CH701697A1

CH701697A1 - Uninterruptible power supply for a medical administration device.

Info

Publication number: CH701697A1
Application number: CH01330/09A
Authority: CH
Inventors: Michael Gentz
Original assignee: Tecpharma Licensing Ag
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2011-02-28
Also published as: WO2011022850A3; WO2011022850A2

Abstract

Es wird eine unterbrechungsfreie Stromversorgung für ein medizinisches Verabreichungsgerät angegeben. Die Stromversorgung weist eine erste Energiequelle (210) und eine wiederaufladbare zweite Energiequelle (120) auf. Über einen ersten Strompfad (SP 1) wird Energie von der wiederaufladbaren zweiten Energiequelle zu einer Last (110) geleitet. Ein zweiter Strompfad (SP 2) mit einer Ladeschaltung (230) dient dazu, Energie von der ersten Energiequelle zur zweiten Energiequelle zu leiten und dadurch die zweite Energiequelle aufzuladen. Im Normalbetrieb wird die Last im Wesentlichen über den ersten Strompfad aus der wiederaufladbaren zweiten Energiequelle mit Energie versorgt und die zweite Energiequelle über den zweiten Strompfad aus der ersten Energiequelle aufgeladen. Ein dritter Strompfad (SP 3) von der ersten Energiequelle zur Last ist dazu ausgebildet, die Last bei einem Ausfall der zweiten Energiequelle oder bei einer reduzierten Leistungsabgabe der zweiten Energiequelle in einem Notbetrieb aus der ersten Energiequelle mit Energie zu versorgen.An uninterruptible power supply for a medical delivery device is indicated. The power supply includes a first power source (210) and a rechargeable second power source (120). Energy is passed from the rechargeable second energy source to a load (110) via a first current path (SP 1). A second current path (SP 2) with a charging circuit (230) serves to conduct energy from the first energy source to the second energy source and thereby charge the second energy source. During normal operation, the load is supplied with energy from the rechargeable second energy source substantially via the first current path and the second energy source is charged from the first energy source via the second current path. A third current path (SP 3) from the first power source to the load is configured to power the load in the event of a failure of the second power source or a reduced power output of the second power source in an emergency operation from the first power source.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromversorgung für ein medizinisches Verabreichungsgerät und ein Verfahren zum Betrieb einer Stromversorgung für ein solches Verabreichungsgerät. Derartige Verabreichungsgeräte dienen zur regelmässigen Verabreichung von Medikamenten in flüssiger Form, z.B. von Insulinpräparaten. The present invention relates to a power supply for a medical administering device and a method for operating a power supply for such a delivery device. Such delivery devices are for the regular administration of medicaments in liquid form, e.g. of insulin preparations.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige medizinische Verabreichungsgeräte bekannt, die einem Patienten ein Medikament durch Infusion verabreichen. Die Verabreichung des Medikaments kann dabei insbesondere in kleine Dosen aufgeteilt werden, welche dem Patienten über einen längeren Zeitraum in gewissen Abständen, z.B. alle 10-30 Minuten, zugeführt werden. Vorteilhaft und komfortabel für den Patienten sind dabei portable Geräte, welche eine derartige Verabreichung selbsttätig und möglichst ohne weiteres Zutun des Patienten ausführen. Das Gerät ist dabei permanent mit dem Patienten verbunden und weist ein Reservoir für ein Medikament auf, welches in kleinen Mengen und in bestimmten Abständen ausgestossen und dem Patienten zugeführt wird. Bei dem Medikament kann es sich beispielsweise um ein Insulinpräparat zu Behandlung von Diabetes handeln. Various medical administration devices are known from the prior art that administer a drug to a patient by infusion. In particular, the administration of the medicament may be divided into small doses which are given to the patient over a longer period of time at certain intervals, e.g. every 10-30 minutes. Advantageous and comfortable for the patient are portable devices, which perform such administration automatically and as possible without further action by the patient. The device is permanently connected to the patient and has a reservoir for a drug which is expelled in small quantities and at certain intervals and supplied to the patient. The medicament may be, for example, an insulin preparation for the treatment of diabetes.

[0003] Eine Vielzahl weiterer medizinischer Verabreichungsgeräte ist bekannt, welche beispielsweise in Spitälern oder auch ausserhalb davon von medizinischem Personal oder von Patienten selbst bedient werden, um Medikamente wie z.B. Schmerzmittel oder andere Substanzen wie beispielsweise Kontrastmittel für spezielle medizinische Untersuchungen in genau definierten Dosen über eine bestimmte Zeit oder zu vorher festgelegten Zeitpunkten automatisch zu verabreichen. A variety of other medical delivery devices are known which are operated, for example, in hospitals or even outside thereof by medical personnel or by patients themselves, in order to obtain medicaments such as e.g. Automatically administer analgesics or other substances such as contrast media for specific medical examinations in well-defined doses over a specific time or at predetermined times.

[0004] Derartige medizinische Verabreichungsgeräte weisen häufig einen Motor auf, welcher eine Ausschüttvorrichtung antreibt, um ein Medikament aus einem Behälter auszustossen und dadurch dem Patienten zuzuführen. Der Motor ist dabei häufig intermittierend (d.h. mit längeren Pausen zwischen den Zeiträumen, in denen der Motor aktiviert ist) betrieben, wobei die Ausschüttvorrichtung bei jeder Aktivierung des Motors eine bestimmte Menge des Medikamentes aus dem Behälter ausstösst. Such medical delivery devices often have a motor which drives a dispenser to expel a drug from a container and thereby deliver it to the patient. The engine is often operated intermittently (i.e., with longer pauses between periods during which the engine is activated), with the dispenser emptying a certain amount of medicament from the reservoir each time the engine is activated.

[0005] Eine zuverlässige und permanente Stromversorgung ist wesentlich für einen sicheren Betrieb des Verabreichungsgerätes. Verabreichungsgeräte aus dem Stand der Technik weisen dazu als Energiequelle üblicherweise zumindest eine wiederaufladbare und/oder auswechselbare Batterie auf. Eine Unterbrechung der Stromversorgung kann gefährliche Konsequenzen haben. Im Falle z.B. der Verabreichung von Insulin kann eine Unterbrechung zu einer gefährlichen Unterversorgung mit Insulin führen. Ein kritischer Zustand kann z.B. eintreten, wenn die Ausgangsspannung der Batterie durch Entladung unter einen bestimmten Wert sinkt und eine ausreichende Stromversorgung des Gerätes nicht mehr sichergestellt werden kann. Die Energiequelle muss dann ausgewechselt werden, was zu einem Unterbruch der Stromversorgung führt. Auch ist es möglich, dass zum Beispiel aufgrund von äusseren mechanischen Einwirkungen auf das Verabreichungsgerät wie Stössen, Vibrationen etc. die Energiequelle kurzzeitig vom Gerät getrennt ist. Weiters sind auch schleichende Ausfälle der Energiequelle aufgrund von zum Beispiel Korrosion an den Kontaktstellen oder einer generellen Alterung der Batterie mit damit verbundener, verminderter Ladekapazität möglich. Besonders problematisch beim Ausfall der Energiequelle ist die Tatsache, dass dies dem Nutzer / Patienten nicht durch Alarme (z.B. Vibrationsalarm, Summer, LED) signalisiert werden kann, da hierbei selbige Energiequelle notwendig wäre. Um trotz derartigen Unterbrüchen der Energieversorgung des Verabreichungsgerätes einen sicheren Betrieb und eine ständige Alarmierung zu gewährleisten, müssen entsprechende Vorkehrungen getroffen werden. A reliable and permanent power supply is essential for safe operation of the delivery device. Administration devices of the prior art typically have at least one rechargeable and / or replaceable battery as the energy source. A power interruption can have dangerous consequences. In the case of e.g. The administration of insulin may cause an interruption to a dangerous shortage of insulin. A critical condition may e.g. occur when the output voltage of the battery drops by discharging below a certain value and an adequate power supply of the device can no longer be ensured. The energy source must then be replaced, which leads to an interruption of the power supply. It is also possible that, for example due to external mechanical effects on the administration device such as bumps, vibrations, etc., the energy source is temporarily disconnected from the device. Furthermore, creeping failures of the energy source due to, for example, corrosion at the contact points or a general aging of the battery with associated reduced charge capacity are possible. Particularly problematic in the case of failure of the energy source is the fact that this can not be signaled to the user / patient by alarms (for example vibration alarm, buzzer, LED), since in this case the same energy source would be necessary. In order to ensure safe operation and constant alerting despite such interruptions of the power supply of the administering device, appropriate precautions must be taken.

