ES2707821T3 - Detección de fuga de corriente a través de optointerruptores - Google Patents

Detección de fuga de corriente a través de optointerruptores Download PDF

Info

Publication number
ES2707821T3
ES2707821T3 ES09250136T ES09250136T ES2707821T3 ES 2707821 T3 ES2707821 T3 ES 2707821T3 ES 09250136 T ES09250136 T ES 09250136T ES 09250136 T ES09250136 T ES 09250136T ES 2707821 T3 ES2707821 T3 ES 2707821T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
opto
test signal
switch
current
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES09250136T
Other languages
English (en)
Inventor
Eitan Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biosense Webster Inc
Original Assignee
Biosense Webster Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40538051&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2707821(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Biosense Webster Inc filed Critical Biosense Webster Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2707821T3 publication Critical patent/ES2707821T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607Circuits therefor
    • G01R31/2632Circuits therefor for testing diodes
    • G01R31/2635Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/27Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements
    • G01R31/275Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements for testing individual semiconductor components within integrated circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2853Electrical testing of internal connections or -isolation, e.g. latch-up or chip-to-lead connections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

Aparato (40) para probar un optointerruptor (36), que comprende: un primer reóstato de detección (46) acoplado entre una fuente de potencia (42) y una entrada lateral de corriente del optointerruptor (36); un segundo reóstato de detección (56) acoplado a una salida lateral de corriente del optointerruptor (36); un circuito de prueba (70), que está acoplado para detectar una primera corriente que fluye a través del primer reóstato de detección (46) y una segunda corriente que fluye a través del segundo reóstato de detección (56) y para generar una señal de prueba en respuesta a una relación entre la primera y la segunda corriente; y un controlador (38) que está acoplado para recibir la señal de prueba y está configurado para incrementar un contador después de determinar que la señal de prueba ha excedido un límite predeterminado, y para reducir el contador después de determinar que la señal de prueba está por debajo del límite, donde el controlador está configurado para actuar de manera protectora desconectando el optointerruptor de la fuente de potencia cuando el contador alcanza un umbral predeterminado

Description

DESCRIPCIÓN
Detección de fuga de corriente a través de optointerruptores
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a circuitos y dispositivos electrónicos, y específicamente a las pruebas y seguridad de dispositivos.
Antecedentes de la invención
Los optointerruptores (también referidos como optointerruptores de aislamiento u optoacopladores) usan una trayectoria corta de transmisión óptica para transferir una señal entre elementos de un circuito mientras mantienen los elementos eléctricamente aislados. Se usan en dispositivos médicos para prevenir fuga de corriente de circuitos del dispositivo al cuerpo del paciente. Se supone que los optointerruptores están efectivamente libres de fugas bajo voltajes grandes. Si un optointerruptor falla, sin embargo, puede permitir que una fuga de corriente alta llegue al paciente. Cuando la corriente de la fuga fluye a través de un catéter cardiaco, por ejemplo, las consecuencias pueden ser fatales.
RAILESHA M: “DETECT 4-TO-20-MA LOOP FAULTS”, ELECTRONIC DESIGN, PENTON MEDIA, CLEVELAND, OH, US, vol. 41, N° 3, 4 de Febrero 1993 (1993-02-04), páginas 72-73, describe la detección de fuga de corriente usando una caída de voltaje diferencial V1 a través de un reóstato R1 en un circuito cerrado libre de fallos y la caída de voltaje diferencial V2 a través de un segundo reóstato R2. Cualquier diferencia en V1 y V2 está provocada por la corriente de fuga a través de alguna trayectoria secundaria no deseada.
La patente US-5.323.014 desvela una prueba con optoacoplador integrado para aplicaciones que requieren aislamiento. El documento “Optoacoplador GFH 600 para 4 kV (GFH 601 para 5, 6 KV)”, página 42, Elektro-Anzeiger, Konradin Verlag, Alemania, Vol. 12, N° 9, Septiembre 1980, ISSN. 0013-566 desvela un circuito de prueba para un optoacoplador.
Resumen de la invención
El inventor ha descubierto que incluso cuando los optointerruptores se prueban previamente y cumplen los requisitos antes de la instalación en un dispositivo médico, los optointerruptores pueden todavía ocasionalmente fallar cuando el dispositivo está en funcionamiento. Puede ser críticamente importante proteger contra estos fallos cuando el dispositivo está en contacto con el cuerpo de un paciente. En realizaciones de la presente invención, se añade un circuito de prueba al dispositivo médico con el fin de permitir que este tipo de fallos se detecten de manera fiable. El circuito de prueba genera una señal de prueba, que es indicativa de corriente de fuga a través de un optointerruptor. Un controlador recibe la señal y actúa de manera protectora cuando la señal excede un límite predeterminado.
