一种可高效灵活控制除颤波形的电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种可高效灵活控制除颤波形的电路。一种可高效灵活控制除颤波形的电路，包括：a)除颤波形开关及方向电路；b)动态阻抗匹配电路；c)IGBT驱动电路；其中除颤波形开关及方向电路，用于实现除颤波形的输出和关断，以及输出方向的任意切换；动态阻抗匹配电路，用于组合控制阻抗匹配网络，输出所有组合的匹配阻抗；IGBT驱动电路，用于对除颤波形开关及方向电路、动态阻抗匹配电路进行驱动控制。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种除颤器上产生电击除颤波形的电路，具体是一种可高效灵活控制除颤波形的电路，属于医疗仪器

技术介绍
对于心律失常的病人，最有效的救治方法是及时进行电击除颤。自动体外除颤器 (AED)就是对心律失常的病人进行电击除颤的设备，电击除颤过程就是把能量依据除颤波形释放到心脏的过程，除颤波形对有效电击除颤起着关键的作用。自动体外除颤器的除颤波形按电流方向分有两种，单相波和双相波，不同的波形对能量的需求有所不同。单相波主要为单向电流，双相波是指依次有两个电流脉冲，第二个与第一个的方向相反。早期的自动体外除颤器采用的是单向波，后来实验证明双向波优于单向波，最近市场上的自动体外除颤器普遍采用的是双向波。各个厂家虽然都是采用双向波，但具体的波形有所不同，各有优劣。受益于近来的电子技术水平的迅猛发展及医疗实践的增多，各个厂家不断的专利技术出更新的更有效的除颤波形。除颤波形具有如下的特点1)高电压，最高电压大于2000伏；2)大电流，电击时通过人体的最大电流达到几十个安培；3)短时间，一个放电过程只持续10毫秒左右；4)方向可变，为了达到理想的电击效果，常常要求在放电的过程中快速切换放电方向和关断；5)放电波形(电流)可控，放电波形要根据人体的生理信息作出相应调整。由于受电子技术水平的限制，这种高要求的除颤波形不容易控制和实现。根据实践的经验和人体的生理神经特性，医疗专家提出了许多基于仿生神经电刺激的双向除颤波形，但受电子技术水平的限制，很多波形难以实现。受益于近来的电子技术水平的迅猛发展，特别是IGBT的出现，为高效灵活控制除颤波形提供了可能。IGBT具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好、驱动电路简单、通态电压低、耐压高和承受电流大的特性。本技术就是在这样的条件下，对于医疗专家提出来的更先进更有效的的双向除颤波形，通过运用本技术中设计的电路，灵活高效的实现了除颤波形的输出。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可高效灵活控制除颤波形的电路。本技术的电路包括1. 一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于包括a)除颤波形开关及方向电路；3b)动态阻抗匹配电路；c) IGBT 驱动电路；其中除颤波形开关及方向电路，用于实现除颤波形的输出和关断，以及输出方向的任意切换；动态阻抗匹配电路，用于组合控制阻抗匹配网络，输出所有组合的匹配阻抗； IGBT驱动电路，用于对除颤波形开关及方向电路、动态阻抗匹配电路进行驱动控制。2. 一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于除颤波形开关及方向电路， 是由两组交替工作的IGBT模块组成的H型电桥。3. 一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于动态阻抗匹配电路，是由一个IGBT和一个旁路电阻R并联组成的模块电路，再由一个以上模块电路组成的串联电路。4. 一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于IGBT驱动电路，是由微处理器和外围电路组成的IGBT控制驱动电路。5.除颤波形开关及方向电路，其特征在于IGBT模块是由两个以上的IGBT及驱动电路串联而成。上述所述的IGBT驱动电路，是由微处理器和外围电路组成的IGBT控制驱动电路， 对除颤波形开关及方向电路、动态阻抗匹配电路进行驱动控制，可以任意控制H型电桥的通断及输出方向，同时结合动态阻抗匹配电路，控制输出波形的幅度，实现高效灵活控制除颤波形输出的功能。本技术所用的电路是创新的，以很低的成本灵活高效的实现了所需的功能， 这对于提高电击除颤医疗实践水平和提高有效电击除颤起着积极的推进作用。