[0006] Die WO 2008/049 609 offenbart eine unterbruchsfreie Energieversorgung für ein medizinisches Gerät, welche als Energiespeicher eine Primärzelle sowie einen Doppelschicht-Kondensator aufweist. Im Falle eines Ausfalls der Primärzelle übernimmt der parallel dazu geschaltete Doppelschicht-Kondensator kurzzeitig die Energieversorgung des Gerätes. Dies ist jedoch aufgrund der begrenzten Ladekapazität des Doppelschicht-Kondensators nur über einen kurzen Zeitraum möglich. Ausserdem benötigt der Doppelschicht-Kondensator im Gerät ein verhältnismässig grosses Volumen und ist teuer in der Herstellung. WO 2008/049 609 discloses an interruption-free power supply for a medical device, which has a primary cell and a double-layer capacitor as an energy store. In the event of a failure of the primary cell, the parallel-connected double-layer capacitor temporarily takes over the power supply of the device. However, this is possible only over a short period of time due to the limited charge capacity of the double-layer capacitor. In addition, the double-layer capacitor in the device requires a relatively large volume and is expensive to manufacture.

[0007] In der WO 2008/121 505 ist eine Insulinpumpe beschrieben, die zur Stromversorgung eine auswechselbare Batterie sowie eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie aufweist. Im Normalbetrieb versorgt die auswechselbare Batterie die Pumpe mit Strom. Im Falle, dass diese jedoch zu wenig Spannung liefert, übernimmt die wiederaufladbare Batterie die Energieversorgung der Insulinpumpe. In WO 2008/121 505 an insulin pump is described, which has a replaceable battery and a rechargeable lithium-ion battery for power. During normal operation, the replaceable battery supplies power to the pump. However, in the event that it does not supply enough voltage, the rechargeable battery will take over the power supply of the insulin pump.

[0008] Aufgrund des intermittierenden Betriebs des Motors benötigen viele Verabreichungsgeräte jeweils kurzzeitig relativ viel Energie, während danach bis zur nächsten Verabreichung für längere Zeit nur sehr wenig Energie benötigt wird. Es sind also ausgeprägte Stromspitzen vorhanden. Diese Stromspitzen belasten die auswechselbare Batterie jedoch wesentlich, was sich negativ auf deren Kapazität und somit deren Betriebszeit auswirkt. Due to the intermittent operation of the engine, many delivery devices each require a relatively large amount of energy for a short time, while thereafter, only very little energy is needed for a long time until the next administration. So there are pronounced current peaks. However, these current peaks significantly burden the replaceable battery, which adversely affects their capacity and thus their operating time.

[0009] Die US 2009/0 069 749 zeigt eine Infusionspumpe, bei der eine wiederaufladbare Batterie sowie eine auswechselbare Zink-Luft-Batterie zum Einsatz kommen. Dabei ist die Stromversorgung so ausgebildet, dass die wiederaufladbare Batterie die Infusionspumpe mit Strom versorgt, während die auswechselbare Zink-Luft-Batterie zur Aufladung der wiederaufladbaren Batterie dient. Dadurch wirken sich die Stromspitzen nicht auf die auswechselbare Batterie aus. Ein Ausfall der wiederaufladbaren Batterie beispielsweise aufgrund von mechanischen, äusseren Einflüssen, Korrosion oder ähnliches kann durch die auswechselbare Batterie jedoch nicht kompensiert werden, da diese nicht geeignet ist, den erforderlichen Stromfluss zum Betrieb zur Verfügung zu stellen. US 2009/0 069 749 shows an infusion pump in which a rechargeable battery and a replaceable zinc-air battery are used. The power supply is designed such that the rechargeable battery supplies power to the infusion pump, while the replaceable zinc-air battery serves to charge the rechargeable battery. As a result, the current peaks do not affect the replaceable battery. However, a failure of the rechargeable battery, for example, due to mechanical, external influences, corrosion or the like can not be compensated by the replaceable battery, since this is not suitable to provide the required current flow for operation.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

[0010] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Stromversorgung für ein medizinisches Verabreichungsgerät anzugeben, welche tolerant gegenüber Störungen in der Stromversorgung ist. It is an object of the invention to provide a power supply for a medical delivery device which is tolerant to disturbances in the power supply.

[0011] Diese Aufgabe wird durch eine Stromversorgung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a power supply with the features of claim 1. Further embodiments are given in the dependent claims.

[0012] Die vorliegende Erfindung stellt also eine Stromversorgung für ein medizinisches Verabreichungsgerät mit einer elektrischen Last zur Verfügung, mit den folgenden Merkmalen: The present invention thus provides a power supply for a medical delivery device with an electrical load, with the following features:

[0013] Die Stromversorgung weist eine erste Energiequelle und eine wiederaufladbare zweite Energiequelle auf. The power supply has a first power source and a rechargeable second power source.

[0014] Die Stromversorgung weist einen ersten Strompfad auf, um Energie von der wiederaufladbaren zweiten Energiequelle zur Last zu leiten, und die Stromversorgung weist einen zweiten Strompfad mit einer Ladeschaltung auf, um Energie von der ersten Energiequelle zur zweiten Energiequelle zu leiten und dadurch die zweite Energiequelle aufzuladen. The power supply has a first current path to conduct energy from the rechargeable second energy source to the load, and the power supply has a second current path with a charging circuit for conducting energy from the first energy source to the second energy source and thereby the second To charge power source.

[0015] Die Stromversorgung ist dazu ausgebildet, im Normalbetrieb die Last im Wesentlichen aus der wiederaufladbaren zweiten Energiequelle über den ersten Strompfad mit Energie zu versorgen und die zweite Energiequelle über den zweiten Strompfad aus der ersten Energiequelle aufzuladen. Unter dem Begriff «im Wesentlichen» ist hier zu verstehen, dass in diesem Betriebszustand der Energiefluss (die übertragene elektrische Leistung) von der zweiten Energiequelle zur Last wesentlich grösser, mindestens um einen Faktor 5, grösser ist als ein Energiefluss von der ersten Energiequelle zur Last. The power supply is adapted to supply the load substantially from the rechargeable second energy source via the first current path with energy during normal operation and to charge the second energy source via the second current path from the first energy source. The term "essentially" means here that in this operating state the energy flow (the transmitted electrical power) from the second energy source to the load is much greater, at least by a factor of 5, than a flow of energy from the first energy source to the load ,

[0016] Die Stromversorgung weist ausserdem einen dritten Strompfad von der ersten Energiequelle zur Last auf, der dazu ausgebildet ist, die Last bei einem Ausfall der zweiten Energiequelle oder bei einer reduzierten Leistungsabgabe oder Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle in einem Notbetrieb aus der ersten Energiequelle mit Energie zu versorgen. Dabei kann die Last vollständig aus der ersten Energiequelle mit Energie versorgt werden (z.B. bei einem vollständigen Ausfall der zweiten Energiequelle), oder die erste Energiequelle kann zusätzlich zur zweiten Energiequelle der Last einen Anteil der benötigten Energie zur Verfügung stellen (z.B. bei einer nur teilweise reduzierten Leistungsfähigkeit bzw. Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle). The power supply further comprises a third current path from the first energy source to the load, which is adapted to the load in case of failure of the second energy source or at a reduced power output or output voltage of the second energy source in an emergency operation from the first energy source with energy to supply. In this case, the load can be completely supplied with energy from the first energy source (eg in the event of a complete failure of the second energy source), or the first energy source can make available a portion of the required energy in addition to the second energy source of the load (eg with an only partially reduced energy) Performance or output voltage of the second energy source).

[0017] Indem im Normalbetrieb die Stromversorgung aus der zweiten, wiederaufladbaren Energiequelle erfolgt, wird die erste Energiequelle geschont, da sie im Normalbetrieb nur über den verhältnismässig schwachen Ladestrom belastet ist. Indem andererseits bei einem Absinken der Leistungsfähigkeit der zweiten Energiequelle die Last über den dritten Strompfad von der ersten Energiequelle mit Energie versorgt wird, arbeitet die Stromversorgung des Verabreichungsgerätes unterbrechungsfrei. By the power supply from the second, rechargeable power source takes place in normal operation, the first energy source is spared because it is charged in normal operation only on the relatively weak charging current. On the other hand, if the load is supplied with energy from the first energy source via the third current path when the power of the second energy source drops, the power supply of the administering device operates without interruption.

[0018] Der erste Strompfad ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass er bei Spitzenlast mindestens einen bestimmten maximalen Energiefluss (maximale übertragene elektrische Leistung) zulässt, und die Ladeschaltung begrenzt den Ladestrom im zweiten Strompfad derart, dass der maximale Energiefluss im ersten Strompfad wesentlich, mindestens um einen Faktor 5, grösser ist als der maximale Energiefluss durch im zweiten Strompfad. Der dritte Strompfad ist bevorzugt derart ausgebildet, dass er ebenfalls einen maximalen Energiefluss von der ersten Energiequelle zur Last zulässt, der grösser ist als der durch die Ladeschaltung begrenzte maximale Energiefluss im zweiten Strompfad. The first current path is preferably designed such that it allows at peak load at least a certain maximum energy flow (maximum transmitted electrical power), and the charging circuit limits the charging current in the second current path such that the maximum energy flow in the first current path substantially, at least by a factor of 5, greater than the maximum energy flow through in the second current path. The third current path is preferably designed such that it also allows a maximum energy flow from the first energy source to the load, which is greater than the limited by the charging circuit maximum energy flow in the second current path.