En algunas realizaciones, la señal de prueba se mide durante una etapa de calibración, antes de que el dispositivo se ponga en contacto con el cuerpo. Esta señal de prueba de calibración se usa para establecer límites que el controlador usará en el control de la señal de prueba que se genera durante el funcionamiento real del dispositivo. El procedimiento de calibración ayuda a compensar las diferencias entre diferentes componentes y diferentes dispositivos. Facilita una detección sensible y un control de fugas sin componentes caros y de alta precisión en los circuitos de prueba y de medición.
Por lo tanto, se proporciona de acuerdo con una realización de la presente invención, como se define en la reivindicación 1, un aparato para probar un optointerruptor, que incluye:
un primer reóstato de detección acoplado entre una fuente de potencia y una entrada del optointerruptor;
un segundo reóstato de detección acoplado a una salida del optointerruptor;
un circuito de prueba, que está acoplado para detectar una primera corriente que fluye a través del primer reóstato de detección y una segunda corriente que fluye a través del segundo reóstato de detección y para generar una señal de prueba en respuesta a una relación entre la primera y la segunda corriente; y
un controlador, que está acoplado para recibir la señal de prueba y está configurado para incrementar un contador después de determinar que la señal de prueba ha excedido un límite predeterminado, y para reducir el contador después de determinar que la señal de prueba está por debajo de un límite, donde el controlador está configurado para realizar una acción protectora al desconectar el optointerruptor de la fuente de potencia cuando el contador alcanza un umbral predeterminado.
En una realización desvelada, el optointerruptor se usa en un dispositivo médico para prevenir la fuga de corriente a un cuerpo de un paciente, y el circuito de prueba y el controlador se instalan en el dispositivo médico para actuar de manera protectora mientras el dispositivo médico está en contacto con el cuerpo. Típicamente, el controlador está configurado para determinar el límite midiendo la señal de prueba durante una etapa de calibración realizada mientras el dispositivo médico no está en contacto con el cuerpo.
En algunas realizaciones, la acción protectora incluye la desconexión de la fuente de potencia del optointerruptor. En una realización, el controlador está configurado para incrementar un contador después de determinar que la señal de prueba ha excedido el límite, y para desconectar el optointerruptor de la fuente de potencia cuando el contador alcanza un umbral predeterminado. El controlador puede estar configurado para reducir el contador después de determinar que la señal de prueba está por debajo del límite.
En una realización desvelada, el aparato incluye un circuito de multiplexación, que está configurado para acoplar la fuente de potencia y el primer y segundo reóstato a cada uno de la pluralidad de optointerruptores, y el controlador está configurado para evaluar la señal de prueba debida a cada uno de los opto-interruptores que el circuito de multiplexación selecciona. El circuito de multiplexación puede estar configurado para acoplar cada uno de una multiplicidad de pares de optointerruptores simultáneamente a la fuente de potencia y al primer y segundo reóstato de detección, para que el circuito de prueba detecte la primera y segunda corriente para cada una de los pares, y el controlador puede estar configurado para evaluar la señal de prueba debida a cada una de los pares.
En una realización, el circuito de prueba incluye un primer amplificador diferencial acoplado a través del primer reóstato de detección y que tiene una primera salida, y un segundo amplificador diferencial acoplado a través del segundo reóstato de detección y que tiene una segunda salida, y un tercer amplificador diferencial acoplado a través de la primera y la segunda salida para generar la señal de prueba en respuesta a una diferencia entre la primera y la segunda corriente.
También se proporciona de acuerdo con la realización de la presente invención, como se define en la reivindicación 7, un método para probar un optointerruptor en un dispositivo médico, incluyendo el método: durante una etapa de calibración, medir una primera relación entre una primera corriente que fluye a una entrada del optointerruptor y una segunda corriente que fluye fuera de una salida del optointerruptor, y generar una primera señal de prueba en respuesta a la primera relación;
en respuesta a la primera señal de prueba, establecer un límite con respecto a una corriente de fuga a través del optointerruptor;
durante el funcionamiento del dispositivo médico en contacto con un cuerpo de un paciente, generar una segunda señal de prueba en respuesta a una segunda relación entre la primera y la segunda corriente que fluyen respectivamente a la entrada y fuera de la salida del optointerruptor; e
incrementar un contador después de determinar que la segunda señal de prueba ha excedido el límite, reducir el contador después de determinar que la segunda señal de prueba está por debajo del 'limite y actuar de manera protectora desconectando el optointerruptor de la fuente de potencia cuando el contador alcanza un umbral predeterminado.
