一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路制造技术

一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路，包括DCDC隔离模块、DCDC升压模块、第一电极、第二电极、恒流源模块、模拟隔离模块、ADC模块和DAC模块；所述DCDC隔离模块连接DCDC升压模块，DCDC升压模块连接与人体连接的第一电极，与人体连接的第二电极接恒流源模块，恒流源模块接模拟隔离模块，模拟隔离模块连接ADC模块和DAC模块。采用模块化设计，电路简单，稳定性高，调试方便。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种心脏体外起搏时高压电源产生和脉冲波形产生电路，具体涉及一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路。
技术介绍
除颤监护仪是利用单相或者双相大脉冲电流治疗心室纤颤的主要设备。除颤监护仪中配备无创体外起搏器，能够对除颤之后的心动过缓进行治疗。对于无创体外起搏来说，一般要求其输出电压在一定的范围内可调，其实质也就是要求其输出电流在一定的范围之内可调。同时出于安全考虑，也要求对起搏波形产生电路的输入电压和输出电压进行隔离，以保证起搏电极的对地漏电流小于安全标准规定值。目前，常用的无创体外起搏电路的实现方案是由BOOST变换器实现升压/降压功能，由分离元器件搭建恒流源实现输出电流控制，由光电耦合器实现隔离反馈。其主要的实现方案如下所示一是BUCK-B00ST变换器实现升压和降压功能，该类型变换器存在输入输出没有隔离，输出电路稳定性比较低，驱动电路实现性对比较复杂等缺点。同时该变换器的外围元器件也比较多，电路调试比较繁琐等。二是使用反 激变换器和PWM控制器来实现升压和降压的功能，其主要原理是使用变压器来完成隔离和电压变换的功能。该电路的主要缺点是利用变压器完成电压变换，变压器导致电路比较复杂笨重。另外利用分离元器件完成起搏电流控制导致可靠性降低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路，有效解决了现有技术中的问题，采用模块化设计，电路简单，稳定性高，调试方便。本技术采用以下技术方案一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路，其中，包括Drac隔离模块、D⑶C升压模块、第一电极、第二电极、恒流源模块、模拟隔离模块、ADC模块和DAC模块；所述DCDC隔离模块连接D⑶C升压模块，D⑶C升压模块连接与人体连接的第一电极，与人体连接的第二电极接恒流源模块，恒流源模块接模拟隔离模块，模拟隔离模块连接ADC模块和DAC模块。作为优选，所述D⑶C升压模块包括外部隔离之后的电源DC、电容C1、C2、电感L1、三极管Ql和二极管Dl ;电源DC连接电容Cl、电感LI和三极管Ql，电感LI分别连接三极管Ql和二极管Dl，二极管Dl连接电容C2，电容C2分别连接三极管Q1、电容Cl和电源DC。作为优选，所述的恒流源模块包括运算放大器U1、电阻Rl、R2、三极管Q1，运算放大器Ul的正端连接DAC模块，负端连接电阻R2和三极管Ql的发射极，电阻R2 —端接地；运算放大器Ul的输出端接电阻R1，电阻Rl接三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极接第二电极。所述输入电源中的Drac隔离模块，主要完成输入电源与起搏输出输出回路的隔离，起到降低与人体接触的电极对地漏电流的目的。所述产生高压的D⑶C升压模块由集成电路IC加上周边的元器件构成，其主要的电路结构是BOOST升压电路形式。其主要的工作原理是将DCDC隔离电路的输出电压升高到120V左右，最高达到150V，满足起搏时恒流源正常工作的需求。所述恒流源模块在一定的条件下工作，其工作时的电流只受到控制电压的作用，与控制电压的大小成一定的比例关系，与具体的高压电路的电压值没有具体的关系。所述的控制反馈的DAC和ADC模块分别连接恒流源的输入控制电压和反馈电压，以确定恒流源电路工作的状态。ADC转换器连接恒流源的输出反馈点，以确定恒流源的实际输出电流值；DAC转换器连接恒流源的输入控制点，控制恒流源的理论输出电流值。本技术的有益效果是升压隔离电路抛弃了传统的使用的变压器电路来完成升压降压电路的拓扑结构，转而采用由DCDC转换器完成隔离；由BOOST电路完成升压电路，使用该方法有助于实现电路模块化，减少出现问题的概率。另外由于本电路采用了电压控制的恒流源工作模式。在恒流源正常工作的情况下，输出的电流不受升压电路输出的电压的影响，只受到恒流源控制电压的控制，这就降低了升压电路的设计难度，增加了系统的工作稳定性。