[0019] Der Übergang vom Normalbetrieb in den Notbetrieb erfolgt vorzugsweise stetig, d.h. je weiter der Ladezustand der zweiten Energiequelle und damit deren Ausgangsspannung sinkt, desto stärker übernimmt der dritte Strompfad die Versorgung der Last mit Energie. Der Normalbetrieb wird insbesondere dann eingenommen, wenn die zweite Energiequelle einen Ladezustand und damit eine Ausgangsspannung erreicht, die eine bestimmte Schwelle überschreitet. Oberhalb dieser Schwelle erfolgt der Energiefluss in erster Linie über den ersten Strompfad. Unterhalb dieser Schwelle übernimmt allmählich der dritte Strompfad einen zunehmenden Teil der Energieversorgung der Last. The transition from normal operation to emergency operation is preferably continuous, i. E. the further the state of charge of the second energy source and thus its output voltage decreases, the more the third current path takes over the supply of energy to the load. The normal operation is taken in particular when the second energy source reaches a state of charge and thus an output voltage which exceeds a certain threshold. Above this threshold, the energy flow takes place primarily via the first current path. Below this threshold, the third current path gradually takes over an increasing part of the power supply of the load.

[0020] Die Stromversorgung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Wechsel vom Normalbetrieb in den Notbetrieb rein passiv erfolgt. Dazu weisen der erste und der dritte Strompfad bevorzugt jeweils ein oder mehrere Bauelemente auf, welche dazu ausgebildet sind, einen Übergang vom Normalbetrieb zum Notbetrieb stetig und ohne einen aktiven Steuereingriff zu bewirken. Bei den Bauelementen kann es sich insbesondere um nichtlineare Widerstandselemente handeln, d.h. um nichtlineare Elemente, an denen bei einem Stromfluss ein Spannungsabfall erfolgt und die mit der Last in Serie geschaltet sind. Die nichtlinearen Widerstandselemente können insbesondere eine oder mehrere in Serie geschaltete Dioden, z.B. Schotfky-Dioden sein, die einen kontrollierten und relativ niedrigen, nichtlinear stromabhängigen Spannungsabfall in Durchlassrichtung erzeugen. The power supply is preferably designed such that a change from normal operation to emergency operation is purely passive. For this purpose, the first and the third current paths preferably each have one or more components, which are designed to effect a transition from normal operation to emergency operation continuously and without an active control intervention. The components may in particular be non-linear resistance elements, i. around non-linear elements where a voltage drop occurs during a current flow and which are connected in series with the load. In particular, the non-linear resistive elements may comprise one or more series-connected diodes, e.g. Schotfky diodes that produce a controlled and relatively low, non-linear current-dependent voltage drop in the forward direction.

[0021] Um zu gewährleisten, dass im Normalbetrieb der Strom hauptsächlich durch den ersten Strompfad fliesst, sind die Bauelemente im ersten und dritten Strompfad von Vorteil derart ausgebildet, dass im Normalbetrieb der Spannungsabfall über die Bauelemente im dritten Strompfad insgesamt höher ist als über die Bauelemente im ersten Strompfad. In order to ensure that in normal operation, the current flows mainly through the first current path, the components in the first and third current paths are advantageously designed such that in normal operation the voltage drop across the components in the third current path is higher overall than over the components in the first rung.

[0022] Es werden also keine aktiven Elemente wie Ladecontroller eingesetzt, welche zum Beispiel die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle aktiv messen und dann gegebenenfalls einen (möglicherweise abrupten) Wechsel in den Notbetrieb vornehmen würden. Dadurch ist die Stromversorgung nicht nur einfach und kostengünstig herstellbar, sondern es wird auch der Energieverbrauch der Stromversorgung vermindert, welcher bei aktiven Schaltungen zusätzlich vorhanden ist. Zusätzlich weist diese Art der Realisierung eine grosse Sicherheit auf, da nur sehr wenige und einfache Bauteile benötigt werden, was zu einer sehr niedrigen Ausfallrate führt. Thus, no active elements such as charge controllers are used, which, for example, actively measure the output voltage of the second energy source and then optionally make a (possibly abrupt) change to emergency operation. As a result, the power supply is not only simple and inexpensive to produce, but it also reduces the power consumption of the power supply, which is also present in active circuits. In addition, this type of implementation has a high level of security, since only very few and simple components are needed, resulting in a very low failure rate.

[0023] Die Ladeschaltung ist von Vorteil derart ausgebildet, dass mindestens im Normalbetrieb die Ladespannung permanent an der zweiten Energiequelle anliegt. Dies vermindert einerseits die Komplexität des Schaltungsaufbaus und stellt andererseits sicher, dass die zweite Energiequelle immer in einem optimalen Ladezustand ist. Von Vorteil ist es insbesondere, wenn die Ladeschaltung ausschliesslich passive Elemente aufweist. Bevorzugt ist die Ladeschaltung nur durch einen oder mehrere elektrische Widerstände gebildet. Die Ladeschaltung weist dadurch einen sehr einfachen, sicheren und kostengünstigen Aufbau auf. The charging circuit is advantageously designed such that at least in normal operation, the charging voltage is applied permanently to the second energy source. On the one hand, this reduces the complexity of the circuit design and, on the other hand, ensures that the second energy source is always in an optimal state of charge. It is particularly advantageous if the charging circuit has only passive elements. Preferably, the charging circuit is formed only by one or more electrical resistances. The charging circuit thereby has a very simple, safe and cost-effective design.

[0024] In vielen Fällen wird die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle im Normalbetrieb tiefer sein als die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle. Beispielsweise kann die erste Energiequelle eine normale Alkalibatterie (Ausgangsnennspannung ca. 1.5 Volt) sein, während die zweite Energiequelle eine Li-Ionen- oder Li-Polymer-Batterie sein kann (je nach Elektrochemie Ausgangsnennspannung ca. 3.3-3.6V oder 3.6-4.0 V). In diesem Fall umfasst die Stromversorgung vorzugsweise einen DC/DC-Wandler, um die Ausgangsspannung der ersten Energiequelle in eine höhere Spannung zu konvertieren. In many cases, the output voltage of the first power source in normal operation will be lower than the output voltage of the second power source. For example, the first energy source can be a normal alkaline battery (rated output voltage approx. 1.5 volts), while the second energy source can be a Li-ion or Li-polymer battery (depending on the electrochemistry nominal output voltage approx. 3.3-3.6V or 3.6-4.0V ). In this case, the power supply preferably includes a DC / DC converter to convert the output voltage of the first power source to a higher voltage.

[0025] Um die Energieversorgung des Verabreichungsgerätes auch langfristig aufrecht zu erhalten, ist die erste Energiequelle vorteilhaft eine auswechselbare Batterie oder ein auswechselbarer geladener Akkumulator (d.h. ebenfalls eine aufladbare Batterie). Im Falle einer Entladung kann die erste Energiequelle dann einfach durch eine neue ersetzt werden. Es sind aber auch andere Ausführungsformen denkbar: z.B. eine nicht auswechselbare Batterie oder ein nicht auswechselbarer Akku, der möglicherweise von einer geeigneten Einrichtung, z.B. Ladestation, wieder aufgeladen wird. In order to maintain the energy supply of the administering device also in the long term, the first energy source is advantageously a replaceable battery or a replaceable charged accumulator (i.e., also a rechargeable battery). In the case of a discharge, the first energy source can then simply be replaced by a new one. However, other embodiments are conceivable: e.g. a non-replaceable battery or a non-replaceable battery, which may be replaced by a suitable device, e.g. Charging station, recharging.

[0026] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stromversorgung einen Lastabwurfschalter, der dazu ausgebildet ist, in einem weiteren Betriebszustand die zweite Energiequelle von der Last zu trennen. Dabei ist der Lastabwurfschalter vorteilhaft durch einen elektronischen Schalter gebildet. Diese Trennung kann selbsttätig erfolgen, wenn die Ausgangsspannung der zweiten Energiequelle eine Tiefentladungsschwelle unterschreitet. Eine Tiefentladung der zweiten Energiequelle, welche der Energiequelle irreversible Schäden zufügen würde, kann dadurch verhindert werden. Bevorzugt ist der Lastabwurfschalter derart ausgebildet, dass er die zweite Energiequelle automatisch (wieder) mit der Last verbindet, wenn die Ladespannung einen bestimmten Wert überschreitet. In a preferred embodiment, the power supply comprises a load shedding switch, which is designed to separate the second energy source from the load in a further operating state. In this case, the load shedding switch is advantageously formed by an electronic switch. This separation can take place automatically if the output voltage of the second energy source falls below a deep discharge threshold. A deep discharge of the second energy source, which would cause irreversible damage to the energy source, can be prevented thereby. Preferably, the load shedding switch is designed such that it automatically (re) connects the second energy source with the load when the charging voltage exceeds a certain value.