La presente invención se entenderá de manera más completa a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la misma, tomada junto con los dibujos donde:
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una ilustración pictórica esquemática de un sistema médico invasivo, de acuerdo con una realización de la presente invención;
La Fig. 2 es un diagrama esquemático de circuito que muestra circuitos con optointerruptores en un dispositivo médico, de acuerdo con una realización de la presente invención;
La Fig. 3 es un diagrama esquemático de circuito que muestra un circuito de prueba para uso junto con el circuito de la Fig. 2, de acuerdo con una realización de la presente invención;
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método de calibración de circuitos con optointerruptores, de acuerdo con una realización de la presente invención; y
La Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método para probar optointerruptores, de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones
La Fig. 1 es una ilustración pictórica esquemática de un sistema médico invasivo 20 para tratar a un paciente 22, de acuerdo con una realización de la presente invención. Este sistema se muestra aquí a modo de ejemplo, como una ayuda para entender una aplicación de la presente invención. Sin embargo, los principios de la invención no se limitan de ninguna manera a este tipo particular de sistemas y pueden aplicarse junto con sustancialmente cualquier tipo de dispositivo médico eléctrico que se ponga en contacto con el cuerpo de un paciente. Los circuitos y técnicas para probar optointerruptores de aislamiento que se describen a continuación pueden también adaptarse para uso en sistemas y dispositivos de otros tipos donde se usa optointerruptores para aislamiento eléctrico.
Un operario 26 del sistema 20 inserta un catéter 28 en un corazón 24 de un paciente 22. En este ejemplo, el extremo distal del catéter (mostrado dentro del corazón en el recuadro izquierdo de la Fig. 1) comprende múltiples electrodos 30. Los electrodos se usan en un procedimiento de diagnóstico en el corazón, bajo el control del operario por medio de una consola 32. En la consola (como se muestra en el recuadro derecho en la figura), un estimulador 34 genera señales de estimulación, que se aplican a los electrodos 30 (referidos como EL1, EL2, ...) por medio de respectivos optointerruptores 36. Puede usarse cualquier tipo adecuado de optointerruptor en el sistema 20, como el dispositivo CPC1018N, producido por Clare Inc. (Beverly, Massachusetts).
Un controlador digital 38 controla el funcionamiento de los optointerruptores. El controlador 38 comprende típicamente un microprocesador, que tiene interfaces adecuadas de entrada y salida y está programado en software para realizar la funciones que aquí se describen. Alternativamente o adicionalmente, el controlador 38 puede comprender circuitos lógicos digitales dedicados o programables.
La Fig. 2 es un diagrama esquemático de circuito que muestra más detalles del sistema de circuitos con optointerruptores 40 en la consola 31, de acuerdo con una realización de la presente invención. En la configuración mostrada en la Fig. 2, un conjunto de optointerruptores 36 (en el lado izquierdo de la figura) se acopla para conectar electrodos 30 a una entrada negativa del estimulador 34, mientras el otro conjunto de optointerruptores (en el lado derecho de la figura) se acopla para conectar los electrodos a una entrada positivo del estimulador. Los optointerruptores se seleccionan mediante circuitos de multiplexación 52 y 54. Mediante una selección apropiada de los optointerruptores, los electrodos 30 pueden así activarse en un modo de estimulación monopolar o bipolar. Esta configuración de los optointerruptores y de los circuitos asociado se muestra meramente a modo de ejemplo, y los principios de la presente invención pueden implementarse para probar sustancialmente cualquier tipo de circuito que use uno o más optointerruptores para aislamiento eléctrico.
Una fuente de potencia 42 suministra potencia a optointerruptores 36 por medio de un disyuntor 44 y reóstatos limitadores de corriente (R2, R3) 48 y 50. Un reóstato de detección de entrada (R1) 46 se acopla entre la fuente de potencia 42 y las entradas de los optointerruptores, mientras un reóstato de detección de salida (R4) 56 se acopla entre las salidas de los optointerruptores y el suelo. Típicamente, estos reóstatos tienen componentes estándares y baratos, y tienen una resistencia en un rango que depende del nivel de corriente de fuga que se esté detectando. Por ejemplo, en una implementación, el inventor usó reóstatos de detección de 33,2 O, con 1% de precisión, de manera que una corriente de fuga de 10 pA dio una caída de voltaje de aproximadamente 330 pV. Debido al procedimiento de calibración que se describe a continuación, el controlador 38 es capaz de detectar cambios en la corriente de fuga a través de optointerruptores con una alta sensibilidad sin necesidad de usar reóstatos costosos y de alta precisión en el sistema de circuitos 40.
