JP2002524159A - バッテリ駆動電気治療装置における出力調整方法および装置 - Google Patents

バッテリ駆動電気治療装置における出力調整方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、神経刺激装置のような、間欠負荷を供給するバッテリ（Ｂ１）の放電を制御する装置である。この装置は、バッテリから多数の小さいパルスをコンデンサ（Ｃ１）に送るために切換インダクタ（Ｌ１）を作動させるコントローラ（１５）を有し、これによりコンデンサの電荷・電圧を増加させ、そして負荷に対して前記コンデンサをときどき放電させる。コンデンサ放電は、バッテリからの小さいパルスよりも高い電流で行われ、その結果、バッテリは、コンデンサからの高い瞬間放電電流に比べて小さい瞬間放電速度で消耗する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は一般にはバッテリ駆動装置に関する。さらに詳しくは、本発明は非侵
襲性神経刺激装置、経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）装置、筋肉刺激器等のよう
なバッテリ駆動電気治療装置に関する。
【０００２】 （背景技術） 携帯用電気治療装置は典型的には比較的小さなバッテリを利用して内部回路に
給電し、当該内部回路は電気信号の形で出力を行う。このような装置の電気信号
出力は、様々な健康状態の患者に対して治療上の利益を有するように示されてい
た。これらの装置は、非侵襲性神経刺激装置、電子針鍼治療装置、および鍼用語
では刺鍼ポイントを刺激するものとして記載されてきた。
【０００３】 携帯用電気治療装置は、補聴器や計算機その他の電子機器で使用されているよ
うなコイン電池、ボタン電池によって最も都合よく給電される。パルス発生回路
を通して、これらの装置はバッテリから１時間当たり何千パルスを放出する。例
えば、毎秒約７０パルスの電気パルス繰り返し率と８０マイクロ秒のパルス幅が
吐き気（nausea）を除去するのに有効であることが分かっている。手術後の吐き
気、化学療法の吐き気およびその他の永続吐き気状態に要求されるように、数千
から数百万のパルスが永続吐き気を治療するのに要求される。
【０００４】 これらの電気治療装置は、いろいろなパルス振幅の変化および組合わせ、特定
間隔のパルスの連続放射（burst）を供給する。例えば、我々のレリーフバンド
（登録商標）電気治療製品で使用される電気パルスパターンは、パルス幅が約３
５０マイクロ秒、ピークパルス高さの電力レベルが約１０−３５ミリアンペアで
ある毎秒約３１パルスからなる。広範なパターンのパルスが非侵襲性神経刺激装
置に使用される。
【０００５】 他の電気治療装置が機能的電気刺激（ＦＥＳ）用に考案され、それは刺激ポイ
ントの近傍の筋肉を運動させる。経皮的電気神経刺激（ＴＥＮＳ）は、刺激領域
における知覚神経伝達を抑制して痛みを止める。これら全てのバッテリ駆動電気
治療装置は、典型的には特定のパルス形状と波形で供給される電圧または電流パ
ルスの形態の刺激出力を特徴としている。パルス振幅、パルス幅、およびパルス
周波数は、痛み、嗜癖、神経障害、筋肉疾患、器官不全等のような特定の症状や
病気を治療するのに適するように選択される。これらの装置を使用する患者は生
活の質の向上により直接の利益を受ける。
【０００６】 刺激出力を供給するのに必要なエネルギーは、特定の公称(nominal)電圧と特
定の化学的性質を有する１または複数のバッテリ電池からなるバッテリ源から供
給される。我々のレリーフバンド（登録商標）電気治療製品は、容易に入手可能
な標準サイズのコインセルバッテリを使用している。刺激出力のピークパルス振
幅は、通常、１から１００ミリアンペアの範囲であり、パルス波形に依存する所
定時間の間に供給される。
【０００７】 バッテリ駆動電気治療装置に使用するのに適した多くのタイプのバッテリは、
要求される刺激出力より低い負荷で電流を供給するように最適化される。例えば
、典型的なコインセルバッテリは、０．１から０．３ミリアンペアの平均電流ド
ロー（electrical current draw）で引き出される（draw down）。
【０００８】 バッテリの最適電流ドローと治療パルスに要求される電流ドローとの間に矛盾
がある結果、バッテリは最適には使用されていないし、バッテリ性能やバッテリ
寿命は格下げされている。バッテリの化学性質により、バッテリから引き出すこ
とができる全電力量は、小電流ドレインよりも大電流ドレインのほうが小さい。
バッテリは１００分で０．０２ミリアンペ供給することができるが、（２０分の
代わりに）１０分で０．１ミリアンペアの電流を供給してもよい。これにより、
電流が急速に引き出されるとバッテリ電力の半分が損失する。さらに、電流ドロ
ーが増加するにつれ問題がいっそう大きくなる。このように、１ミリアンペアの
割合のドロー電流は、（予期された半分の電力損失で）予期された１分の電流を
供給しないが、はるかに小さい電流を供給し、おそらく１ミリアンペアで１分の
僅かな変動がある。例えば、バッテリが毎秒１ミリアンペアの１０ミリ秒のパル
スに対して放電すると、平均電流ドローは０．０１ミリアンペアであるが、バッ
テリは０．０１ミリアンペアの平均電流ではなく１ミリアンペアの瞬間電流によ
り消耗する。１００分の運転を得ることよりも、バッテリははるかに少ない電流
と電力を供給する。しかしながら、バッテリが毎秒０．５秒のパルスに対して０
．０２ミリアンペアで放電すると、平均電流ドローは依然として０．０１ミリア
