CN113824312A - 升压电路、电源系统及植入式医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升压电路、一种电源系统及一种植入式医疗设备。所述升压电路包括控制电路以及与所述控制电路连接的子升压电路，利用所述升压电路，可以对直流电源输出的基础电压进行增大，并且所述升压电路没有采用电感元件，具有较强抗干扰能力，可以在强磁环境下正常使用，增强电压输出的稳定性。所述电源系统和植入式医疗设备均包括上述升压电路。

Description

升压电路、电源系统及植入式医疗设备

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种升压电路、一种电源系统及一种植入式医疗设备。

背景技术

有源植入医疗器械(Active Implantable Medical Device，AIMD)是指产品的预期用途是植入人体内、需要使用电、气等驱动的医疗器械，例如植入式心脏起搏器、植入式除颤器、植入式神经刺激器、植入式膀胱刺激器、植入式括约肌刺激器、植入式横膈膜刺激器、植入式有源服药设备等等。

随着技术的发展，目前多种有源植入式医疗器械的电源系统被设计为可植入的，并且为了达到小体积、噪声小的使用要求，通常采用电压较小的电池供电。例如植入式心脏起搏器(cardiac pacemaker)，其用于产生心脏刺激信号以达到治疗慢性心律失常等心脏功能障碍的目的。植入式心脏起搏器所产生的起搏脉冲的幅度应满足一定要求，即需产生一定的起搏电压才能刺激心脏收缩而搏动，因此电源系统通常还设置有升压电路以获得所需的起搏电压。还例如脑深部电刺激(Deep brain stimulation，DBS)器，由于其优于损毁手术的临床效果，不破坏脑组织的微创伤手术过程以及治疗方案的可逆，已成为世界范围内晚期帕金森病的首选治疗手段。对于脑深部电刺激器，电源系统也需采用升压电路来获得所需的脉冲电压。

为了获得高的刺激电压，实现升压需求，现有植入式医疗设备的电源系统采用的升压电路常包括了电感元件，但是，因为电感元件容易受磁场影响，这类电源系统在核磁共振、高频电刀、变电站以及大功率设备旁等强磁环境下工作时容易受到影响，导致植入式医疗器械设备异常。

发明内容

为了在满足植入式医疗设备的升压需求的同时，提高其在强磁环境下的抗干扰能力，加强了电路的稳定性，本发明公开一种升压电路。另外还公开一种电源系统及一种植入式医疗设备。

本发明提供的升压电路，用于对一电源输出的基础电压进行升压，所述电源的负极接地，所述升压电路包括：

控制电路，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、第一开关元件以及第二开关元件，其中，所述第一二极管和所述第二二极管的正极端均连接所述电源的正极，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的一端并通过所述第一开关元件接地，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的一端并通过所述第二开关元件接地，所述第一开关元件和所述第二开关元件中的一个开启时，另一个关闭；以及

与所述控制电路连接的子升压电路，所述子升压电路包括至少两级充放电电路，每级所述充放电电路均包括一个电容和一个负极端连接所述电容的一端的二极管，并且，第一级充放电电路中的电容的另一端连接所述第一二极管的负极端，第一级充放电电路中的二极管的正极端连接所述第二二极管的负极端，所述至少两级充放电电路中，后一级所述充放电电路中的电容的另一端连接至前一级所述充放电电路中的二极管的正极端，最后一级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为升压输出端。

可选的，所述子升压电路包括四级所述充放电电路，其中，第四级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为所述升压输出端。

可选的，所述升压电路还包括设置于所述升压输出端和地之间的第五电容。

可选的，所述第一开关元件和所述第二开关元件连接同一控制信号，或者分别连接电平信号彼此相反的两个控制信号。

可选的，所述控制信号为方波信号。

可选的，所述子升压电路中，各级所述充放电电路中的电容的电容量相同。

可选的，所述电源为直流电源，所述基础电压为2.5V～3.7V。

可选的，所述第一开关元件以及所述第二开关元件均选自三极管、MOSFET、JFET和IGBT中的一种。

可选的，所述第一开关元件为NPN型三极管，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的集电极，所述第二开关元件为PNP型三极管，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的发射极；或者，所述第一开关元件为PNP型三极管，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的发射极，所述第二开关元件为NPN型三极管，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的集电极。