En ausencia de cualquier fuga a través de optointerruptores, la corriente que fluye a través del reóstato 46 debería ser idéntica a la que fluye a través del reóstato 56. Estas corrientes son proporcionales, respectivamente, a la caída de voltaje entre los puntos de prueba 58 y 60 y a la caída de voltaje entre el punto de prueba 62 y el suelo. Cualquier cambio significativo en la relación entre estas dos caídas de voltaje puede ser indicativo de un fallo de uno o más optointerruptores.
La Fig. 3 es un diagrama esquemático de circuito que muestra un circuito de prueba 70 para uso en la detección de fuga de optointerruptores 36 en el sistema de circuitos 40, de acuerdo con una realización de la presente invención. El circuito 70 comprende un par de amplificadores diferenciales 72 y 74, como amplificadores de instrumentación. Las entradas diferenciales del amplificador 72 se conectan con los puntos de prueba 58 y 60 (Fig. 2) mientras que los del amplificador 74 se conectan con el punto de prueba 62 y el suelo. Los amplificadores 72 y 74 generan señales que son proporcionales a las respectivas corrientes que fluyen a través de los reóstatos de detección 46 y 56. Estas señales se introducen en otro amplificador diferencial 76, que así genera una señal que es proporcional a la diferencia entre las respectivas corrientes que fluyen a través de los reóstatos de detección. Un conversor análogo/digital (ADC) 78 digitaliza la señal de salida, y el controlador 38 procesa el resultado digitalizado con el fin de detectar una posible fuga.
En la implementación descrita anteriormente, por ejemplo (con reóstatos de detección de 33,2 O), el inventor estableció el factor de aumento de los amplificadores 72, 74 y 76 en veinte, dando una amplificación total de 400. Así, 10 pA de corriente de fuga dio una señal de 132 mV en la salida del amplificador 76. Esta señal se introdujo en un ADC de 12-bit, fijado a una sensibilidad de 1 bit/mV. Estos valores de parámetro aquí se dan, en cambio, solamente a modo de ilustración y alternativamente pueden usarse diferentes parámetros dependiendo de los requisitos del sistema y la aplicación.
En una realización alternativa, (no mostrada en las figuras), pueden usarse reóstatos de detección y circuitos de prueba separados para el grupo de optointerruptores de entrada negativa (aquellos conectados al circuito de multiplexación 52) y el grupo de optointerruptores de entrada positiva (conectados al circuito de multiplexación 54). Esta técnica añade una cierta complejidad adicional al sistema, peor es ventajosa porque permite una identificación precisa de un optointerruptor con fugas.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método para calibrar mediciones hechas por el circuito de prueba 70 en el sistema de circuitos 40, de acuerdo con una realización de la presente invención. Este procedimiento de calibración se realiza típicamente después de que el sistema 20 se haya encendido, pero antes de que cualquier parte del sistema se haya puesto en contacto con el paciente 22. Puede realizarse una vez, en la fábrica, por ejemplo, o puede realizarse como parte del procedimiento de arranque siempre que el sistema 20 se encienda. El procedimiento de calibración comprueba la potencia de salida actual del circuito de prueba 70 cuando se conecta al sistema de circuitos 40, y usa esta potencia de salida para establecer límites para la posterior monitorización de los optointerruptores en el sistema de circuitos, como se describe más abajo con referencia a la Fig. 5. Debido a este procedimiento de calibración, el controlador 38 es capaz durante el funcionamiento del sistema 20 de detectar pequeños cambios en la corriente de fuga a través de optointerruptores en el sistema de circuitos 40, típicamente en el orden de 0,2% de la corriente aplicada por la fuente de potencia 42 (por ejemplo, un cambio en fuga de 10 pA con 5 mA de corriente aplicada), a pesar de la imprecisión de los componentes eléctricos en el sistema de circuitos 40.
Inicialmente, el controlador 38 mide la potencia de salida del circuito 70 con ninguno de los optointerruptores 36 en el sistema de circuitos 40 seleccionado, en una etapa de medición de referencia 80. En otras palabras, el controlador registra la señal digital que se general por ADC 78 mientras los circuitos de multiplexación 52 y 54 mantienen todos los optointerruptores desconectados de la fuente de potencia 42. El controlador usa esta medición para establecer el límite de corriente de referencia que se usará en la monitorización del sistema de circuitos 40 durante el funcionamiento real.
Después, los circuitos de multiplexación seleccionan cada uno de los optointerruptores individualmente, y el controlador mide la señal de potencia de salida del circuito 70 para cada optointerruptor, en una etapa de medición de corriente individual 82.