[0027] Besondere Vorteile entstehen, wenn der Lastabwurfschalter durch ein Steuersignal gezielt (aktiv) betätigbar ist, um die zweite Energiequelle von der Last zu trennen und/oder die zweite Energiequelle mit der Last zu verbinden. Dazu weist der Lastabwurfschalter bevorzugt einen entsprechenden Steueranschluss auf. Die zweite Energiequelle kann dadurch, zum Beispiel nach erfolgter Herstellung des Verabreichungsgerätes, gezielt von der Last getrennt werden, um ihre Entladung während der Lagerung des Gerätes zu minimieren. Das Verabreichungsgerät kann dadurch längerfristig, das heisst über mehrere Jahre, gelagert werden. Particular advantages arise when the load shedding switch is targeted (active) operable by a control signal to separate the second power source from the load and / or to connect the second power source to the load. For this purpose, the load shedding switch preferably has a corresponding control connection. The second energy source can thereby be separated from the load, for example after the preparation of the delivery device, in order to minimize its discharge during storage of the device. As a result, the administration device can be stored for a longer period of time, ie for several years.

[0028] Ein gezielt betätigbarer Lastabwurfschalter ist auch unabhängig von der zuvor beschriebenen restlichen Ausgestaltung der Stromversorgung von Vorteil. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insofern auch auf eine Stromversorgung für ein medizinisches Verabreichungsgerät mit einer Last, wobei die Stromversorgung die folgenden Merkmale aufweist: A selectively operable load shedding switch is also independent of the previously described remaining embodiment of the power supply of advantage. The present invention thus also relates to a power supply for a medical delivery device with a load, the power supply having the following features:

[0029] Die Stromversorgung weist eine erste Energiequelle und eine wiederaufladbare zweite Energiequelle auf. The power supply has a first power source and a rechargeable second power source.

[0030] Die Stromversorgung weist einen ersten Strompfad auf, um Energie von der wiederaufladbaren zweiten Energiequelle zur Last zu leiten, und die Stromversorgung weist einen zweiten Strompfad mit einer Ladeschaltung auf, um Energie von der ersten Energiequelle zur zweiten Energiequelle zu leiten und dadurch die zweite Energiequelle aufzuladen. The power supply has a first current path for conducting energy from the rechargeable second energy source to the load, and the power supply has a second current path with a charging circuit for conducting energy from the first energy source to the second energy source and thereby the second To charge power source.

[0031] Die Stromversorgung umfasst ausserdem einen Lastabwurfschalter, um die zweite Energiequelle von der Last zu trennen. Der Lastabwurfschalter ist dabei durch ein Steuersignal aktiv betätigbar, um die zweite Energiequelle von der Last zu trennen und/oder die zweite Energiequelle mit der Last zu verbinden. Er kann hierzu einen entsprechenden Steueranschluss aufweisen. The power supply also includes a load shedding switch to disconnect the second power source from the load. The load shedding switch is actively actuated by a control signal to separate the second energy source from the load and / or to connect the second energy source with the load. He can for this purpose have a corresponding control terminal.

[0032] Die vorliegende Erfindung umfasst ausserdem ein medizinisches Verabreichungsgerät zur Verabreichung eines Medikaments in flüssiger Form mit einer Stromversorgung der vorstehend beschriebenen Art. Das Verabreichungsgerät wird in der Regel ausserdem ein Reservoir für das Medikament und eine Ausschütteinrichtung zur Übertragung der Antriebsbewegung eines Motors auf das Reservoir aufweisen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auch auf ein medizinisches Verabreichungsgerät mit einer Last, die einen elektrischen Motor und eine Motorsteuerung umfasst, wobei die Motorsteuerung dazu ausgebildet ist, den Motor intermittierend zu aktivieren, um das Medikament inkrementell auszuschütten. Die Ladeschaltung erzeugt dann einen Ladestrom, der kleiner ist als der Strom im ersten Strompfad in den Aktivierungsphasen. The present invention also includes a medical delivery device for administering a medicament in liquid form with a power supply of the type described above. The delivery device is also usually a reservoir for the drug and a dispensing device for transmitting the drive movement of an engine to the reservoir exhibit. More particularly, the invention also relates to a medical delivery device having a load that includes an electric motor and a motor controller, wherein the motor controller is configured to intermittently activate the motor to incrementally dispense the medicament. The charging circuit then generates a charging current which is smaller than the current in the first current path in the activation phases.

[0033] Das Verabreichungsgerät kann modular aufgebaut sein, wobei die wertvollen elektronischen Komponenten und der Antriebsmotor in einem wiederverwendbaren Basismodul und der Behälter für das Medikament in einer wegwerfbaren Kartusche untergebracht sind. Es ist dann bevorzugt, dass sowohl die erste als auch die zweite Energiequelle in der Basiseinheit untergebracht sind, dass das Verabreichungsgerät also eine Gehäuseeinheit aufweist, in der sowohl die erste Energiequelle als auch die zweite Energiequelle untergebracht sind. Dadurch werden störanfällige elektrische Kontakte zwischen Basiseinheit und Kartusche vermieden. The delivery device may be modular, with the valuable electronic components and the drive motor housed in a reusable base module and the container for the drug in a disposable cartridge. It is then preferred that both the first and the second energy sources are accommodated in the base unit, that is to say that the administration device has a housing unit in which both the first energy source and the second energy source are accommodated. As a result, failure-prone electrical contacts between the base unit and the cartridge are avoided.

[0034] Es wird ausserdem ein Verfahren zum Betrieb eines medizinischen Verabreichungsgerätes mit einer Stromversorgung und einer elektrischen Last angegeben. Die Stromversorgung umfasst eine erste Energiequelle und eine wiederaufladbare zweite Energiequelle. Im Normalbetrieb wird die Last im Wesentlichen aus der zweiten Energiequelle mit Energie versorgt und die zweite Energiequelle aus der ersten Energiequelle aufgeladen. Bei einem Ausfall der zweiten Energiequelle oder bei einer reduzierten Leistungsabgabe der zweiten Energiequelle wird die Last in einem Notbetrieb aus der ersten Energiequelle mit Energie versorgt. There is also provided a method of operating a medical delivery device having a power supply and an electrical load. The power supply includes a first power source and a rechargeable second power source. In normal operation, the load is essentially supplied with energy from the second energy source and the second energy source is charged from the first energy source. In the event of a failure of the second power source or a reduced power output of the second power source, the load is powered in an emergency operation from the first power source.

[0035] Die Last umfasst dabei in bevorzugten Ausführungsformen einen elektrischen Motor, wobei der elektrische Motor intermittierend betrieben wird, so dass zwischen Aktivierungsphasen, in denen der Motor aktiviert ist, Pausen vorhanden sind, und die zweite Energiequelle wird mit einem Ladestrom geladen, der kleiner ist als der Strom durch den Motor in den Aktivierungsphasen. The load comprises in preferred embodiments an electric motor, wherein the electric motor is operated intermittently, so that between activation phases, in which the motor is activated, pauses are present, and the second power source is charged with a charging current, the smaller is as the current through the motor in the activation phases.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0036] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<sep>ein schematisches elektrisches Schaltbild einer Stromversorgung eines medizinischen Verabreichungsgerätes; <tb>Fig. 2<sep>ein schematisches elektrisches Teil-Schaltbild der Stromversorgung der Fig. 1 mit detaillierter Darstellung des Lastabwurfschalters; <tb>Fig. 3<sep>ein Diagramm mit den Strom-Spannungskennlinien der Strompfade SP 1 und SP 3 der Stromversorgung der Fig. 1; sowie <tb>Fig. 4<sep>Zustandsdiagramm des Lastabwurfschalters der Stromversorgung der Fig. 1.Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings, which are merely illustrative and not restrictive interpreted. In the drawings show: <Tb> FIG. 1 <sep> is a schematic electrical diagram of a power supply of a medical delivery device; <Tb> FIG. Fig. 2 is a schematic partial electrical diagram of the power supply of Fig. 1 with a detailed illustration of the load dump switch; <Tb> FIG. Fig. 3 is a graph showing the current-voltage characteristics of the current paths SP 1 and SP 3 of the power supply of Fig. 1; such as <Tb> FIG. 4 <sep> State diagram of the load shedding switch of the power supply of FIG. 1.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

[0037] In der Fig. 1 ist ein elektrisches Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Stromversorgung eines medizinischen Verabreichungsgerätes dargestellt. Die Stromversorgung umfasst einen Lastkreis 100, eine mit dieser verbundenen Ladeelektronik 200 sowie eine Sicherheitsschaltung 300, welche sowohl mit dem Lastkreis 100 als auch mit der Ladeelektronik 200 verbunden ist. Die Ladeelektronik 200 weist eine wegwerfbare Batterie 210 als erste Energiequelle auf. Der Lastkreis 100 weist eine Last 110 und eine wiederaufladbare Batterie 120 als zweite Energiequelle auf. Die Last 110 umfasst beispielsweise einen Motor mit einer Motorsteuerung. In Fig. 1 is an electrical circuit diagram of a preferred embodiment of an inventive power supply of a medical administration device is shown. The power supply comprises a load circuit 100, an associated with this charging electronics 200 and a safety circuit 300 which is connected to both the load circuit 100 and the charging electronics 200. The charging electronics 200 has a disposable battery 210 as the first power source. The load circuit 100 has a load 110 and a rechargeable battery 120 as a second power source. The load 110 includes, for example, a motor with a motor controller.