一个方面，本发明提供一种电源系统，所述电源系统包括互相连接的电源以及上述升压电路，其中，所述电源输出一基础电压，所述升压电路对所述基础电压进行升压。

可选的，所述电源系统还包括与所述控制电路连接的信号模块，所述信号模块的输出端连接所述第一开关元件和所述第二开关元件，以提供开关控制信号。

可选的，所述信号模块为植入式微控制器。

另一个方面，本发明提供一种植入式医疗设备，包括上述电源系统。

再一个方面，本发明提供一种升压电路，所述升压电路包括：直流电源、与所述直流电源的输出端连接的控制电路及与所述控制电路的输出端连接的子升压电路，所述子升压电路为无电感升压电路。

可选的，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、第一开关元件以及第二开关元件，其中，所述第一二极管和所述第二二极管的正极端均连接所述直流电源的正极，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的一端并通过所述第一开关元件接地，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的一端并通过所述第二开关元件接地，所述第一开关元件和所述第二开关元件中的一个开启时，另一个关闭。

可选的，所述无电感升压电路包括至少两级充放电电路，每级所述充放电电路均包括一个电容和一个负极端连接所述电容的一端的二极管，并且，第一级充放电电路中的电容的另一端连接所述第一二极管的负极端，第一级充放电电路中的二极管的正极端连接所述第二二极管的负极端，所述至少两级充放电电路中，后一级所述充放电电路中的电容的另一端连接至前一级所述充放电电路中的二极管的正极端，最后一级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为升压输出端。

利用本发明的升压电路，可以对基础电压进行增大，以得到需要的电压。所述升压电路没有采用电感元件，可以在强磁环境下正常使用，提高应用设备的抗干扰程度，增强电压输出的稳定性。

本发明提供的电源系统，包括互相连接的直流电源以及上述升压电路，由于所述升压电路不包括电感，因而即使在强磁环境下也可以正常使用，可以实现稳定的电压输出。

本发明提供的植入式医疗设备，采用了上述电源系统，所述电源系统内设置了上述升压电路，可以向所述植入式医疗设备提供大于基础电压的输出电压，由于升压电路未采用电感元件，即使在强磁环境下也可以使用，可以降低植入式医疗设备的故障率，提高其寿命。

附图说明

图1是本发明的升压电路的原理示意图。

图2是本发明一实施例的升压电路的电路示意图。

图3是本发明一实施例中控制信号的示意图。

附图标记说明：

10-直流电源；100-升压电路；110-控制电路；120-子升压电路；20-升压输出端。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的升压电路、电源系统及植入式医疗设备作进一步详细说明。根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

植入式医疗设备通常通过外科手术全部或部分引入人体，或者通过医疗干预引入某个自然孔口，并在完成上述程序后保留在人体内，因此其预期用途是植入人体内，并且通常需要依靠电能进行工作，由于需要长时间地放置在体内工作，植入式医疗设备需采用电池供电，并且电池的体积不能太大。但是，由于植入的个体具体情况不同，或者不同病情需要的输出电压不同，因此，植入式医疗设备中需要另外设置升压电路以增大输出电压。以植入式心脏起搏器为例，常用的电池的电压在2.8V左右，在应用时，常需要利用升压电路进行升压，以使电池系统的输出电压满足起搏电压需求。但是，现有的一些升压电路常包括电感元件，因为电感元件容易受磁场影响，这类电源系统在核磁共振、高频电刀、变电站以及大功率设备旁等强磁环境下工作时容易受到影响，导致植入式医疗设备异常，进而会影响病人安全。

针对上述问题，本发明实施例中的升压电路避免电感元件的使用，在满足升压需求的同时，可以提高升压电路在强磁环境下的抗干扰能力，加强电路的稳定性。具体说明如下。

图1是本发明的升压电路的原理示意图。参照图1，本发明的升压电路可以对电源输出的基础电压进行升压，控制电路与电源连接，并进一步控制无电感升压电路，使输出的电压较电源输出的基础电压高，从而达到升压的效果。

图2是本发明一实施例的升压电路的电路示意图。参照图1和图2，一实施例中，升压电路100包括控制电路110和子升压电路120，用于对电源(本实施例为直流电源10(DC))输出的基础电压进行升压，所述直流电源10的负极接地(即电位为零)。

具体来说，上述控制电路110包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一开关元件T1以及第二开关元件T2，其中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的正极端均连接所述直流电源10的正极，所述第一二极管D1的负极端连接所述第一开关元件T1的一端并通过所述第一开关元件T1接地，所述第二二极管D2的负极端连接所述第二开关元件T2的一端并通过所述第二开关元件T2接地。