Además, los circuitos de multiplexación seleccionan pares de optointerruptores, esto es, el circuito de multiplexación 52 selecciona un optointerruptor en el lado negativo mientras el circuito de multiplexación 54 selecciona un optointerruptor en el lado positivo, en una etapa de medición de pares 84. El controlador mide la señal de potencia de salida del circuito 70 para cada par. (Aunque en la etapa 84 se omite si se usan circuitos separados de prueba para los grupos negativos y positivos de optointerruptores en la realización alternativa mencionada anteriormente).
En base a las mediciones en las etapas 80, 82 y 84, el controlador 38 establece límites de corriente que se usarán en la monitorización durante el tiempo de ejecución, en una etapa de configuración de límite 86. El límite de referencia puede fijarse, por ejemplo, tomando la diferencia media de corriente de referencia entre los reóstatos 46 y 56, como lo mide el circuito 70, durante un periodo dado de medición en la etapa 80, y después dejando un cierto margen por encima y por debajo de la media. El margen depende de la sensibilidad deseada en las desviaciones de detección, equilibrada contra la posible molestia de falsas alarmas. El inventor ha descubierto que un margen de aproximadamente 10 pA da buenos resultados. Los límites generales para fuga de un optointerruptor individual pueden calcularse promediando los resultados medidos para todos los optointerruptores individuales en la etapa 82 y después añadiendo un margen apropiado. Los límites generales para fuga de un par de optointerruptores pueden calcularse igualmente en base a los resultados promediados de la etapa 84.
Adicionalmente o alternativamente, el controlador 38 puede calcular y almacenar un límite individual para cada optointerruptor y/o cada par de optointerruptores, en base a los resultados medidos para ese par específico de optointerruptores.
Como una opción más, si el controlador mide una corriente alta a través de un optointerruptor dado o un par de optointerruptores en la etapa de calibración, el controlador puede generar inmediatamente una alarma identificando el optointerruptor o interruptores en cuestión como sospechosos. De esta manera, los fallos de componente pueden identificares y resolverse antes de que cualquier parte del sistema 20 se ponga en contacto con el paciente.
La Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un método para probar el funcionamiento de optointerruptores 36 en un sistema de circuitos 40, de acuerdo con una realización de la presente invención. Durante el funcionamiento en tiempo de ejecución, se activan diferentes optointerruptores o pares de interruptores mediante circuitos de multiplexación 52 y 54, en una etapa de activación de optointerruptor 90. En el caso del sistema 20, por ejemplo, los optointerruptores se activan típicamente con el fin de aplicar señales de estimulación a través de diferentes electrodos 30 en el catéter 28, como se ha explicado anteriormente. El controlador 38 puede seleccionar los optointerruptores para activar, o puede simplemente recibir una entrada indicando que los optointerruptores se activan en un momento dado. El controlador elige los límites de la corriente calibrada aplicables para usar en la monitorización de la salida de potencia del circuito 70, como se determina en la etapa 86 (Fig. 4), dependiendo de la selección de optointerruptores.
El controlador 38 recibe valores digitales de ADC 78, en una etapa de medición de potencia de salida 92. Como se ha explicado anteriormente, estos valores son indicativos de la diferencia de corriente medida por el circuito 70. El controlador compara estos valores con el límite aplicable, en una etapa de prueba de corriente 94. Si el valor medido es superior que el límite, el controlador incrementa un contador, en una etapa de incrementación 96. El valor del contador inicia típicamente en cero y aumenta con cada medición sucesiva que esté por encima del límite. El contador se usa con el fin de evitar responder activamente a cada medición por encima del límite, ya que las mediciones sencillas pueden estar por encima del límite debido a ruido, más que la fuga real. Si una medición posterior está por debajo del límite aplicable, el controlador 38 reduce el valor del contador, en una etapa de reducción 98. El valor puede reducirse de esta manera de vuelta a cero, pero no menos.
Después de incrementar el contador en la etapa 96, el controlador 38 comprueba si el valor del contador ha alcanzado un umbral predeterminado, en una etapa de comprobación de umbral 100. La elección de umbral típicamente depende de la duración de fuga que se considera peligrosa. Por ejemplo, asumiendo que el controlador recibe la potencia de salida digital ADC en 8000 muestras/seg, el umbral puede establecerse en aproximadamente 8000 para que la corriente de fuga que dura un segundo desencadene el umbral. Cuando el recuento alcanza el umbral, el controlador 38 actúa de manera protectora, en una etapa de protección 102. Por ejemplo, el controlador puede dar la vuelta al disyuntor 44 para desconectar la potencia del optointerruptor y puede generar una salida de alarma que indica qué optointerruptor o par de optointerruptores son responsables del alto nivel de fuga. Un técnico de mantenimiento puede después sustituir estos componentes. Por otro lado, cuando se usan circuitos separados de pruebas para los grupos negativos y positivos de los optointerruptores, como se ha descrito anteriormente, puede ser posible identificar y apagar el optointerruptor con fuga sin quitar la potencia del resto de optointerruptores.