附图说明图1是本技术电路能够实现的双向除颤波形之一。图2是本技术电路能够实现的双向除颤波形之二。图3是本技术中的除颤波形开关及方向电路。图4是本技术中动态阻抗匹配电路。图5是本技术的整体实现电路。具体实施方式如图3、图4、图5所示，图上所用IGBT为耐压1200伏、最大电流60安培、开关频率最大IM的新型IGBT。IGBT模块是由两个以上的IGBT及驱动电路串联而成，耐压MOO 伏、最大电流60安培、开关频率最大1M。图4中旁路电阻R选用耐冲击电压达到MOO伏、 最大通过电流达到60安培的特殊大功率电阻。这样在耐压、过流、方向切换速度上都满足了除颤波形的要求。控制一个除颤波形，剩下的就是在放电环节控制其开关、方向、幅度。在自动除颤器工作过程中，先对人体进行心电检测，如发现病人有心律失常需要电击，则开始下一步；将电池中的电量通过脉冲波和变压器，变为2000多伏高电压给高压电容模块充电；当电容上的电压充到根据实际监测到的人体复合阻抗计算出的需要的电压时，充电停止，进入放电环节。控制除颤波形开关如图3，IGBT模块31和34组成一个半桥，32和33组成另外一个半桥，在工作过程中，当两个IGBT半桥全部关断时，实现其关断的功能；当两个IGBT半桥交替工作时，实现其开通功能。任意开通或关断，实现连续输出和各种脉宽的脉冲输出功能。控制除颤波形方向如图5，IGBT模块31和34同时开通，而32和33同时关断，此时高压除颤电容51 中的放电电流从A端通过IGBT模块31到达C端，流入人体36，从D端流出人体，通过IGBT 模块34，到达E端，通过动态阻抗匹配35，回到高压除颤电容的负端B;而当IGBT模块32和 33同时开通时，而31和34同时关断，此时高压除颤电容51中的放电电流从A端通过IGBT 模块32到达D端，流入人体36，从C端流出人体，通过IGBT模块33，到达E端，通过动态阻抗匹配35，回到高压除颤电容的负端B ；这样就实现除颤波形方向的切换，从C到D，或从D 到C。控制除颤波形幅度(电流)控制除颤波形的幅度，主要依靠动态阻抗匹配电路。如图4，动态阻抗匹配电路是由一个IGBT和一个旁路电阻R并联组成的模块电路，再由一个以上模块电路组成的串联电路。在放电过程中，动态阻抗匹配电路是和人体串联在一起的。如图5，在放电过程中，IGBT驱动电路53控制41 4N模块中IGBT都是导通时， 41 4N模块中的旁路电阻R被旁路，这时除颤器以最大的电流流过人体，当41 4N模块中IGBT都是关闭时，41 4N模块中的旁路电阻R与人体串联，这时设备以最小的电流流过人体。要想取得多种匹配阻抗的输出，就选择不同阻值的旁路电阻R组合，控制41 4N模块中的IGBT按照一定的组合规律组合开断，实现多种匹配阻抗的输出。匹配阻抗与人体串联，在电容电压相对固定的情况下，流过人体的电流随匹配阻抗变化，从而达到高效灵活控制除颤波形幅度的目的。对于如图1、图2基于仿生神经电刺激的双向除颤波形，用本技术的电路通过上述方法可以高效灵活实现。权利要求1.一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于包括a)除颤波形开关及方向电路；b)动态阻抗匹配电路；c)IGBT驱动电路；其中除颤波形开关及方向电路，用于实现除颤波形的输出和关断，以及输出方向的任意切换；动态阻抗匹配电路，用于组合控制阻抗匹配网络，输出所有组合的匹配阻抗；IGBT 驱动电路，用于对除颤波形开关及方向电路、动态阻抗匹配电路进行驱动控制。2.如权利要1所述的一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于除颤波形开关及方向电路，是由两组交替工作的IGBT模块组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可高效灵活控制除颤波形的电路，其特征在于包括：ａ）除颤波形开关及方向电路；ｂ）动态阻抗匹配电路；ｃ）ＩＧＢＴ驱动电路；其中除颤波形开关及方向电路，用于实现除颤波形的输出和关断，以及输出方向的任意切换；动态阻抗匹配电路，用于组合控制阻抗匹配网络，输出所有组合的匹配阻抗；ＩＧＢＴ驱动电路，用于对除颤波形开关及方向电路、动态阻抗匹配电路进行驱动控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高建英，韩东畴，
申请(专利权)人：北京瑞新康达医疗科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11