[0038] Für die Medikamentenabgabe des Verabreichungsgerätes treibt die Motorsteuerung den Motor an, um das Medikament aus dem Behälter auszustossen. Der Motor kann dabei von der Motorsteuerung insbesondere intermittierend betrieben sein, was bedeutet, dass er zu bestimmten Verabreichungszeitpunkten eine gewisse Anzahl von (Teil-) Umdrehungen ausführt, um dem Patienten eine bestimmte Menge eines Medikamentes zuzuführen. Dabei wird jeweils nur ein kleiner Teil des im Behälter vorhandenen Medikamentes ausgestossen. Die Last 110 weist somit also ausgeprägte Stromspitzen auf, während denen vermehrt Energie verbraucht wird. Zusätzlich zum Motor kann die Last aber eine Vielzahl anderer Energie verbrauchender Komponenten aufweisen, wie zum Beispiel eine Rechnereinheit, welche beispielsweise die Zeitpunkte und die Menge der Verabreichung festlegt, ein Gerätedisplay, eine interne Uhr etc. Weiters könnte auch eine Alarmeinheit vorhanden sein, welche den Benutzer warnt, wenn sich beispielsweise die Leerung des Medikamentenbehälters abzeichnet oder wenn die Versorgungsspannung unter einen bestimmten Wert fällt. Eine Vielzahl weiterer Energie verbrauchender Komponenten der Last 110 ist denkbar. For drug delivery of the delivery device, the motor controller drives the motor to expel the drug from the container. In particular, the motor can be operated intermittently by the motor control, which means that it carries out a certain number of (partial) revolutions at certain times of administration in order to supply the patient with a certain amount of medicament. In each case, only a small part of the existing drug in the container is ejected. The load 110 thus has pronounced current peaks, during which more energy is consumed. In addition to the engine, however, the load may include a variety of other energy consuming components, such as a computer unit, which determines, for example, the times and the amount of administration, a device display, an internal clock, etc. Furthermore, there could also be an alarm unit, including the User warns if, for example, the emptying of the medicine container is becoming apparent or if the supply voltage drops below a certain value. A large number of further energy-consuming components of the load 110 is conceivable.

[0039] Bei der wiederaufladbaren Batterie 120 handelt es sich um einen Akkumulator, der eine möglichst geringe Selbstentladung und eine hohe Leistungsdichte aufweist, beispielsweise einen Lithium-Ionen- oder einen Lithium-Polymer-Akkumulator. Im normalen Betrieb des Verabreichungsgerätes weist er bevorzugt einen Ladezustand von weniger als ca. 80% der Vollladung auf, da sich eine Vollladung von 100 % negativ auf die Lebensdauer des Akkumulators auswirken kann. Die Ausgangsnennspannung beträgt je nach Ausführungsform der wiederaufladbaren Batterie in diesem Ausführungsbeispiel z.B. 3.3-3.5 V (für phosphatbasierte Lithium-Polymer Akkus) oder 3.6-4.0 V (für Nickel, Kobalt, Mangan Typen). The rechargeable battery 120 is an accumulator which has the lowest possible self-discharge and a high power density, for example a lithium-ion or a lithium-polymer accumulator. In normal operation of the delivery device, it preferably has a charge state of less than about 80% of the full charge, since a full charge of 100% may adversely affect the life of the battery. The output rated voltage is, depending on the embodiment, of the rechargeable battery in this embodiment, e.g. 3.3-3.5 V (for phosphate-based lithium-polymer batteries) or 3.6-4.0 V (for nickel, cobalt, manganese types).

[0040] Die Lastelektronik weist einen Lastabwurfschalter 130 auf, welcher die wiederaufladbare Batterie 120 mit der Last verbindet. Der Lastabwurfschalter 130, welcher in Fig. 2 detailliert gezeigt ist, dient dazu, bedarfsweise die wiederaufladbare Batterie 120 vollständig von der Last zu trennen und damit elektrisch zu isolieren. Der Lastabwurfschalter 130 kann durch einen beliebigen Schalter realisiert werden, beispielsweise einen mechanischen Druck- oder Kippschalter, ein Relais, ein Reed-Relais, ein herausziehbares Siegel oder einen Membranschalter. Ein mechanischer Schalter benötigt keine Energie, muss dafür aber vom Benutzer von Hand betätigt werden. Vorteilhaft ist der Lastabwurfschalter 130 deshalb als ein elektronischer Schalter ausgebildet, welcher beispielsweise aus integrierten Schalter- und Logik-Bausteinen oder auch aus diskreten Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren und passiven R/C-Komponenten besteht. The load electronics has a load dump switch 130 which connects the rechargeable battery 120 to the load. The load shedding switch 130, which is shown in detail in FIG. 2, serves to completely disconnect and thus electrically isolate the rechargeable battery 120, as needed. The load shedding switch 130 can be realized by any switch, such as a mechanical push or toggle switch, a relay, a reed relay, a retractable seal, or a membrane switch. A mechanical switch does not require energy but must be manually operated by the user. Advantageously, the load shedding switch 130 is therefore designed as an electronic switch, which consists for example of integrated switch and logic components or also of discrete metal oxide semiconductor field effect transistors and passive R / C components.

[0041] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Lastabwurfschalter 130 einen elektronischen Schalter 131 auf, welcher mindestens einen ersten und einen zweiten Anschluss hat, wobei der erste Anschluss mit der die wiederaufladbaren Batterie 120 verbunden ist. Ein weiterer Anschluss kann mit dem anderen Pol der Batterie 120 verbunden sein, um den elektronischen Schalter 130 mit einer Betriebsspannung zu beaufschlagen. Die Betriebspannung für den Schalter 130 kann alternativ von einer anderen Spannungsquelle (Batterie 210 oder Drittquellen) oder über ein Steuersignal beaufschlagt werden. Aus dem Stand der Technik sind geeignete elektronische Schalter bekannt, die einen praktisch vernachlässigbaren Ruhestrom aufweisen, so dass der Schalter 130 die Batterie 120 auch über längere Zeit praktisch nicht belastet. Der Schalter 131 hat zwei Schaltzustände, einen leitenden und einen unterbrechenden. Im leitenden Zustand sind der erste und der zweite Anschluss des Schalters 131 miteinander verbunden, und ein Strom kann im Wesentlichen ohne Spannungsabfall vom ersten zum zweiten Anschluss des Schalters 131 fliessen. Im unterbrechenden Zustand ist zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss ein möglichst hoher Widerstand vorhanden, so dass ein Stromfluss verhindert wird. Der Schalter 131 ist über eine Ansteuerleitung von einer Logikschaltung 132 des Lastabwurfschalters 130 ansteuerbar. In the present embodiment, the load shedding switch 130 has an electronic switch 131 having at least a first and a second terminal, wherein the first terminal is connected to the rechargeable battery 120. Another terminal may be connected to the other pole of the battery 120 to supply the electronic switch 130 with an operating voltage. The operating voltage for the switch 130 may alternatively be applied from another voltage source (battery 210 or third-party sources) or via a control signal. From the prior art, suitable electronic switches are known, which have a virtually negligible quiescent current, so that the switch 130 practically does not load the battery 120 for a long time. The switch 131 has two switching states, one conducting and one interrupting. In the conducting state, the first and the second terminals of the switch 131 are connected to each other, and a current can flow from the first to the second terminal of the switch 131 substantially without a voltage drop. In the interrupting state, the highest possible resistance is present between the first and the second connection, so that a flow of current is prevented. The switch 131 can be controlled via a drive line by a logic circuit 132 of the load dump switch 130.

[0042] Die Logikschaltung 132 hat zwei Eingänge, welche in der Fig. 2 mit a und b gekennzeichnet sind. Eingang a kann z.B. mit einer Taste verbunden sein, welche ausserhalb des Verabreichungsgerätes angebracht ist. Durch Betätigen der Taste wird ein Steuersignal SA (siehe Fig. 2) an die Logikschaltung 132 des Lastabwurfschalters 130 gesendet. Dies bewirkt, dass die Logikschaltung 132 den Schalter 131 öffnet oder schliesst. The logic circuit 132 has two inputs, which are indicated in Fig. 2 with a and b. Input a can e.g. be connected to a button which is mounted outside of the administering device. By actuating the key, a control signal SA (see FIG. 2) is sent to the logic circuit 132 of the load shedding switch 130. This causes the logic circuit 132 to open or close the switch 131.