所述第一开关元件T1以及第二开关元件T2可以选自三极管、MOSFET(例如NMOS晶体管或者PMOS晶体管)、JFET和IGBT等开关元件中的一种，从而可以在控制信号的作用下开启(以使电路导通)或者关闭(以使电路断开)。所述第一开关元件T1和第二开关元件T2可以分别通过不同控制信号控制，也可以通过同一控制信号控制。具体而言，当所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T2具有相同的开关特性时，可以分别连接电平信号彼此相反(或反相)的两个控制信号，当所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T2的开关特性相反时，也可以利用相同的控制信号控制，目的均是使所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T2中的一个开启时，另一个关闭。相较而言，通过同一控制信号控制，效率更高。本实施例中，在执行升压时，第一开关元件T1和第二开关元件T2的开关特性是相反的，即一个开启时，另一个是关闭的。参照图2，所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T2可以是相反类型的三极管，它们均在同一控制信号Vclk的控制下能够开启或者关闭，并且在控制信号Vclk的控制下，其中一个开启时，另一个是关闭的。可选方案中，所述第一开关元件T1和第二开关元件T2除了开关特性相反之外，其它参数基本一致，以灵敏地实现上述开关特性。此外，第一二极管D1和第二二极管D2可以是参数基本相同的两个二极管。

参照图2，作为示例，所述第一开关元件T1可以为NPN型三极管，上述第一二极管D1的负极端连接所述第一开关元件T1的集电极，所述第二开关元件T2可以为PNP型三极管，上述第二二极管D2的负极端连接所述第二开关元件T2的发射极。第一开关元件T1和第二开关元件T2均通过控制信号Vclk控制，进而，在控制信号Vclk为高电平时，第一开关元件T1开启，第二开关元件T2关闭，在控制信号Vclk为低电平时，第一开关元件T1关闭，第二开关元件T2开启。

本发明不限于如图2所示的第一开关元件T1和第二开关元件T2的类型，另一实施例中(图未示)，所述第一开关元件T1还可以是PNP型三极管，所述第二开关元件T2可以是NPN型三极管，该实施例中，所述第一二极管D1的负极端可连接所述第一开关元件T1的发射极，所述第二二极管D2的负极端可连接所述第二开关元件T2的集电极，并且，当控制信号Vclk为高电平或者低电平时，所述第一开关元件T1和第二开关元件T2中的一个为开启状态，而另一个为关闭状态。

此外，本发明不限于第一开关元件T1和第二开关元件T2为相反类型的开关元件，另一实施例中(图未示)，所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T1可以都是PNP型三极管或都是NPN型三极管，该实施例中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的负极端可以均连接PNP型三极管的发射极或者NPN型三极管的集电极，并且，此时第一开关元件T1和第二开关元件T2可以通过两个彼此反相的控制信号控制，使得当所述第一开关元件T1和第二开关元件T2中的一个为开启状态时，另一个为关闭状态。

参照图2，本实施例的升压电路100还包括与所述控制电路110连接的子升压电路120，所述子升压电路120包括至少两级充放电电路。此处以获得四倍升压为例，子升压电路120包括四个电容，分别为第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，还包括四个二极管，分别为第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6，其中，第一电容C1的第一端连接控制电路110中的第一二极管D1的负极端，第三二极管D3的正极端连接控制电路110中的第二二极管D2的负极端，第二电容C2的第一端和所述第三二极管D3的正极端均连接第二二极管D2的负极端，第三二极管D3的负极端、第四二极管D4的正极端以及第三电容C3的第一端均连接第一电容C1的第二端，所述第四二极管D4的负极端、所述第五二极管D5的正极端以及所述第四电容C4的第一端均连接所述第二电容C2的第二端，所述第五二极管D5的负极端和所述第六二极管D6的正极端均连接所述第三电容C3的第二端，所述第六二极管D6的负极端与所述第四电容C4的第二端连接。在其它实施例中，所述子升压电路120也可以仅包含两级充放电电路或三级充放电电路，或者包含四级以上充放电电路，以实现两倍升压、三倍升压、五倍升压等目的。

