≤n，当i＝1时，在第一个充放电单元中，电感L1的另一端与充电控制开关的PMOS管Q
in
的漏极连接，MOS管的漏极与第二个充放电单元中的电感L2的另一端连接。上电状态时，电容C
i
没有储能，在导通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于植入医疗装置的具备放电保护功能的充放电路，包括充电控制开关、n个充放电单元、高频滤波电容C
f
、放电控制开关和充电控制模块，其特征在于：所述充放电单元由电容C
i
、电感L
i
和MOS管组成，MOS管的源极与电感L
i
的一端以及电容C
i
的一端连接，MOS管的栅极与电容C
i
的另一端连接，且电容C
i
的另一端接地；所述充电控制开关由PMOS管Q
in
组成，放电控制开关由MOS管和MOS管组成；其中，i为充放电单元的位序，且1≤i≤n，当i＝1时，在第一个充放电单元中，电感L1的另一端与充电控制开关的PMOS管Q
in
的漏极连接，MOS管的漏极与第二个充放电单元中的电感L2的另一端连接；当1<i≤n时，在第i个充放电单元中，电感L
i
的另一端与第i...

【专利技术属性】
技术研发人员：周铁丽，郑建建，王瑜敏，叶建中，沈默，金岩，
申请(专利权)人：温州医科大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：