Alternativamente, puede ser preferible simplemente sustituir la placa base completa que contiene los optointerruptores. En particular, la placa base completa se coloca si el recuento alcanza el umbral en la etapa 100 mientras no se selecciona optointerruptor (lo que significa que la corriente medida fue mayor que el límite de corriente de referencia).
Por lo tanto, los circuitos y métodos descritos anteriormente permiten una detección sensible y un control de fugas sin requerir componentes caros y de alta precisión. El procedimiento de calibración tiene en cuenta diferencias que pueden ocurrir entre diferentes componentes y diferentes tarjetas de circuito. El uso del contador para monitorizar desviaciones de los límites calibrados también ayuda a distinguir fallos reales de excursiones transitorias debido a componentes “ruidosos”, ya que el contador generalmente calculará el promedio de cambios transitorios sin alcanzar el umbral. La monitorización de múltiples optointerruptores juntos es útil tanto en la detección de fallos de componentes sencillos durante el tiempo de ejecución como en la detección de fallos de múltiples componentes que pueden ocurrir en un lote malo de componentes.
Se apreciará que las realizaciones descritas anteriormente se citan a modo de ejemplo, y que la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y descrito particularmente anteriormente. La invención solamente está limitada por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Aparato (40) para probar un optointerruptor (36), que comprende:
un primer reóstato de detección (46) acoplado entre una fuente de potencia (42) y una entrada lateral de corriente del optointerruptor (36);
un segundo reóstato de detección (56) acoplado a una salida lateral de corriente del optointerruptor (36);
un circuito de prueba (70), que está acoplado para detectar una primera corriente que fluye a través del primer reóstato de detección (46) y una segunda corriente que fluye a través del segundo reóstato de detección (56) y para generar una señal de prueba en respuesta a una relación entre la primera y la segunda corriente; y
un controlador (38) que está acoplado para recibir la señal de prueba y está configurado para incrementar un contador después de determinar que la señal de prueba ha excedido un límite predeterminado, y para reducir el contador después de determinar que la señal de prueba está por debajo del límite, donde el controlador está configurado para actuar de manera protectora desconectando el optointerruptor de la fuente de potencia cuando el contador alcanza un umbral predeterminado.
2. El aparato (40) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el optointerruptor (36) se usa en un dispositivo médico para prevenir fuga de corriente a un cuerpo de un paciente, y donde el circuito de prueba (70) y el controlador (38) están instalados en el dispositivo médico para actuar de manera protectora mientras el dispositivo médico está en contacto con el cuerpo.
3. El aparato (40) de acuerdo con la reivindicación 2, donde el controlador (38) está configurado para determinar el límite midiendo la señal de prueba durante una etapa de calibración realizada mientras el dispositivo médico no está en contacto con el cuerpo.
4. El aparato (40) de acuerdo con la reivindicación 1, y que también comprende un circuito de multiplexación (52, 54), que está configurado para acoplar la fuente de potencia (42) y el primer y segundo reóstato de detección (46, 56) a cada uno de la pluralidad de optointerruptores (36), y donde el controlador (38) está configurado para evaluar la señal de prueba por cada uno de los optointerruptores (36) que selecciona el circuito de multiplexación (52, 54).
5. El aparato (40) de acuerdo con la reivindicación 4, donde el circuito de multiplexación (52, 54) está configurado para acoplar cada uno de una multiplicidad de pares de los optointerruptores (36) simultáneamente a una fuente de potencia (42) al primer y segundo reóstato (46, 56), de manera que el circuito de prueba (70) detecte la primera y segunda corriente para cada uno de los pares, y donde el controlador (38) está configurado para evaluar la señal de prueba debida a cada una de los pares.
6. El aparato (40) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el circuito de prueba (70) comprende un primer amplificador diferencial (72) acoplado a través del primer reóstato de detección (46) y que tiene una primera salida de potencia, un segundo amplificador diferencial (74) acoplado a través del segundo reóstato de detección (56) y que tiene una segunda salida de potencia, y un tercer amplificador diferencial (76) acoplado a través de la primera y segunda salida de potencia para generar la señal de prueba en respuesta a una diferencia entre la primera y la segunda corriente.
