[发明专利]一种基于恒流源的起搏脉冲产生发放电路

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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-BOOST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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。 

本发明采用以下技术方案：

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。

作为优选，所述DCDC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Q1和二极管D1；电源DC连接电容C1、电感L1和三极管Q1，电感L1分别连接三极管Q1和二极管D1，二极管D1连接电容C2，电容C2分别连接三极管Q1、电容C1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R1、R2、三极管Q1，运算放大器U1的正端连接DAC模块，负端连接电阻R2和三极管Q1的发射极，电阻R2一端接地；运算放大器U1的输出端接电阻R1，电阻R1接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接第二电极。

所述输入电源中的DCDC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DCDC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。

本发明的有益效果是：

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为本发明的拓扑结构框图；

图2为本发明的升压电路的结构框图；

图3为本发明的恒流源结构框图；

图4为本发明的恒流源反馈的结构框图。