CN110943727A - 一种应用于癫痫刺激治疗的h桥开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于癫痫刺激治疗的H桥开关电路，包含可对刺激正负电极进行选择的H桥开关和相应的开关控制电路。该电路能够通过一个刺激电流源对多个电极进行时分复用的刺激，并选择电极的极性实现合适的刺激波形；开关采用LDMOS管，能够与常规低压工艺较好的兼容。
Description
技术领域
本发明属于技术领域，尤其涉及一种应用于癫痫刺激治疗的H桥开关电路。
背景技术
集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。但是随着一些国家频频以各种理由对我国实行芯片禁运，严重阻碍了我国经济与国防事业的发展。同时这也刺激了国产芯片产业化的进程，随着2014年6月，《国家集成电路产业发展推进纲要》出台，标志我国集成电路产业上升到国家战略高度。
随着电子技术的飞速发展，集成电路被越来越多地运用于生物医疗领域，尤其是治疗或辅助治疗各种疾病。在应用于癫痫检测和治疗的神经调节器中，电流刺激器是重要模块之一，而面对数量可能多达数十对的电极，每对电极都采用单独的刺激器会消耗大量的功耗和芯片面积。因此，提供一种应用于癫痫刺激治疗的H桥开关电路是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于癫痫刺激治疗的H桥开关电路，包含可对刺激正负电极进行选择的H桥开关和相应的开关控制电路。该电路能够通过一个刺激电流源对多个电极进行时分复用的刺激，并选择电极的极性实现合适的刺激波形；开关采用LDMOS管，能够与常规低压工艺较好的兼容。
本发明提供一种应用于癫痫刺激治疗的H桥开关电路，包括H桥开关电路、刺激电流源和H桥开关控制电路，所述H桥开关电路包含10个LDMOS开关及其对应的控制电路，开关可以选择其所连的通道输入端子。ELEC_AREF为第0通道输入端子，作为电极基准电压的接入端，ELEC_A1为第1通道输入端子，ELEC_A2为第2通道输入端子，ELEC_A3为第3通道输入端子，ELEC_A4为第4通道输入端子；S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10为开关，RS为尾电阻。开关S1的正端接刺激电流源，开关S1的负端接ELEC_AREF端子和开关S6的正端；开关S2的正端接刺激电流源，开关S2的负端接ELEC_A1端子和开关S7的正端；开关S3的正端接刺激电流源，开关S3的负端接ELEC_A2端子和开关S8的正端；开关S4的正端接刺激电流源，开关S4的负端接ELEC_A3端子和开关S9的正端；开关S5的正端接刺激电流源，开关S5的负端接ELEC_A4端子和开关S10的正端；开关S6，S7,S8,S9,S10的负端相连接后接尾电阻RS的一端；尾电阻RS的另一端接地。该通道可以在1个参考电极和4个电极中选取两个进行信号检测和刺激。刺激电流在所选取的两个电极间经过H桥开关电路最终通过尾电阻RS流向电流刺激模块电源地输入端，通过检测尾电阻RS上的压降与其他模块电路进行比较选择，实现过流保护。
晶体管级的H桥开关及其控制电路包含开关管LDPMOS，开关管LDNMOS，钳位二极管D1，上拉电阻R1，下拉电流源ID，尾电阻RS与控制管MN。开关管LDPMOS的源极接刺激电流源ISTIM，开关管LDPMOS的漏极接开关管LDNMOS的漏极，开关管LDPMOS的栅极与电流刺激模块正电源输入端STIM_VCC之间接钳位二极管D1，其中钳位二极管D1的阳极接开关管LDPMOS的栅极，钳位二极管D1的阴极接电流刺激模块正电源输入端，上拉电阻R1并联在钳位二极管D1两端，开关管LDPMOS的栅极与电流刺激模块电源地输入端之间接下拉电路，其中，开关管LDPMOS的栅极接控制管MN的漏极；控制管MN的栅极电压为VCONTROL,控制管MN的源极接下拉电流源ID的正端，下拉电流源ID的负端接电流刺激模块电源地输入端STIM_GND；开关管LDNMOS的栅极电压为VCONTROLN，开关管LDNMOS的源端接尾电阻RS的一端；尾电阻RS的另一端接地。开关管选用LDMOS可在保证与低压CMOS较好集成的同时，降低制造成本。钳位二极管避免了开关管的栅源电压过大。
本发明的有益效果为：
(1)本申请的H桥开关电路可以在1个参考电极和4个电极中选取任意两个进行信号检测和刺激，而不需要每对电极都单独设计一组开关，节省了开关面积，简化了电路结构。刺激电流源产生的刺激电流首先流过正向开关(根据用户选择)，然后经电极流过外部的组织和细胞，之后经电极回流入芯片内部，再流过负向开关，最后流过Rs电阻进入地端。尾电阻RS可以将刺激电流转换为电压，用以粗略判断刺激电流的大小，方便用户进行过流保护。
(2)由于刺激电流源的供电一般是高电压，其输出的电平也可能是高电压，因此H桥开关需要具有开启和关断高压的能力。如果采用高压开关，需要更大的芯片面积，并且往往与其他电路的低压模块不兼容，因此本专利H桥的开关管及其控制电路采用LDMOS，可以兼顾小面积和工艺兼容性。
