[发明专利]一种用于植入式医疗设备的超低功耗充放电电路和方法

说明书

本发明属于植入式医疗设备领域，涉及充放电电路和方法，该电路包括处理器、直流升压模块、电压反馈电路、电容；电容充电开关电路包括第一PMOS管、第一NMOS管和驱动电路；驱动电路控制第一PMOS管和第一NMOS管对电容充电；第一PMOS管与第一NMOS管并联，并联的第一端连接电容，第二端连接直流升压模块输出端口；电容充电时第一NMOS管GS电压进入截至区前，第一PMOS管GS电压进入导通区；第一PMOS管和第一NMOS管电学参数关系为|V2‑V4|V0‑V1；V2为第一PMOS管GS导通电压，V4为第一PMOS管GS初始电压；V0为第一NMOS管GS初始电压，V1为第一NMOS管GS截止电压。

技术领域

本发明属于植入式医疗设备领域，特别涉及对植入式医疗设备充电、放电电路的改进。

背景技术

植入式心脏起搏器、除颤器、CRTD具有电刺激治疗功能，这些植入式医疗设备在其内部需要设置充放电电路以在需要进行治疗时产生治疗电刺激脉冲。上述植入式医疗设备植入到人体内后将会在人体内持续工作数年至十年之久，这就要求植入式医疗设备具有极低的功耗。

早期的起搏器振荡器和电压倍增器作为产生脉冲的发生装置。参照图1所示脉冲发生器在输出端产生脉冲信号，参照图中标识电子元器件标识的参数，该脉冲信号高电平为2.8v低电平为地。电压倍增器阳极电平为5.6V，在进行起搏治疗时所述阴极、阳极与心脏组织形成放电回路，放电回路对心脏起到起搏刺激治疗的作用。

该早期起搏器产生的起搏脉冲幅度、波形和脉宽都由硬件电路决定，并且无法根据需要调节，并且功耗相对较高。

也有起搏器充放电电路使用开关芯片控制电容充放电，但开关芯片也存在功耗高的问题。

发明内容

为解决上述问题本发明提供植入式医疗设备使用的充放电电路。本发明充放电控制电路使用MOS管组合控制，使用特定参数关系的NMOS管和PMOS管并联的方式解决对充电过程中电压变化导致的NMOS或PMOS的GS电压进入截止区导致断流的问题。

具体而言，本发明的超低功耗充放电电路，其包括：

处理器，用于提供充放电控制信号；

直流升压模块，用于将电源电压转换为逐渐上升的充电电压；

电压反馈电路，与所述处理器反馈端口耦合，用于向所述处理器提供充电电压反馈信号；

电容，通过充电开关电路与所述直流升压模块的输出端口连接；

所述电容通过放电开关电路与电刺激治疗电极连接；

其特征在于，

所述充电开关电路，包括第一PMOS管、第一NMOS管以及驱动电路；

所述驱动电路根据处理器控制信号控制所述第一PMOS管和第一NMOS管对所述电容充电；

所述第一PMOS管与第一NMOS管并联，所述并联的第一PMOS管和第一NMOS管的第一端连接所述电容，第二端连接直流升压模块的输出端口；

所述第一PMOS管和第一NMOS管被选型为：在所述电容充电过程中所述第一NMOS管GS电压进入截止区前，所述第一PMOS管GS电压进入导通区。

作为本发明一实施方式的进一步改进，在第一PMOS管GS电压进入导通区以后且第一NMOS管GS电压进入截止区以前第一NMOS管和第一PMOS管同时导通，并在第一NMOS管GS电压进入截止区以后所述第一PMOS管单独导通。