[0043] Der zweite Eingang b der Logikschaltung 132 ist mit dem zweiten Anschluss des Schalters 131 verbunden, welcher der Batterie 120 abgewandt ist. Die Logikschaltung 132 ist so ausgebildet, dass sie die an ihrem Eingang b anliegende Spannung, welche ein Steuersignals SB (siehe Fig. 2) bildet, misst. Wenn die Spannung am Eingang b einen bestimmten Wert übersteigt, schliesst die Logikschaltung 132 den Schalter 131. Der Schalter 131 nimmt dann also seine leitende Stellung ein. Diese Funktionalität des Lastabwurfschalters 130 wird nachfolgend noch näher erläutert. The second input b of the logic circuit 132 is connected to the second terminal of the switch 131, which faces away from the battery 120. The logic circuit 132 is configured to measure the voltage applied to its input b, which forms a control signal SB (see FIG. 2). When the voltage at the input b exceeds a certain value, the logic circuit 132 closes the switch 131. The switch 131 then assumes its conducting position. This functionality of the load dump switch 130 will be explained in more detail below.

[0044] Der Lastabwurfschalter 130 ist mit seinem zweiten, der Batterie 120 abgewandten Anschluss über ein nichtlineares, widerstandsbehaftetes elektrisches Element 101 mit der Last 110 verbunden. Beim widerstandsbehafteten Element 101 handelt es sich hier um eine Diode, z.B. eine Schottky-Diode, welche eine nichtlineare Charakteristik aufweist. Ein Strom, der vom Lastabwurfschalter 130 zur Last 110 hin fliesst, erfährt einerseits einen wesentlich kleineren Widerstand als ein Strom, der in die umgekehrte Richtung fliesst. Die Diode 101 weist also in Bezug auf den Strom eine Sperrrichtung und eine Durchlassrichtung auf, wobei die Durchlassrichtung vom Lastabwurfschalter 130 zur Last 110 hin gerichtet ist. Andererseits ist ein gewisser, relativ kleiner Spannungsabfall auch in Durchlassrichtung der Diode 101 vorhanden. The load shedding switch 130 is connected to the second, the battery 120 remote terminal via a non-linear, resistive electrical element 101 to the load 110. The resistive element 101 is a diode, e.g. a Schottky diode having a nonlinear characteristic. A current that flows from the load shedding switch 130 toward the load 110 on the one hand experiences a much smaller resistance than a current flowing in the reverse direction. Thus, the diode 101 has a reverse direction and a forward direction with respect to the current, with the forward direction directed from the load shedding switch 130 toward the load 110. On the other hand, a certain, relatively small voltage drop is also present in the forward direction of the diode 101.

[0045] Die Ausgangsspannung der auswechselbaren Batterie 210 ist kleiner als die Nennspannung der wiederaufladbaren Batterie 120. Die Ausgangsspannung der auswechselbaren Batterie 210 wird über einen DC/DC-Wandler 220 auf eine höhere Arbeitsspannung konvertiert. Diese Arbeitsspannung liegt etwas oberhalb des typischen Arbeitspunktes der wiederaufladbaren Batterie 120 In anderen Ausführungsformen kann die auswechselbare Batterie 210 bereits eine ausreichend hohe Spannung besitzen, so dass auf den DC/DC-Wandler 220 verzichtet werden kann. The output voltage of the replaceable battery 210 is smaller than the rated voltage of the rechargeable battery 120. The output voltage of the replaceable battery 210 is converted via a DC / DC converter 220 to a higher working voltage. This working voltage is slightly above the typical operating point of the rechargeable battery 120. In other embodiments, the removable battery 210 may already have a sufficiently high voltage so that the DC / DC converter 220 may be dispensed with.

[0046] Der Ausgang des DC/DC-Wandlers ist mit einer Ladeschaltung 230 verbunden. Die Ladeschaltung 230 kann aus einer Vielzahl aus dem Stand der Technik bekannter Ladeschaltungen ausgewählt sein. Dabei kann es sich beispielsweise um integrierte Schaltungen handeln. Bevorzugt wird aber eine einfache Stromquelle und insbesondere bevorzugt ein einfacher Widerstand als Ladeschaltung eingesetzt. Die Ladeschaltung 230 weist dann also ausschliesslich passive Elemente auf, welche bei einem Spannungsunterschied zwischen den Anschlüssen der Ladeschaltung 230 automatisch einen Stromfluss verursachen. Im Ausführungsbeispiel wird die Ladeschaltung 230 durch einen Widerstand von z.B. ca. 220 Ohm gebildet. Dabei kann ein Kohleschichtwiderstand, ein Metallschichtwiderstand oder ein anderer Widerstand aus dem Stand der Technik benutzt werden. The output of the DC / DC converter is connected to a charging circuit 230. The charging circuit 230 may be selected from a variety of charging circuits known in the art. These may be, for example, integrated circuits. Preferably, however, a simple current source and particularly preferably a simple resistor is used as the charging circuit. The charging circuit 230 then has exclusively passive elements which automatically cause a current flow in the event of a voltage difference between the terminals of the charging circuit 230. In the embodiment, the charging circuit 230 is replaced by a resistor of e.g. formed about 220 ohms. In this case, a carbon film resistor, a metal film resistor or another resistor of the prior art can be used.

[0047] Der Ausgang des DC-DC-Wandlers ist ausserdem mit dem Eingang der Sicherheitsschaltung 300 verbunden. Die Sicherheitsschaltung umfasst hier zwei in Serie geschaltete Dioden 301 und 302. Die Dioden 301, 302 weisen wiederum jeweils eine nichtlineare Charakteristik auf. Im Ausführungsbeispiel wird wiederum jeweils eine Schottky-Diode verwendet. Die Dioden 301 und 302 sind demnach ebenfalls in Durchlassrichtung mit einem Spannungsabfall behaftet. The output of the DC-DC converter is also connected to the input of the safety circuit 300. The safety circuit here comprises two series-connected diodes 301 and 302. The diodes 301, 302 in turn each have a non-linear characteristic. In the exemplary embodiment, in turn, a Schottky diode is used in each case. The diodes 301 and 302 are accordingly also subject to a voltage drop in the forward direction.

[0048] Der Ausgang der Sicherheitsschaltung 300 ist mit der Last 110 des Lastkreises 100 verbunden. Die Dioden 301 und 302 sind dabei so angeordnet, dass sie von der Ladeelektronik 200 zum Lastkreis 100 fliessenden Strom durchlassen und einen Strom in die Gegenrichtung sperren. Die Ladeelektronik 200 ist ausserdem über den Ausgang der Ladeschaltung 230 mit dem zweiten Anschluss des Lastabwurfschalters 130 des Lastkreises 100 verbunden. The output of the safety circuit 300 is connected to the load 110 of the load circuit 100. The diodes 301 and 302 are arranged so that they pass from the charging electronics 200 to the load circuit 100 flowing current and block a current in the opposite direction. The charging electronics 200 is also connected via the output of the charging circuit 230 to the second terminal of the load dump switch 130 of the load circuit 100.

[0049] Die Stromversorgung nimmt im Normalbetrieb einen ersten Betriebszustand ein, in welchem die wiederaufladbare Batterie 120 einen zur Versorgung der Last 110 ausreichenden Ladezustand hat. Der Lastabwurfschalter 130 ist dann in seinem geschlossenen Zustand. Die Last 110 wird in diesem ersten Betriebszustand im Wesentlichen über einen ersten Strompfad SP 1 mit Strom versorgt. Dabei wird der Strom von der wiederaufladbaren Batterie 120 über den Lastabwurfschalter 130 und die Diode 101 der Last 110 zugeführt. The power supply assumes a first operating state in normal operation, in which the rechargeable battery 120 has a state sufficient to supply the load 110 state of charge. The load dump switch 130 is then in its closed state. The load 110 is supplied in this first operating state substantially via a first current path SP 1 with power. At this time, the power from the rechargeable battery 120 is supplied to the load 110 through the load shedding switch 130 and the diode 101.

[0050] Gleichzeitig wird die wiederaufladbare Batterie 120 von der auswechselbaren Batterie 210 über einen zweiten Strompfad SP 2 aufgeladen. Der Strompfad SP 2 führt dabei von der Batterie 210 über den DC/DC-Wandler 220 und der Ladeschaltung 230 zum zweiten Anschluss der Lastabwurfschaltung 130. Aufgrund der Ladeschaltung 230, welche durch einen Widerstand gebildet ist, wird ein Ladestrom im Strompfad 2 in seinem Betrag begrenzt. Dies bewirkt, dass sich Stromspitzen, welche durch einen kurzzeitig erhöhten Energieverbrauch der Last 110 zum Beispiel während der Medikamentverabreichung verursacht werden, kaum auf den Ladestrom auswirken, welcher durch die Ladeschaltung 230 auf einem kleinen Wert von beispielsweise 0.5 mA bis 2 mA gehalten wird. Dadurch wird die auswechselbare Batterie 210 erheblich geschont und deren Lebensdauer verlängert. At the same time, the rechargeable battery 120 is charged by the replaceable battery 210 via a second current path SP 2. The current path SP 2 leads from the battery 210 via the DC / DC converter 220 and the charging circuit 230 to the second terminal of the load shedding circuit 130. Due to the charging circuit 230, which is formed by a resistor, a charging current in the current path 2 in its amount limited. This causes current spikes caused by a momentarily increased power consumption of the load 110, for example, during drug administration, to have little effect on the charging current which is maintained by the charging circuit 230 at a small value of, for example, 0.5 mA to 2 mA. As a result, the replaceable battery 210 is considerably spared and extends its service life.