(3)开关采用LDMOS管，能够与常规低压工艺较好的兼容，降低制造成本。同时能够避免MOS管被高压损坏。
附图说明
图1：H桥开关电路及其应用环境的原理图；
图2：H桥开关及其控制电路的晶体管级电路图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例提供一种H桥开关电路及其应用环境，包含10个LDMOS开关及其对应的控制电路，开关可以选择其所连的通道输入端子。ELEC_AREF为第0通道输入端子，作为电极基准电压的接入端，ELEC_A1为第1通道输入端子，ELEC_A2为第2通道输入端子，ELEC_A3为第3通道输入端子，ELEC_A4为第4通道输入端子；S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10为开关，RS为尾电阻。开关S1的正端接刺激电流源，开关S1的负端接ELEC_AREF端子和开关S6的正端；开关S2的正端接刺激电流源，开关S2的负端接ELEC_A1端子和开关S7的正端；开关S3的正端接刺激电流源，开关S3的负端接ELEC_A2端子和开关S8的正端；开关S4的正端接刺激电流源，开关S4的负端接ELEC_A3端子和开关S9的正端；开关S5的正端接刺激电流源，开关S5的负端接ELEC_A4端子和开关S10的正端；开关S6，S7,S8,S9,S10的负端相连接后接尾电阻RS的一端；尾电阻RS的另一端接地。在本实施例中，H桥开关电路可以在1个参考电极和4个电极中选取任意两个进行信号检测和刺激，而不需要每对电极都单独设计一组开关，节省了开关面积，简化了电路结构。刺激电流源产生的刺激电流首先流过正向开关(根据用户选择)，然后经电极流过外部的组织和细胞，之后经电极回流入芯片内部，再流过负向开关，最后流过Rs电阻进入地端。尾电阻RS可以将刺激电流转换为电压，用以粗略判断刺激电流的大小，方便用户进行过流保护。H桥开关应用于电流刺激器中，图1中所示的电流源ISTIM的电源为STIM_VCC，地为STIM_GND，使能信号为STIM_EN。如图2所示，H桥开关的控制电路，包含开关管LDPMOS，开关管LDNMOS，钳位二极管D1，上拉电阻R1，下拉电流源ID，尾电阻RS与控制管MN。开关管LDPMOS的源极接刺激电流源ISTIM，开关管LDPMOS的漏极接开关管LDNMOS的漏极，开关管LDPMOS的栅极与电流刺激模块正电源输入端STIM_VCC之间接钳位二极管D1，其中钳位二极管D1的阳极接开关管LDPMOS的栅极，钳位二极管D1的阴极接电流刺激模块正电源输入端，上拉电阻R1并联在钳位二极管D1两端，开关管LDPMOS的栅极与电流刺激模块电源地输入端之间接下拉电路，其中，开关管LDPMOS的栅极接控制管MN的漏极；控制管MN的栅极电压为VCONTROL,控制管MN的源极接下拉电流源ID的正端，下拉电流源ID的负端接电流刺激模块电源地输入端STIM_GND；开关管LDNMOS的栅极电压为VCONTROLN，开关管LDNMOS的源端接尾电阻RS的一端；尾电阻RS的另一端接地。由于刺激电流源的供电一般是高电压，其输出的电平也可能是高电压，因此H桥开关需要具有开启和关断高压的能力。如果采用高压开关，需要更大的芯片面积，并且往往与其他电路的低压模块不兼容，因此本专利H桥的开关管及其控制电路采用LDMOS，可以兼顾小面积和工艺兼容性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (1)
1.一种应用于癫痫刺激治疗的H桥开关电路，包括H桥开关电路、刺激电流源和H桥开关控制电路，其特征在于，所述H桥开关电路包括第0通道输入端子ELEC_AREF、第1通道输入端子ELEC_A1、第2通道输入端子ELEC_A2、第3通道输入端子ELEC_A3、E第4通道输入端子LEC_A4、10个LDMOS开关S1-S10，尾电阻RS；开关S1的正端接刺激电流源，开关S1的负端接ELEC_AREF端子和开关S6的正端；开关S2的正端接刺激电流源，开关S2的负端接ELEC_A1端子和开关S7的正端；开关S3的正端接刺激电流源，开关S3的负端接ELEC_A2端子和开关S8的正端；开关S4的正端接刺激电流源，开关S4的负端接ELEC_A3端子和开关S9的正端；开关S5的正端接刺激电流源，开关S5的负端接ELEC_A4端子和开关S10的正端；开关S6，S7,S8,S9,S10的负端相连接后接尾电阻RS的一端；尾电阻RS的另一端接地；所述H桥开关控制电路包括开关管LDPMOS，开关管LDNMOS，钳位二极管D1，上拉电阻R1，下拉电流源ID，尾电阻RS与控制管MN；开关管LDPMOS的源极接刺激电流源，开关管LDPMOS的漏极接开关管LDNMOS的漏极，开关管LDPMOS的栅极与电流刺激模块正电源输入端STIM_VCC之间接钳位二极管D1，其中钳位二极管D1的阳极接开关管LDPMOS的栅极，钳位二极管D1的阴极接电流刺激模块正电源输入端，上拉电阻R1并联在钳位二极管D1两端，开关管LDPMOS的栅极与电流刺激模块电源地输入端之间接下拉电路，开关管LDPMOS的栅极接控制管MN的漏极，控制管MN的栅极电压为VCONTROL,控制管MN的源极接下拉电流源ID的正端，下拉电流源ID的负端接刺激电流源输入端STIM_GND；开关管LDNMOS的栅极电压为VCONTROLN，开关管LDNMOS的源端接尾电阻RS的一端；尾电阻RS的另一端接地；所述刺激电流源用于产生刺激电流。