图2所示的子升压电路120可以看作四级充放电电路，每级所述充放电电路均包括一个电容和一个负极端连接所述电容的一端的二极管，具体的，第一级充放电电路包括第一电容C1和第三二极管D3，第二级充放电电路包括第二电容C2和第四二极管D4，第三级充放电电路包括第三电容C2和第五二极管D5，第四级充放电电路包括第四电容C4和第六二极管D6，在子升压电路120的多级充放电电路中，后一级充放电电路中的二极管的负极端连接同一级充放电电路中的电容的一端，后一级充放电电路中的电容的另一端连接至前一级充放电电路中的二极管的正极端，最后一级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为升压输出端。本实施例中，最后一级充放电电路为第四级充放电电路，其中第四电容C4和第六二极管D6连接的节点为升压输出端20。本实施例的升压电路优选为四倍升压电路，可以达到植入式医疗设备所需的电压，同时，电路的功耗损失不会过多。

此外，为了对升压输出端20获得的输出电压进行稳压，上述升压电路100还可包括一端设置于所述升压输出端20、另一端接地的第五电容C5。在向负载输出之前，由基础电压升压得到的输出电压存储在第五电容C5。

上述子升压电路120中的充放电电路的级数可以根据升压的需要具体设置，相对来说，增加充放电电路的级数，可以获得更高的输出电压。本实施例中，直流电源10例如为可用于植入式医疗设备的电池，其输出的基础电压约为2.5～3.7V，例如2.8V，根据某些植入式医疗设备(例如植入式心脏起搏器)的需求，需要将所述基础电压提高至12V左右，即提高至基础电压的四倍即可，以下参照图1以四倍升压为例对本实施例的升压电路100作进一步说明。但应当理解，在另外的实施例中，通过调整子升压电路的充放电电路的级数，升压电路也可以满足两倍、三倍、五倍、六倍等升压需求。

上述控制信号Vclk可以通过一信号模块产生，控制信号Vclk可以是具有周期性变化的高低电平的信号，例如方波信号、正弦波信号、锯齿波信号等。图3是本发明一实施例中控制信号的示意图。参照图3，本实施例中，控制信号Vclk例如为方波信号。控制信号Vclk的方波频率例如为150KHz。

可选的，上述第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6的参数基本相同，并且可以与上述第一二极管D1和所述第二二极管D2采用相同规格的二极管，例如，第一至第六二极管可以均为相同规格的整流二极管。第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的电容量可以设置为相同的，所述电容量可以通过下式(1)计算：

C＝(I×T)/Vo (1)

其中，C为电容量，Vo为在升压输出端20获得的输出电压的幅值，I为升压输出端20的输出电压的负载电流，T为控制信号Vclk的周期(相邻两个高电平的间隔时间)。例如，一实施例中，输出电压的幅值Vo为12V，负载电流I为80A，控制信号Vclk的方波周期为3.3μs，则第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的电容量约为(80A×3.3μs)/12V＝22μF。对于第五电容C5，其电容量可选择较第一至第四电容(C1～C4)的电容量大，这样可以减少输出时的纹波大小。

本实施例的升压电路，利用控制信号Vclk电平的高低变化，通过控制电路110控制子升压电路120中相应的电容与直流电源10之间的连接，可以进行充放电并完成升压需求。例如，通过对该子升压电路进行控制，可以在升压输出端获得四倍于基础电压的输出电压。

参照图2和图3，作为示例，在升压输出端获得四倍于基础电压(记为V1)的输出电压的方法可包括如下过程：

第一阶段(t0～t1)：控制信号Vclk为高电平，第一开关元件T1开启(以使此处电路导通)，第二开关元件T2关闭(以使此处电路断开)，直流电源10通过第二二极管D2、第三二极管D3给第一电容C1充电，第一电容C1两端的电压为直流电源10输出的基础电压，记为V1；

第二阶段(t1～t2)：控制信号Vclk变为低电平，第一开关元件T1关闭，第二开关元件T2开启，第一电容C1与第一二极管D1相连的一端电压为V1而与第四二极管D4相连的一端电压为2V1，直流电源10通过第一二极管D1串联第一电容C1，并通过第四二极管D4对第二电容C2进行充电，第二电容C2与第二开关元件T2相连的一端电压为零，第二电容C2与第四二极管D4相连的一端电压为两倍的基础电压，记为2V1；

第三阶段(t2～t3)：控制信号Vclk变为高电平，第一开关元件T1开启，第二开关元件T2关闭，直流电源10通过第二二极管D2、第三二极管D3给第一电容C1充电，第一电容C1两端的电压为直流电源10的输出电压(即V1)，与此同时，第二电容C2与第五二极管D5相连的一端电压升至3V1，第二电容C2的电压通过第五二极管D5给第三电容C3进行充电，第三电容C3两端的电压为两倍的基础电压，第三电容C3与第一电容C1相连的一端电压为V1，而第三电容C3与第五二极管D5相连的一端电压为三倍的基础电压，记为3V1；