7. Un método para probar un optointerruptor (36) en un dispositivo médico, comprendiendo el método:
durante una etapa de calibración, medir una primera relación entre una primera corriente que fluye a una entrada lateral de corriente del optointerruptor (36) y una segunda corriente que fluye fuera de una salida lateral de corriente del optointerruptor (36), y generar una primera señal de prueba en respuesta a la primera relación;
en respuesta a la primera señal de prueba, establecer un límite con respecto a una corriente de fuga a través del optointerruptor (36);
durante el funcionamiento del dispositivo médico en contacto con un cuerpo de un paciente, generar una segunda señal de prueba en respuesta a una segunda relación entre la primera y la segunda corriente que fluyen respectivamente a la entrada lateral de corriente y fuera de la salida lateral de corriente del optointerruptor (36); incrementar un contador después de determinar que la segunda señal de prueba ha excedido el límite, reducir el contador después de determinar que la segunda señal de prueba está por debajo del límite y actuar de manera protectora desconectando el optointerruptor de la fuente de potencia cuando el contador alcanza un umbral predeterminado.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, donde la primera y la segunda relación comprenden respectivamente primeras y segundas diferencias entre la primera y la segunda corriente.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, donde el funcionamiento del dispositivo médico comprende la multiplexación entre una pluralidad de optointerruptores (36), y donde generar la segunda señal de prueba comprende evaluar la segunda señal de prueba debida a cada una de los optointerruptores (36) que selecciona la multiplexación.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, donde la multiplexación entre la pluralidad de optointerruptores (36) comprende seleccionar cada uno de una multiplicidad de pares de optointerruptores (36) y detectar la primera y segunda corriente para cada uno de los pares, y donde la evaluación de la segunda señal de prueba comprende comprobar la segunda señal de prueba debida a cada uno de los pares.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 9, donde establecer límites comprende encontrar un promedio de la primera señal de prueba sobre una pluralidad de los optointerruptores (36) y establecer el límite en respuesta al promedio.
ES09250136T 2008-01-21 2009-01-20 Detección de fuga de corriente a través de optointerruptores Active ES2707821T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/017,137 US7911754B2 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Detection of current leakage through opto-switches

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2707821T3 true ES2707821T3 (es) 2019-04-05

Family

ID=40538051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09250136T Active ES2707821T3 (es) 2008-01-21 2009-01-20 Detección de fuga de corriente a través de optointerruptores

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7911754B2 (es)
EP (1) EP2081033B1 (es)
JP (1) JP5755399B2 (es)
KR (1) KR101527733B1 (es)
CN (1) CN101515021A (es)
AU (1) AU2009200189B2 (es)
BR (1) BRPI0901307A2 (es)
CA (1) CA2650306C (es)
ES (1) ES2707821T3 (es)
IL (1) IL196566A (es)
MX (1) MX2009000823A (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8386849B2 (en) * 2010-01-29 2013-02-26 Honeywell International Inc. Noisy monitor detection and intermittent fault isolation
US8130032B1 (en) * 2010-09-29 2012-03-06 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for high-sensitivity detection of input bias current
US8600334B2 (en) * 2011-07-13 2013-12-03 Biosense Webster (Israel), Ltd. Patient leakage current limitation
US9551741B2 (en) * 2011-11-23 2017-01-24 Intel Corporation Current tests for I/O interface connectors
CN104749461B (zh) * 2015-03-23 2018-08-14 国家电网公司 一种一次加压通流装置、智能变电系统及其控制方法
WO2019116449A1 (ja) * 2017-12-12 2019-06-20 オリンパス株式会社 処置システム
CN108183634B (zh) * 2018-01-19 2024-04-19 浙江正泰电器股份有限公司 具有旁路开关故障保护的软起动器