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100253410A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Evergreen Micro Devices Co., Ltd. | Clamp protection circuit and a pfc control circuit employing such clamp protection circuit |
| US20140145781A1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-29 | Analog Devices, Inc. | Apparatus and methods for ultrasound transmit switching |
| CN103893914A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-07-02 | 复旦大学 | 程控多通道电生理刺激器 |
| CN106039553A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-26 | 重庆医药高等专科学校 | 电极阵列无极性恒流电刺激电路 |
| CN109999342A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-12 | 重庆英乐伟科技有限公司 | 一种用于调节刺激人体的刺激电脉冲的装置 |
| CN110138229A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-16 | 浙江万胜智能科技股份有限公司 | 一种带钳位保护的双管反激式开关电源 |
| CN210839512U (zh) * | 2019-12-19 | 2020-06-23 | 西安航天民芯科技有限公司 | 一种应用于癫痫刺激治疗的h桥开关电路 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201911317496.4A patent/CN110943727A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100253410A1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Evergreen Micro Devices Co., Ltd. | Clamp protection circuit and a pfc control circuit employing such clamp protection circuit |
| US20140145781A1 (en) * | 2012-11-28 | 2014-05-29 | Analog Devices, Inc. | Apparatus and methods for ultrasound transmit switching |
| CN103893914A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-07-02 | 复旦大学 | 程控多通道电生理刺激器 |
| CN106039553A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-26 | 重庆医药高等专科学校 | 电极阵列无极性恒流电刺激电路 |
| CN109999342A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-12 | 重庆英乐伟科技有限公司 | 一种用于调节刺激人体的刺激电脉冲的装置 |
| CN110138229A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-16 | 浙江万胜智能科技股份有限公司 | 一种带钳位保护的双管反激式开关电源 |
| CN210839512U (zh) * | 2019-12-19 | 2020-06-23 | 西安航天民芯科技有限公司 | 一种应用于癫痫刺激治疗的h桥开关电路 |
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