一种应用于神经刺激器的电源控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种应用于神经刺激器的电源控制系统和方法，该系统包括电源管理模块和中控处理模块，所述电源管理模块向中控处理模块提供直流电压，所述中控处理模块通过数字逻辑电平控制电源管理模块的工作模式，其中，所述电源管理模块和中控处理模块之间连接有一个二极管以及与二极管并联的一个排针，所述二极管用于形成输出到输入的单向电压通路，防止所述开机电源的电流反向倒灌进入直流变换器以烧毁直流变换器，并降低通路本身的电压消耗，所述排针用于系统稳定后短接所述排针以消除二极管上的电压降。本发明专利技术通过简化电路设计并使用低成本的元器件，实现了神经刺激器低成本的要求并设计外围电路实现系统的稳定工作与反馈调节功能。反馈调节功能。反馈调节功能。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于神经刺激器的电源控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及微控制器和电源管理领域，具体涉及一种应用于神经刺激器的电源控制系统和方法。

技术介绍

[0002]神经刺激器在医学领域内通过在人体神经上施加周期性电刺激来治疗各种脑类疾病。通过神经刺激器电刺激治疗方法是一种有效的神经调控治疗方法，虽然国内以清华大学和品驰医疗为首的研究机构已实现了国产化，但价格依然昂贵、能耗高、体积大，给患者家庭及社会带来沉重的经济负担。
[0003]除此之外，由于国外的技术垄断，开发一种低功耗、低成本的神经刺激器则显得尤为迫切。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种应用于神经刺激器的电源控制系统和方法，其基于神经刺激器的核心有微控制单元与用于充电的直流变换器，让二者进行有效的联合工作，其具体技术方案如下：一种应用于神经刺激器的电源控制系统，包括电源管理模块和中控处理模块，所述电源管理模块向中控处理模块提供直流电压，所述中控处理模块通过数字逻辑电平控制电源管理模块的工作模式，其中，所述电源管理模块和中控处理模块之间连接有一个二极管以及与二极管并联的一个排针。
[0005]进一步的，所述电源管理模块包括直流变换器和变换器模式调节电路，且所述直流变化器外接电源输入与储能器件，所述变换器模式调节电路由中控处理模块控制来调节直流变换器的工作模式；所述中控处理模块包括微处理单元和通信交互电路，且所述微处理单元外接开机电源，利用通信交互电路向直流变换器提供数字逻辑电平，同时由直流变换器的电压VOUT输出供电；所述直流变换器在微处理单元数字逻辑电平的控制下提供电压VOUT输出。
[0006]进一步的，所述二极管具体连接在所述直流变换器与微处理单元之间。
[0007]进一步的，所述储能器件采用超级电容。
[0008]进一步的，当所述微处理单元利用通信交互电路发送控制信息来控制所述变换器模式调节电路，将直流变换器的工作模式调节为开机模式时，微处理单元由外接的开机电源供电，并向直流变换器提供两个数字低电平，其中所述直流变换器包括升压充电单元和降压转换单元；所述升压充电单元接收其中的一个对应数字低电平，连接储能器件对其进行充电；所述降压转换单元接收其中的另一个对应数字低电平，不提供电压VOUT。
[0009]进一步的，当微处理单元利用通信交互电路发送控制信息来控制所述变换器模式调节电路，将直流变换器的工作模式调节为稳定工作模式时，即当所述储能器件在开机模式下充电到预设充电量时，断开微处理单元连接的开机电源，且微处理单元向直流变换器
提供一个数字低电平与一个数字高电平，所述升压充电单元接收数字低电平，对储能器件继续进行充电；所述降压转换单元接收数字高电平，输出电压VOUT给微处理单元供电。
[0010]一种应用于神经刺激器的电源控制方法，系统在初始开机后，微处理单元利用通信交互电路发送控制信息来控制所述变换器模式调节电路，将直流变换器的工作模式调节为开机模式，在开机模式下，微处理单元由外接的开机电源供电，并向直流变换器的升压充电单元和降压转换单元分别提供一个数字低电平；所述升压充电单元接收其中的一个对应数字低电平，对储能器件进行充电；所述降压转换单元接收其中的另一个对应数字低电平，无输出电压VOUT；当所述储能器件在开机模式下充电到预设充电量后进入稳定工作模式，则断开微处理单元连接的开机电源，且微处理单元向直流变换器提供一个数字低电平与一个数字高电平，所述升压充电单元接收数字低电平，对储能器件继续进行充电；所述降压转换单元接收数字高电平，输出电压VOUT通过所述二极管给微处理单元供电，并短接所述排针。
有益效果
[0011]（1）本专利技术通过简化电路设计并使用低成本的元器件，实现了神经刺激器低成本的要求。