同时，由于采用DAC输出电压来控制起搏电流的输出，可以使一定范围之内起搏电流的连续可调成为可能。现在通用的MCU都有ADC和DAC控制电路，这种设计方法也方便使用MCU来控制起搏器的输出模式。附图说明图1为本技术的拓扑结构框图；图2为本技术的升压电路的结构框图；图3为本技术的恒流源结构框图；图4为本技术的恒流源反馈的结构框图。具体实施方式以下结合附图和实例对本技术作进一步描述如图1所示，本技术包括ECDC隔离模块、D⑶C升压模块、第一电极、第二电极、恒流源模块、模拟隔离模块、ADC模块和DAC模块；所述DCDC隔离模块连接DCDC升压模块，DCDC升压模块连接与人体连接的第一电极，与人体连接的第二电极接恒流源模块，恒流源模块接模拟隔离模块，模拟隔离模块连接ADC模块和DAC模块。外部电源经过Drac隔离模块完成与网电源的隔离，以保证患者漏电流满足安全标准的要求。隔离之后的电源经过Drac升压模块上升到150V左右，该电压保证在人体的起搏阻抗500欧姆左右满足起搏的需求。升压之后的电压经过两个电极与人体接触，向人体发送起搏脉冲。起搏脉冲的电流大小由恒流源模块进行控制。模拟隔离模块完成模拟信号的隔离，将无失真的模拟信号传递给ADC模块和DAC模块。ADC模块负责将采样，将实际输出的起搏脉冲幅度传送给MCU，而DAC将MCU的电流控制信号传送给恒流源模块，控制恒流源的输出电压。如图2所示，是一个典型的BOOST类型的D⑶C升压电路的结构图。D⑶C升压模块包括外部隔离之后的电源DC、电容Cl、C2、电感L1、三极管Ql和二极管Dl ；电源DC连接电容Cl、电感LI和三极管Ql，电感LI分别连接三极管Ql和二极管Dl，二极管Dl连接电容C2，电容C2分别连接三极管Q1、电容Cl和电源DC。外部隔离之后的电源DC经过Cl滤波之后提供给LI，当Ql三极管(或者MOS管，IGBT等电子管)打开时，经过LI的电流，逐渐增加，LI电感存储能量，电流经Ql回到DC的负极；当Ql三极管(或者MOS管，IGBT等电子管)关闭时，电感存储的能量以负高压的形式出现在电感两端，电感上的电压与电源电压叠加流经Dl对C2进行充电。在三极管再次打开时，C2对负载放电。该电路完成电压升压的功能，升压的理论值与开关频率的占空比相关。如图3所示，是本技术中的恒流源电路。恒流源模块包括运算放大器Ul、电阻R1、R2、三极管Ql， 运算放大器Ul的正端连接DAC模块，负端连接电阻R2和三极管Ql的发射极，电阻R2 —端接地；运算放大器Ul的输出端接电阻R1，电阻Rl接三极管Ql的基极，三极管Ql的集电极接第二电极。当给予运算放大器Ul合适的工作电压之后，Ul即开始正常工作。此时，由于运算放大器Ul的两个输入端存在的虚短特性，故Ul的正端的电压等于Ul的负端的电压。此时，流经R2两端的电流即可以得出I = Vdac / R2该电流的大小与Ul的工作电压无关，与电极2的电压无关。由此我们可以得到，控制Vdac的值，就控制了流经人体的起搏电流的值。如图4所示，是恒流源电路的控制和反馈回路。来自MCU的信号经过DAC变换之后输出一个模拟电压信号，该模拟电压信号与Ul运算放大器的正输入端相连接，此信号来控制恒流源的输出电流的大小。而运算放大器的正输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路，其特征在于：包括DCDC隔离模块、DCDC升压模块、第一电极、第二电极、恒流源模块、模拟隔离模块、ADC模块和DAC模块；所述DCDC隔离模块连接DCDC升压模块，DCDC升压模块连接与人体连接的第一电极，与人体连接的第二电极接恒流源模块，恒流源模块接模拟隔离模块，模拟隔离模块连接ADC模块和DAC模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路，其特征在于包括DCDC隔离模块、DCDC 升压模块、第一电极、第二电极、恒流源模块、模拟隔离模块、ADC模块和DAC模块；所述DCDC 隔离模块连接D⑶C升压模块，D⑶C升压模块连接与人体连接的第一电极，与人体连接的第二电极接恒流源模块，恒流源模块接模拟隔离模块，模拟隔离模块连接ADC模块和DAC模块。2.根据权利要求1所述的一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路，其特征在于所述D⑶C升压模块包括外部隔离之后的电源DC、电容Cl、C2、电感L1、三极管Ql...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏振宏，谢陆伟，
申请(专利权)人：河南华南医电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：