[0051] Ein dritter Strompfad SP 3 führt von der Ladeelektronik 200 über die beiden Dioden 301, 302 der Sicherheitsschaltung 300 zur Last 110 des Lastkreises 100. Im ersten Betriebszustand wird die Energie jedoch im Wesentlichen nicht über diesen Strompfad 3 zur Last 110 geführt, sondern über den Strompfad SP 1. Der Grund dafür ist, dass der Gesamtwiderstand des Strompfades SP 3 erheblich höher ist als derjenige des Strompfades SP 1, wie die Kennlinien im Diagramm der Fig. 3 illustrieren. Ein Spannungsunterschied von 350 mV über die Diode 101 des Strompfades SP 1 bewirkt im Strompfad SP 1 einen Strom von ca. 50 mA, während derselbe Spannungsunterschied über die Dioden 301, 302 im Strompfad SP 3 lediglich einen Strom von ca. 1 mA bewirkt (siehe gestrichelte Linie in Fig. 3). Der Strompfad 1 führt im Normalbetrieb somit einen Strom, der um ein Vielfaches grösser ist als derjenige des Strompfades 3. A third current path SP 3 leads from the charging electronics 200 via the two diodes 301, 302 of the safety circuit 300 to the load 110 of the load circuit 100. In the first operating state, however, the energy is essentially not passed through this current path 3 to the load 110, but via the current path SP 1. The reason for this is that the total resistance of the current path SP 3 is considerably higher than that of the current path SP 1, as illustrated by the characteristics in the diagram of FIG. 3. A voltage difference of 350 mV across the diode 101 of the current path SP 1 causes in the current path SP 1 a current of about 50 mA, while the same voltage difference across the diodes 301, 302 in the current path SP 3 only causes a current of about 1 mA (see dashed line in Fig. 3). The current path 1 thus carries a current in normal operation, which is greater by a multiple than that of the current path. 3

[0052] Wenn die Ausgangsspannung der wiederaufladbaren Batterie 120 allerdings unter den typischen Arbeitspunkt fällt, so dass die Leistungsfähigkeit der wiederaufladbaren Batterie abnimmt, wird die Last zunehmend auch über den Strompfad SP 3 mit Strom versorgt. Der Grund für das Absinken der Ausgangsspannung der wiederaufladbaren Batterie 120 kann dabei vielfältig sein. Beispielsweise kann die wiederaufladbare Batterie 120 oder der Lastabwurfschalter defekt sein, die wiederaufladbare Batterie 120 kann aufgrund einer mechanischen, äusseren Einwirkung kurzfristig oder dauerhaft von der Last getrennt sein etc. Im Notbetrieb wird der Last 110 die Energie im Wesentlichen über den Strompfad SP 3 zugeführt. Der Übergang vom Normalbetrieb (erster Betriebszustand) in den Notbetrieb (zweiter Betriebszustand) erfolgt dabei stetig, automatisch und ohne Zeitverzögerung und in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform rein passiv, d.h. ohne aktiven Steuereingriff. However, if the output voltage of the rechargeable battery 120 drops below the typical operating point, so that the performance of the rechargeable battery decreases, the load is increasingly supplied with power via the current path SP 3. The reason for the decrease in the output voltage of the rechargeable battery 120 may be varied. For example, the rechargeable battery 120 or the load shedding switch may be defective, the rechargeable battery 120 may be temporarily or permanently disconnected from the load due to mechanical external influence, etc. In emergency operation, the load 110 is supplied with energy substantially via the current path SP 3. The transition from normal operation (first operating state) to emergency operation (second operating state) takes place continuously, automatically and without time delay and in the present preferred embodiment purely passive, ie. without active control intervention.

[0053] Der Notbetrieb wird automatisch wieder verlassen und der Normalbetrieb wieder eingenommen, sobald die Ausgangsspannung der wiederaufladbaren Batterie 120 wieder genügend hoch ist. The emergency operation is automatically abandoned and normal operation resumed as soon as the output voltage of the rechargeable battery 120 is sufficiently high again.

[0054] Einen weiteren Betriebszustand nimmt die Stromversorgung ein bei einer Trennung der wiederaufladbaren Batterie 120 von der Last durch den Lastabwurfschalter 130. Die Funktionalität des Lastabwurfschalters 130 kann dabei am besten mit Hilfe des Zustandsdiagramms der Fig. 4beschrieben werden. Dieses weist unterschiedliche Zustände S1, S2, S3 sowie Übergänge A, B, C, D auf, welche der Lastabwurfschalter 130 einnehmen kann. Die Zustände S1, S2, S3, S4 und die Übergänge A, B, C, D, E, F werden dabei wie folgt bezeichnet: <tb>S1:<sep>Aktiver Betrieb mit auswechselbarer Batterie 210 (Normalbetrieb), <tb>S2:<sep>Aktiver Betrieb ohne auswechselbare Batterie 210, <tb>S3:<sep>Lagerzustand (ohne auswechselbare Batterie 210), <tb>S4:<sep>Notbetrieb bei ausgefallener aufladbarer Batterie 120, <tb>A:<sep>Entnahme der auswechselbaren Batterie 210, <tb>B:<sep>Einlegen der auswechselbaren Batterie 210, <tb>C:<sep>Steuersignal SA, <tb>D:<sep>Einlegen der auswechselbaren Batterie 210, <tb>E:<sep>Ausfall der aufladbaren Batterie 120, und <tb>F:<sep>Erreichen eines genügenden Ladezustands durch die aufladbare Batterie 120.The power supply assumes a further operating state with a separation of the rechargeable battery 120 from the load by the load shedding switch 130. The functionality of the load shedding switch 130 can best be described with the aid of the state diagram of FIG. 4. This has different states S1, S2, S3 and transitions A, B, C, D, which can take the load shedding switch 130. The states S1, S2, S3, S4 and the transitions A, B, C, D, E, F are denoted as follows: <tb> S1: <sep> Active operation with replaceable battery 210 (normal operation), <tb> S2: <sep> Active operation without replaceable battery 210, <tb> S3: <sep> Bearing state (without replaceable battery 210), <tb> S4: <sep> Emergency operation with failed rechargeable battery 120, <tb> A: <sep> Removing the replaceable battery 210, <tb> B: <sep> Inserting the Interchangeable Battery 210, <tb> C: <sep> control signal SA, <tb> D: <sep> insert the replaceable battery 210, <tb> E: <sep> Failure of the rechargeable battery 120, and <tb> F: <sep> Reaching a sufficient state of charge by the rechargeable battery 120.

[0055] S1 symbolisiert den normalen Betrieb des portablen medizinischen Verabreichungsgerätes, wobei die auswechselbare Batterie 210 eingelegt und in einem geladenen Zustand ist. Durch eine Entnahme der auswechselbaren Batterie 210 oder durch ein Absinken des Ladezustandes der auswechselbaren Batterie 210 wird Zustand S2 eingenommen, welcher durch Einsetzen einer frischen auswechselbaren Batterie 210 wieder in Richtung Zustand S1 verlassen werden kann. Indem der Benutzer im Zustand S2 das Steuersignal SA auslöst, wird die wiederaufladbare Batterie 120 von der Last getrennt und der Lagerzustand S3 eingenommen. Durch Einsetzen einer frischen auswechselbaren Batterie 210 steigt die Spannung am Eingang b der Logikschaltung 132 an, und die wiederaufladbare Batterie 120 wird wieder mit der Last verbunden, wodurch der Zustand S3 verlassen wird und wieder ein aktiver Betrieb mit eingelegter auswechselbarer Batterie 210, entsprechend Zustand S1, eingenommen wird. Zustand S4 wird eingenommen, wenn die wiederaufladbare Batterie 120 eine nicht mehr eine genügend hohe Ausgangsspannung aufweist, um die Last 110 zu betreiben, so dass der aktive Betrieb über den Strompfad SP 3 durch die auswechselbare Batterie 210 sichergestellt wird. Dieser Zustand wird wieder verlassen, wenn der Ladezustand und damit die Ausgangsspannung der wiederaufladbaren Batterie wieder genügend gross ist. Diese Übergänge sind stetig. S1 symbolizes the normal operation of the portable medical delivery device with the removable battery 210 inserted and in a charged state. By removing the replaceable battery 210 or by decreasing the state of charge of the replaceable battery 210 state S2 is taken, which can be left by inserting a fresh replaceable battery 210 back towards state S1. When the user triggers the control signal SA in the state S2, the rechargeable battery 120 is disconnected from the load and the storage state S3 is assumed. By inserting a fresh replaceable battery 210, the voltage at the input b of the logic circuit 132 increases, and the rechargeable battery 120 is again connected to the load, leaving the state S3 and again an active operation with the interchangeable battery 210 inserted, corresponding to state S1 , is taken. State S4 is assumed when the rechargeable battery 120 no longer has a sufficiently high output voltage to operate the load 110, so that the active operation via the current path SP 3 is ensured by the replaceable battery 210. This state is left again when the state of charge and thus the output voltage of the rechargeable battery is sufficiently large again. These transitions are steady.