第四阶段(t3～t4)：控制信号Vclk变为低电平，第一开关元件T1关闭，第二开关元件T2开启，直流电源10通过第一二极管D1、第一电容C1、第三电容C3、第六二极管D6对第四电容C4进行充电，第四电容C4与第六二极管D6相连的一端的电压为四倍的基础电压，记为4V1，即从电压输出端20得到了四倍于基础电压V1的输出电压，从而实现了升压。

所述输出电压可以通过第五电容C5存储，在负载需要输出电压的时候通过第五电容C5进行输出，第五电容C5起到了稳压作用。

第五电容C5存储的输出电压被负载放电的过程如下：控制信号Vclk为低电平，第一开关元件T1关闭，第二开关元件T2开启，第一二极管D1的阴极连接第一开关元件T1的集电极的一端电压为直流电源10的输出电压(即V1)，第二二极管D2的阴极连接第二开关元件T2的发射极的一端电压为0，第四电容C4、第五电容C5经所接的负载放电，第三电容C3经过第六二极管D6和负载放电，第二电容C2经第五二极管D5、第六二极管D6和负载放电，第一电容C1经第四二极管D4、第五二极管D5以及第六二极管D6和负载放电。在全部放电完毕后，第一电容C1可以起到隔直作用，即把直流电源10的输出电压隔直。此外，若负载所需要的电压小于或等于第五电容C5储存的输出电压时，只要控制信号Vclk一直保持方波变化，可以持续在升压输出端获得负载所需要的电压(例如四倍电压)并通过第五电容C5维持。

参照图1和图2，本发明实施例还包括一种升压电路，所述升压电路包括：直流电源10、与所述直流电源10的输出端连接的控制电路110及与所述控制电路连接的子升压电路120，所述子升压电路120为无电感升压电路。所述升压电路可以采用上述电路结构以及升压过程。

具体的，所述升压电路中，所述控制电路110可包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一开关元件T1以及第二开关元件T2，其中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的正极端均连接所述直流电源10的正极，所述第一二极管D1的负极端连接所述第一开关元件T1的一端并通过所述第一开关元件T1接地，所述第二二极管D2的负极端连接所述第二开关元件T2的一端并通过所述第二开关元件T2接地，所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T2中的一个开启时，另一个关闭。所述无电感升压电路包括至少两级充放电电路，每级所述充放电电路均包括一个电容和一个负极端连接所述电容的一端的二极管，并且，第一级充放电电路中的电容的另一端连接所述第一二极管的负极端，第一级充放电电路中的二极管的正极端连接所述第二二极管的负极端，所述至少两级充放电电路中，后一级所述充放电电路中的电容的另一端连接至前一级所述充放电电路中的二极管的正极端，最后一级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为升压输出端。

本发明实施例的升压电路通过多级电容充放电电路完成电压值的叠加，可以对基础电压进行增大，以达到高电压设计需求。所述升压电路没有采用电感元件，即使在强磁环境下也可以正常使用，因而可以在满足植入式医疗设备的升压需求的同时提高抗干扰能力，增强电压输出的稳定性。

参照图1和图2，本发明实施例还包括一种电源系统，所述电源系统包括互相连接的直流电源10以及上述升压电路100，其中，所述直流电源10用于输出一基础电压，所述升压电路100用于对所述基础电压进行升压。作为示例，所述直流电源例如是电池，其输出的基础电压约2.5V～3.7V，利用如图1所示的升压电路100，可以将基础电压升至四倍，即获得约12V的输出电压。

此外，由于上述升压电路100利用了控制信号Vclk，所述电源系统还可以包括与所述控制电路连接的信号模块(未示出)，所述信号模块的输出端连接所述第一开关元件T1和所述第二开关元件T2，用来提供开关控制信号。所述信号模块例如是植入式微控制器，并且所述电源系统整体也可以设置为可植入人体的，以便于应用于植入式医疗设备。由于所述升压电路不包括电感元件，因而所述电源系统即使在强磁环境下也可以正常使用，可以实现稳定的电压输出。