[0012]（2）本专利技术通过变换器模式调节电路和通信交互电路等外围电路的配合，实现系统的稳定工作与反馈调节功能。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的一种应用于神经刺激器的电源控制系统框图；图2为本专利技术系统的开机模式下的示意图；图3为本专利技术系统的稳定工作模式下的示意图。
实施方式
[0014]为了使本专利技术的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白，以下结合说明书附图和实施例，对本专利技术作进一步详细说明。
[0015]如图1所示，本专利技术的一种应用于神经刺激器的电源控制系统，包括电源管理模块和中控处理模块，所述电源管理模块向中控处理模块提供直流电压，所述中控处理模块通过数字逻辑电平控制电源管理模块的工作模式。
[0016]具体的，所述电源管理模块包括直流变换器和变换器模式调节电路，且所述直流变化器外接电源输入与储能器件，所述储能器件采用超级电容，所述变换器模式调节电路由中控处理模块控制来调节直流变换器的工作模式；所述中控处理模块包括微处理单元和通信交互电路，且所述微处理单元外接开机电源，利用通信交互电路向直流变换器提供数字逻辑电平，同时由直流变换器的电压VOUT输出供电；所述直流变换器在微处理单元数字逻辑电平的控制下提供电压VOUT输出；所述直流变换器与微处理单元之间连接有一个低正向导通电压降与高反向击穿电压的二极管，用于形成输出到输入的单向电压通路，防止所述开机电源的电流反向倒灌进入直流变换器以烧毁直流变换器，并降低通路本身的电压消耗，同时与二极管并联一个排针，用于系统稳定后短接所述排针以消除二极管上的电压降。
[0017]如图2所示，本专利技术的系统在初始开机后，微处理单元利用通信交互电路发送控制信息来控制所述变换器模式调节电路，将直流变换器的工作模式调节为开机模式，在开机模式下，微处理单元由外接的开机电源供电，并向直流变换器提供两个数字低电平，其中所述直流变换器包括升压充电单元和降压转换单元；所述升压充电单元接收其中的一个对应数字低电平，连接储能器件对其进行充电；所述降压转换单元接收其中的另一个对应数字低电平，不提供足够的电压VOUT使微处理单元工作。
[0018]如图3所示，本专利技术的系统在开机一段时间后，微处理单元利用通信交互电路发送控制信息来控制所述变换器模式调节电路，将直流变换器的工作模式调节为稳定工作模式，即当所述储能器件在开机模式下充电到预设充电量后，断开微处理单元连接的开机电源，且微处理单元向直流变换器提供一个数字低电平与一个数字高电平，所述升压充电单元接收数字低电平，对储能器件继续进行充电；所述降压转换单元接收数字高电平，输出稳定的电压VOUT给微处理单元供电。
[0019]本专利技术的系统，公开一种直流变换器与微处理单元之间联合工作的方式，所述直流变换器与微处理单元联合工作电路连接问题，通过在直流变换器的输出与微处理单元的供电输入之间连接一个二极管与短路排针形成两个回路来实现直流变换器与微处理单元的联合工作。
[0020]以上所述，仅为本专利技术的优选实施案例，并非对本专利技术做任何形式上的限制。虽然前文对本专利技术的实施过程进行了详细说明，对于熟悉本领域的人员来说，其依然可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于神经刺激器的电源控制系统，其特征在于，包括电源管理模块和中控处理模块，所述电源管理模块向中控处理模块提供直流电压，所述中控处理模块通过数字逻辑电平控制电源管理模块的工作模式，其中，所述电源管理模块和中控处理模块之间连接有一个二极管以及与二极管并联的一个排针。2.如权利要求1所述的一种应用于神经刺激器的电源控制系统，其特征在于，所述电源管理模块包括直流变换器和变换器模式调节电路，且所述直流变化器外接电源输入与储能器件，所述变换器模式调节电路由中控处理模块控制来调节直流变换器的工作模式；所述中控处理模块包括微处理单元和通信交互电路，且所述微处理单元外接开机电源，利用通信交互电路向直流变换器提供数字逻辑电平，同时由直流变换器的电压VOUT输出供电；所述直流变换器在微处理单元数字逻辑电平的控制下提供电压VOUT输出。3.如权利要求2所述的一种应用于神经刺激器的电源控制系统，其特征在于，所述二极管具体连接在所述直流变换器与微处理单元之间。4.如权利要求2所述的一种应用于神经刺激器的电源控制系统，其特征在于，所述储能器件采用超级电容。5.如权利要求2所述的一种应用于神经刺激器的电源控制系统，其特征在于，当所述微处理单元利用通信交互电路发送控制信息来控制所述变换器模式调节电路，将直流变换器的工作模式调节为开机模式时，微处理单元由外接的开机电源供电，并向直流变换器提供两个数字低电平，其中所述直流变换器包括升压充电单元和降压转换单元；所述升压充电单元接收其中的一个对应数字低电平，连接储能器件对其进...

【专利技术属性】
技术研发人员：党一凡，马梓恒，赵博，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：