[發(fā)明專利]一種具有放電保護(hù)功能的除顫器橋式放電電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310016373.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN103100140A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄔小玫;楊圣均;王璁;王建飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): A61N1/39
• 分類號(hào): A61N1/39
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有放電保護(hù)功能的除顫器橋式放電電路，可防止放電電路短路直通和實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)，可用于除顫器中的高壓電脈沖輸出電路。?

背景技術(shù)

心室纖顫是最為惡性的心律失常，電擊除顫是目前最為直接有效的終止心室纖顫的方式。目前較為通用的除顫波形為雙相截尾指數(shù)波，一般先將電能儲(chǔ)存在大電容上，電子開關(guān)控制是否放電，電容放電波形即是指數(shù)波形。雙相波是通過橋式放電電路實(shí)現(xiàn)的，控制電子開關(guān)的組合和導(dǎo)通順序可形成橋式放電電路。?

在實(shí)際的除顫過程中，有高電壓和大電流產(chǎn)生，稍有不慎就會(huì)造成重大損失，輕則損壞除顫器，重則危及患者和除顫器操作者的健康和生命。所以，除顫放電電路的安全性和穩(wěn)定性就顯得尤為重要。本發(fā)明即是基于上述出發(fā)點(diǎn)而發(fā)明的對(duì)橋式放電電路的保護(hù)設(shè)計(jì)，防止放電電路短路直通和實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)。?

發(fā)明內(nèi)容

基于對(duì)除顫器放電電路安全性和穩(wěn)定性的考慮，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有放電保護(hù)功能的除顫器橋式放電電路，防短路直通和實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)。防短路直通是指防止橋式放電電路負(fù)載被電子開關(guān)短路而直接導(dǎo)通；過流保護(hù)是指當(dāng)放電電路的電流大于某一閾值時(shí)快速切斷放電電路。?

本發(fā)明提供的具有放電保護(hù)功能的除顫器橋式放電電路，包括四個(gè)部分：橋式放電電路，防短路直通電路和/或過流采樣電路，邏輯控制電路，和開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊。其中，橋式放電電路由四支電子開關(guān)組成，形成兩路通路，其中，對(duì)角線位置的電子開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通形成一路通路，兩路通路交替導(dǎo)通形成橋式放電電路；防短路直通電路通過兩個(gè)或非門實(shí)現(xiàn)電子開關(guān)的互鎖，防止放電電路中電子開關(guān)短路直通；過流采樣電路采集放電電路的電流，其輸出控制電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷；邏輯控制電路通過兩個(gè)與非門實(shí)現(xiàn)防短路直通電路與過流采樣電路對(duì)電子開關(guān)的共同控制；開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊為一光耦集成電路，實(shí)現(xiàn)高壓電路與低壓電路的隔離，并可直接驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)。?

本發(fā)明同時(shí)完成了兩種放電保護(hù)功能，即防短路直通和實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)。橋式放電電路和開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊為兩種保護(hù)功能所共有，獨(dú)立設(shè)計(jì)了防短路直通電路和過流采樣電路，最后由邏輯控制電路將兩者合并，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電電路的共同保護(hù)。?

所述橋式放電電路共由四支電子開關(guān)組成，四支電子開關(guān)的控制端接開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出，第一電子開關(guān)和第三電子開關(guān)組成橋路一側(cè)，第二電子開關(guān)和第四電子開關(guān)組成橋路另一側(cè)。兩側(cè)通路呈軸對(duì)稱排布，第一電子開關(guān)的一端接高壓電源，另一端接第三電子開關(guān)的一端，第二電子開2的一端接高壓電源，另一端接第四電子開關(guān)的一端，第三電子開關(guān)的另一端與第四電子開關(guān)的另一端相接。一支除顫電極接在第一電子開關(guān)與第三電子開關(guān)的連接處，另一支除顫電極接在第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)的連接處。對(duì)角線位置的電子開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，即第一電子開關(guān)和第三電子開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，或第二電子開關(guān)和第四電子開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，形成兩路放電電路，兩路放電電路交替導(dǎo)通，即實(shí)現(xiàn)了橋式放電電路（此電路可參見專利《適用于體外除顫器的高壓脈沖發(fā)生電路》，專利號(hào)ZL200720074627.7）。?

關(guān)于防短路直通電路，在對(duì)橋式放電電路的控制上，首先必須保證對(duì)同一橋路的控制時(shí)序同步，然后要防止兩路橋路同時(shí)導(dǎo)通，傳統(tǒng)的微控制器的輸出由程序員軟件控制，可能存在程序跑飛等不可預(yù)知的情況，于是本發(fā)明在微控制器的輸出與橋式放電電路驅(qū)動(dòng)之前添加了一級(jí)互鎖電路，該互鎖電路不可同時(shí)輸出高電平，避免了兩路放電電路同時(shí)導(dǎo)通的情況。?

關(guān)于過流采樣電路，串聯(lián)在放電電路中的采樣電阻采集通路電流，采樣電阻兩端的電壓接入電壓比較器的負(fù)相輸入端，電壓比較器的參考比較電壓由兩支分壓電阻R2和R3對(duì)隔離電源電壓分壓得到，其數(shù)值由隔離電源電壓和分壓電阻R2與R3的比值確定,最后接入電壓比較器的正相輸入端。另外，邏輯門電路位于低壓電路區(qū)，過流采樣電路位于高壓電路區(qū)，所以必須采用光耦將兩者隔離。?

邏輯控制電路由兩個(gè)與非門實(shí)現(xiàn)，其功能是實(shí)現(xiàn)防短路直通電路對(duì)過流采樣電路對(duì)放電電路的共同控制，當(dāng)只需實(shí)現(xiàn)其中一種功能時(shí)，邏輯控制電路不是必需的。?

關(guān)于開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，可自行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，也可采用開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊。出于對(duì)穩(wěn)定性可靠性和電路復(fù)雜度的考慮，本發(fā)明采用了市售的開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊。該模塊可直接由邏輯門的輸出控制，同時(shí)可直接驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)。?

附圖說明

圖1電路總框圖。?

圖2橋式放電電路。?

圖3防短路直通電路。?

圖4過流采樣電路。?

圖5邏輯控制電路。?

圖6開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊。?