本发明实施例还包括一种植入式医疗设备，其中设置了上述包括升压电路100的电源系统。所述植入式医疗设备可以是心脏起搏装置、脑深部电刺激器等，由于上述电源系统采用直流电源10以及升压电路100来获得需要的输出电压，体积小，可以部分或全部设置在植入式医疗设备的外壳中以一起植入人体，并且，由于所述升压电路100不包括电感元件，因而所述植入式医疗设备即使在强磁环境下也可以正常使用，可以极大提高在设备强磁环境下抗干扰程度，增强工作电路所需高电压的电源稳定性，降低设备故障率。

在不同的电路实现中，本发明升压电路的控制电路和子升压电路的结构可能有所不同，但应当理解，在不脱离本发明技术原理的前提下，改变它们的实现方式而形成的电路，也应属于本发明的保护范围。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (16)

1.一种升压电路，其特征在于，用于对一电源输出的基础电压进行升压，所述电源的负极接地，所述升压电路包括：

控制电路，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、第一开关元件以及第二开关元件，其中，所述第一二极管和所述第二二极管的正极端均连接所述电源的正极，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的一端并通过所述第一开关元件接地，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的一端并通过所述第二开关元件接地，所述第一开关元件和所述第二开关元件中的一个开启时，另一个关闭；以及

与所述控制电路连接的子升压电路，所述子升压电路包括至少两级充放电电路，每级所述充放电电路均包括一个电容和一个负极端连接所述电容的一端的二极管，并且，第一级充放电电路中的电容的另一端连接所述第一二极管的负极端，第一级充放电电路中的二极管的正极端连接所述第二二极管的负极端，所述至少两级充放电电路中，后一级所述充放电电路中的电容的另一端连接至前一级所述充放电电路中的二极管的正极端，最后一级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为升压输出端。

2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述升压电路包括四级所述充放电电路，其中，第四级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为所述升压输出端。

3.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述升压电路还包括设置于所述升压输出端和地之间的第五电容。

4.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述第一开关元件和所述第二开关元件连接同一控制信号，或者分别连接电平信号彼此相反的两个控制信号。

5.如权利要求4所述的升压电路，其特征在于，所述控制信号为方波信号。

6.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述子升压电路中，各级所述充放电电路中的电容的电容量相同。

7.如权利要求1至6任一项所述的升压电路，其特征在于，所述电源为直流电源，所述基础电压为2.5V～3.7V。

8.如权利要求1至6任一项所述的升压电路，其特征在于，所述第一开关元件以及所述第二开关元件均选自三极管、MOSFET、JFET和IGBT中的一种。

9.如权利要求8所述的升压电路，其特征在于，所述第一开关元件为NPN型三极管，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的集电极，所述第二开关元件为PNP型三极管，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的发射极；或者，所述第一开关元件为PNP型三极管，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的发射极，所述第二开关元件为NPN型三极管，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的集电极。

10.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统包括互相连接的直流电源以及如权利要求1至9任一项所述的升压电路，其中，所述直流电源输出一基础电压，所述升压电路对所述基础电压进行升压。

11.如权利要求10所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统还包括与所述控制电路连接的信号模块，所述信号模块的输出端连接所述第一开关元件和所述第二开关元件，以提供开关控制信号。

12.如权利要求11所述的电源系统，其特征在于，所述信号模块为植入式微控制器。

13.一种植入式医疗设备，其特征在于，包括如权利要求10至12任一项所述的电源系统。

14.一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括：直流电源、与所述直流电源的输出端连接的控制电路及与所述控制电路连接的子升压电路，所述子升压电路为无电感升压电路。

15.如权利要求14所述的升压电路，其特征在于，所述控制电路包括第一二极管、第二二极管、第一开关元件以及第二开关元件，其中，所述第一二极管和所述第二二极管的正极端均连接所述直流电源的正极，所述第一二极管的负极端连接所述第一开关元件的一端并通过所述第一开关元件接地，所述第二二极管的负极端连接所述第二开关元件的一端并通过所述第二开关元件接地，所述第一开关元件和所述第二开关元件中的一个开启时，另一个关闭。

16.如权利要求15所述的升压电路，其特征在于，所述无电感升压电路包括至少两级充放电电路，每级所述充放电电路均包括一个电容和一个负极端连接所述电容的一端的二极管，并且，第一级充放电电路中的电容的另一端连接所述第一二极管的负极端，第一级充放电电路中的二极管的正极端连接所述第二二极管的负极端，所述至少两级充放电电路中，后一级所述充放电电路中的电容的另一端连接至前一级所述充放电电路中的二极管的正极端，最后一级所述充放电电路中的电容和二极管连接的节点为升压输出端。

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