[0056] Bei Fertigstellung der Herstellung des medizinischen Verabreichungsgerätes, nach erfolgreichem Endtest des Gerätes, kann also die auswechselbare Batterie 210 dem Gerät entnommen werden. Danach kann vom Hersteller das Steuersignal SA ausgelöst werden, wodurch die wiederaufladbare Batterie 120, welche zuvor vorteilhaft in einen optimalen, definierten Ladezustand von z.B. 50-70% gebracht worden ist, vollständig von der Last getrennt wird. In diesem Zustand (entsprechend dem oben genanntem Zustand S3) ist eine längerfristige Lagerung des Verabreichungsgerätes über mehrere Jahre möglich. Bei Einsetzen einer auswechselbaren Batterie 210 durch den Endbenutzer wird die wiederaufladbare Batterie 120 durch den Lastabwurfschalter 130 automatisch wieder mit der Last verbunden, wobei ein möglicher Ladeverlust der wiederaufladbaren Batterie 120 während der Lagerung durch die auswechselbare Batterie 210 wieder ausgeglichen wird. Das Verabreichungsgerät ist entsprechend Zustand S1 einsatzbereit. Upon completion of the production of the medical administration device, after successful final test of the device, so the removable battery 210 can be removed from the device. Thereafter, the control signal SA can be triggered by the manufacturer, whereby the rechargeable battery 120, which previously advantageously in an optimal, defined state of charge of e.g. 50-70% has been completely separated from the load. In this state (corresponding to the above-mentioned state S3), a longer-term storage of the administering device over several years is possible. When an interchangeable battery 210 is inserted by the end user, the rechargeable battery 120 is automatically reconnected to the load by the load shedding switch 130, compensating for any possible charging loss of the rechargeable battery 120 during storage by the removable battery 210. The delivery device is ready for use according to state S1.

[0057] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt, und eine Vielzahl von Abwandlungen ist möglich. So könnten beispielsweise anstelle der Schottky-Dioden 101, 301 und 302 auch andere Dioden-Typen verwendet werden. Es könnten statt Dioden auch andere, vorzugsweise nichtlineare elektrische Elemente benutzt werden, oder eine Kombination von Dioden mit weiteren Elementen wäre denkbar. Weiters muss die Last 110 nicht zwingend eine Motorsteuerung aufweisen, welche den Motor intermittierend antreibt. Das Verabreichungsgerät könnte ebenso gut dazu ausgebildet sein, das im Behälter gelagerte Medikament vollständig, in einem Mal dem Patienten zu verabreichen. Der Eingang a der Logikschaltung 132 könnte anstatt mit einer Taste ausserhalb des Verabreichungsgerätes auch mit einem internen Ausgang einer Steuerungseinheit verbunden sein, über welche der Benutzer beispielsweise mittels Befehl innerhalb einer Menüführung das Steuersignal SA auslöst. Weiters könnte die Logikschaltung 132 derart ausgebildet sein, dass sie im Falle, wenn die Spannung am Eingang b unter einen bestimmten, eine Tiefentladung anzeigenden Wert sinkt, dem Schalter 131 ein Signal zum Öffnen und somit zum Trennen der wiederaufladbaren Batterie 120 von der Last sendet. Eine Vielzahl weiterer Abwandlungen ist möglich. Of course, the invention is not limited to the above embodiment, and a variety of modifications are possible. For example, instead of the Schottky diodes 101, 301 and 302, other types of diodes could be used. Instead of diodes, other, preferably non-linear electrical elements could be used, or a combination of diodes with further elements would be conceivable. Furthermore, the load 110 need not necessarily have a motor control which drives the motor intermittently. The delivery device could also be well adapted to administer the drug stored in the container completely, all at once to the patient. The input a of the logic circuit 132 may be connected to an internal output of a control unit instead of a button outside the administration device, via which the user triggers the control signal SA, for example by means of a command within a menu. Further, the logic circuit 132 could be configured to send a signal to the switch 131 to open and thus disconnect the rechargeable battery 120 from the load in the event that the voltage at the input b drops below a certain over-discharge indicative value. A variety of other modifications is possible.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

[0058] <tb>100<sep>Lastkreis <tb>101<sep>Diode <tb>110<sep>Last <tb>120<sep>wiederaufladbare Batterie <tb>130<sep>Lastabwurfschalter <tb>131<sep>Schalter <tb>132<sep>Logikschaltung <tb>133<sep>Abschaltsignal <tb>200<sep>Ladeelektronik <tb>210<sep>auswechselbare Batterie <tb>220<sep>DC/DC-Wandler <tb>230<sep>Ladeschaltung <tb>300<sep>Sicherheitsschaltung <tb>301<sep>Diode <tb>302<sep>Diode[0058] <Tb> 100 <sep> load circuit <Tb> 101 <sep> diode <Tb> 110 <sep> Last <tb> 120 <sep> rechargeable battery <Tb> 130 <sep> load shedding switch <Tb> 131 <sep> Switches <Tb> 132 <sep> logic circuit <Tb> 133 <sep> shutdown signal <Tb> 200 <sep> charging electronics <tb> 210 <sep> replaceable battery <Tb> 220 <sep> DC / DC converter <Tb> 230 <sep> charging circuit <Tb> 300 <sep> safety circuit <Tb> 301 <sep> diode <Tb> 302 <sep> diode

Claims

1. power supply for a medical delivery device with an electrical load (110), the power supply having a first energy source (210) and a rechargeable second energy source (120), the power supply having a first current path (SP 1) for conducting energy from the rechargeable second energy source (120) to the load (110), and the power supply having a second current path (SP 2) with a charging circuit (230) Direct energy from the first energy source (210) to the second energy source (120) and thereby charge the second energy source (120), wherein the power supply is configured to supply the load (110) with energy from the rechargeable second energy source (120) substantially via the first current path (SP 1) during normal operation, and from the second current path via the second current path (SP 2) charge first energy source characterized in that the power supply comprises a third current path (SP 3) from the first energy source to the load, which is adapted to load (110) in case of failure of the second energy source (120) or at a reduced power output of the second energy source (120 ) in an emergency operation from the first energy source to provide energy.

The power supply of claim 1, wherein the first and third current paths each comprise one or more devices (101, 301, 302) adapted to effect a transition from normal operation to emergency operation continuously and without an active control intervention.

3. A power supply according to any one of claims 1 and 2, wherein the components (101, 301, 302) of the first and third current paths are non-linear resistance elements, and wherein in normal operation, a voltage drop across the resistance elements of the third current path is higher than a Voltage drop across the resistive elements of the first current path.

4. Power supply according to one of the preceding claims, wherein the charging circuit (230) is designed such that at least during normal operation, a charging voltage is applied to the second energy source (120).

A power supply according to any one of the preceding claims, wherein the charging circuit (230) consists of one or more components, in particular one or more resistors, which are arranged to limit a current through the charging circuit without an active control intervention.

A power supply according to any preceding claim, wherein the first power source (210) has an output voltage lower than the output voltage of the second power source (120) in normal operation, and wherein the power supply comprises a DC / DC converter (220). to convert the output voltage of the first power source (210) to a higher voltage.

A power supply according to any one of the preceding claims, wherein the first power source (210) is a replaceable battery.

A power supply according to any one of the preceding claims, comprising a load shedding switch (130) adapted to completely disconnect the second power source (120) from the load.

The power supply of claim 8, wherein the load shedding switch (130) is adapted to automatically connect the second power source (120) to the load when the charging voltage exceeds a minimum value for the first time.

The power supply of claim 8 or 9, wherein the load shedding switch (130) is operable by a control signal to disconnect the second power source (120) from the load and / or to connect the second power source to the load.

11. A medical delivery device for administering a medicament in liquid form, which comprises a power supply according to one of the preceding claims and an electrical load (110).

12. The medical delivery device of claim 11, wherein the load (110) comprises an electric motor and a motor controller, wherein the engine controller is adapted to intermittently activate the engine in activation phases to incrementally dispense the drug, and wherein the charging circuit generates a charging current which is smaller than the current in the first current path in the activation phases.

13. The medical delivery device according to claim 11 or 12, which has a common housing unit in which both the first energy source (210) and the second energy source (120) are housed.

14. A method of operating a medical delivery device having a power supply and an electrical load (110), the power supply having a first energy source (210) and a second energy source (120), wherein, in normal operation, the load (110) is powered substantially from the second power source (120) and the second power source (120) is charged from the first power source (210), and wherein the load (110) is energized in the event of a failure of the second power source (120) or a reduced power output of the second power source (120) in emergency operation from the first power source.

15. The method of claim 14, wherein the load (110) comprises an electric motor, wherein the electric motor is operated intermittently so that there are pauses between activation phases in which the engine is activated, and wherein the second energy source (210) is charged with a charge current that is less than the current through the motor in the activation phases.