CN113721070B (zh) * 2020-05-26 2024-03-29 天津首瑞智能电气有限公司 一种剩余电流检测装置和剩余电流检测方法
CN114607155B (zh) * 2022-03-18 2023-11-24 东莞市简从科技有限公司 一种自动铺料设备
CN114779118B (zh) * 2022-04-20 2024-10-11 中国第一汽车股份有限公司 漏电检测装置、漏电检测方法和汽车充电设备
CN116466149B (zh) * 2023-02-28 2024-01-16 济南铸锻所检验检测科技有限公司 一种光电保护装置响应时间检测的装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963981A (en) 1974-10-09 1976-06-15 J. M. Richards Laboratories Leakage and continuity tester
US4142150A (en) * 1977-06-27 1979-02-27 Western Electric Company, Inc. High-speed measurement of ICEO in transistors and opto-isolators
US4216462A (en) * 1978-03-06 1980-08-05 General Electric Company Patient monitoring and data processing system
JPS62227370A (ja) * 1986-03-29 1987-10-06 理研医療電機株式会社 低周波電気治療器
JPH02183176A (ja) * 1989-01-10 1990-07-17 Yamatake Honeywell Co Ltd ヒーターの断線検出装置
JPH04238272A (ja) * 1991-01-22 1992-08-26 Nippon Inter Electronics Corp 漏洩電流検知機能を備えた電力供給回路
US5323014A (en) 1993-03-01 1994-06-21 Aeg Transportation Systems, Inc. Optocoupler built-in self test for applications requiring isolation
DE19510333C1 (de) * 1995-03-22 1996-10-31 Pilz Gmbh & Co Schaltungsanordnung und Verfahren zum Testen von Optokopplern
JP3452445B2 (ja) * 1996-07-23 2003-09-29 株式会社日立産機システム 漏電遮断器
JP3611783B2 (ja) * 2000-09-25 2005-01-19 シャープ株式会社 半導体装置の選別方法
TW490393B (en) * 2001-02-09 2002-06-11 Ind Tech Res Inst Apparatus for detecting of heating device for optical printing head of hot bubble type printer
DE60319770T2 (de) * 2002-05-29 2009-04-23 Imec Vzw, Interuniversitair Microelectronica Centrum Vzw Gerät und Verfahren, um die Leistung von Mikromaschinen oder mikroelektromechanischen Bauelementen zu bestimmen
JP4082676B2 (ja) * 2003-05-29 2008-04-30 株式会社デンソー 漏電検出装置の検査システム
CN2694288Y (zh) * 2004-03-26 2005-04-20 佛山市创电电源设备有限公司 开关柜漏电流检测报警装置
JP2005279033A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Niigata Tlo:Kk 電池式低漏洩電流アイソレータ
CN2783594Y (zh) * 2005-01-27 2006-05-24 珠海格力电器股份有限公司 自动式漏电保护器
DE102006030114B4 (de) * 2006-06-28 2010-09-09 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Sichere Eingangsschaltung mit einkanaligem Peripherieanschluss für den Eingang eines Busteilnehmers
JP4238272B2 (ja) 2007-05-08 2009-03-18 本田技研工業株式会社 電動ミラー制御装置および電動ミラー制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009172375A (ja) 2009-08-06
AU2009200189B2 (en) 2012-08-30
JP5755399B2 (ja) 2015-07-29
CA2650306C (en) 2016-11-01
BRPI0901307A2 (pt) 2009-11-03
KR20090080483A (ko) 2009-07-24
CA2650306A1 (en) 2009-07-21
IL196566A (en) 2012-03-29
KR101527733B1 (ko) 2015-06-10
CN101515021A (zh) 2009-08-26
MX2009000823A (es) 2009-08-12
AU2009200189A1 (en) 2009-08-06
US20090185320A1 (en) 2009-07-23
US7911754B2 (en) 2011-03-22
EP2081033A1 (en) 2009-07-22
EP2081033B1 (en) 2018-12-12
IL196566A0 (en) 2009-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2707821T3 (es) Detección de fuga de corriente a través de optointerruptores
JP2009172375A5 (es)
KR101330562B1 (ko) 전류측정회로와 이 회로의 결함진단방법
US20190056454A1 (en) Systems and methods for an open wire scan
KR20120029850A (ko) 누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로
JP2006343267A (ja) 直流回路の絶縁抵抗測定器、静電容量測定器、絶縁抵抗測定方法および静電容量測定方法
BRPI1105399A2 (pt) Método de teste de um dispositivo protetor de tensão e equipamento de teste para dispositivo de proteção
EP3652549B1 (en) Ground fault detection of ups battery
US20230396095A1 (en) Current Distribution Device Comprising A Load Detection Unit For Measuring A Detection Voltage
US10371735B2 (en) Method and system for monitoring electrical isolation
BR102013001428A2 (pt) Aparelho, circuito e método para determinar a localização de um distúrbio elétrico em um circuito
US9797939B2 (en) Neutral grounding resistor monitor
US10944259B2 (en) System and method for over voltage protection in both positive and negative polarities
CN109792148B (zh) 保护电路
EP3467524B1 (en) Sensor interfaces, sensor arrangements, and open circuit detection methods for sensor interfaces and arrangements
CN115902567B (zh) 一种高压晶体管测试电路及系统
CN114858232A (zh) 具有诊断功能的热式流量测量装置
Fischell et al. Investigations of on-line/off-line tests for sensors
JPH054034B2 (es)