ンペアであるが、バッテリは０．０２ミリアンペアの瞬間電流ドローにより持続
する。バッテリはこのようにして引き出されると１００分の電流を供給する。
【０００９】 バッテリ駆動電気治療装置は、通常、都合よく入手できるバッテリによって供
給できるよりも高い電圧治療出力パルスを必要とする。したがって、電気治療装
置は典型的には変圧器を使用して、バッテリ出力からのパルスを治療装置に要求
されるより高い電圧出力に昇圧する。高電圧出力はパルス電流を特定の電気的負
荷例えば生体組織に供給させるのに要求される。人体の皮膚の電気インピーダン
スは５００オームとして設計することができる。したがって、装置が皮膚に３０
ミリアンペアを供給することになっているなら、１５ボルトの出力を皮膚を通し
て供給する必要がある。
【００１０】 従来の電気治療装置では、典型的には変圧器が直接あるいは切換機構を介して
バッテリに接続され、当該変圧器からの電圧出力はバッテリ電圧に比例する。バ
ッテリが消耗するにつれてバッテリ電圧が低下し始めると、問題が生じる。なぜ
なら、高電圧出力がバッテリ電圧に比例し、出力電圧可能性が低下し、結局与え
られた電気負荷に対して電流出力も低下するからである。電流出力が低下すると
、装置の治療効果が低減する。
【００１１】 この問題は長期に電気治療器を使用する患者にとって重要な問題である。患者
は、装置の治療効果が時間的に減少するにつれて、より低い質の生活、恐らくは
健康の低落を経験するであろう。この装置に低バッテリンジケータを設けてもよ
いが、有効性は依然として低減する。この装置はバッテリが消耗しすぎると遮断
するするようにしてもよいが、その時点で患者は何の警告もなく装置の治療の利
益を得られなくなり、装置やバッテリ電源を交換をしなければならなくなる。さ
らに、電流電気治療装置はバッテリから最大利用電力量が得られるようにバッテ
リ消費量を管理していない。このため、バッテリ電力をさらに有効に管理するこ
とができたとすれば要求されるであろうよりも、さらに頻繁にバッテリ交換をす
る必要がある。
【００１２】 バッテリに残っている充電量を監視するのに使用され、あるいは電気治療装置
で使用するバッテリからパルスを発生する種々の回路が提案されている。多くの
装置は、移植された装置に対する残留バッテリ容量を測定する方法、例えば、レ
ニリーらの米国特許第５３６９３６４号、シュミットの米国特許第５３６９３６
４号、アライの米国特許第５７４４３９３号、ソンプソンの米国特許第５３９１
１９３号等を使用している。これらの方法は、交流電源に切り換えること、例え
ばフィッシェルの米国特許第４０９６８６６号、または低バッテリ状態で治療出
力を無効にすること、例えばプツク（Putzke）の米国特許第４０２４８７５号を
含めてもよいが、バッテリが消耗するにつれて刺激出力を調整することをしては
ならない。
【００１３】 プリバスの米国特許第５２１８９６０号は、バッテリが低下したときに刺激出
力の発生を停止する低バッテリ電圧検出器を記載しているが、この方法は低バッ
テリ遮断電圧の知識を必要とし、それに従って回路要素値（circuit component
value）を設定することができる。プリバスの特許は、バッテリ電圧が遮断値ま
で低下すると治療出力電圧が低下して治療の出力値が減少する問題を扱っていな
い。また、プリバスの特許は、切迫した低電圧状態や治療出力の停止を適切に警
告しないで、むしろその出力を停止し、同時に低バッテリ信号を与える。
【００１４】 ダフレスン（Dufresne）らの米国特許第４９２６８６４号は、高電圧を発生し
、その高電圧を監視してフィードバックし、バッテリ電源が消耗するにつれて高
電圧を所定範囲内に維持する回路を記載している。ダフレスンらの方法は、バッ
テリ電源が消耗するにつれて高電圧発生器の充電パルス幅を長くしなければなら
ないという問題を有している。このため、ダフレスンらの方法は充電パルス幅を
最大値に限定しているので、電力消費量が増加する。この結果、ダフレスンらの
方法は、監視される高電圧発生器を動的に調整して全範囲のバッテリ電源容量を
利用することはできない。さらに、ダフレスンらの方法は、制御回路が長いパル
ス幅に切り換えたときに残留バッテリ寿命を患者に適切に警告する手段を講じて
いない。
【００１５】 オーエンスの米国特許第５０６５０８３号は、バッテリ電圧を監視し、バッテ
リ電力が通常使用中に減少するにつれて、出力電力を低減して低バッテリ電圧で
作動するシステムを記載している。このオーエンスの方法は、出力電力を低減し
、むしろ一定の治療レベルに維持しなければならないという問題がある。オーエ
ンスの特許は低バッテリンジケータを備えているが、出力が低減したという指示
が与えられるだけである。それは残留バッテリ寿命の指示を与えるものではない
。
【００１６】 （その解決方法） 本発明のバッテリ放電回路は、バッテリ駆動の電気治療装置のバッテリ寿命を
延ばすようにしてある。電気パルス発生器は、バッテリ寿命を延ばすように、バ
ッテリからのピーク電流の引き出しを制限する。それは、バッテリ電源が消耗し
たときやバッテリ出力電圧が低下したときでも、一定の治療パルス出力を維持す
る。パルス発生器はこれを、最適放電速度(optimal discharge rate)で中間蓄積
装置にバッテリを放電させ、この装置に電流を蓄積し、蓄積された電流を高電流
でかつ短いパルス幅の治療パルス出力で周期的に放電することによって達成する
。バッテリに関する限りでは、それは最適範囲内のピーク電流ドローであること
が分かるが、患者に関する限りでは、患者はバッテリについての最適電流ドロー
をはるかに越えている治療パルスと感じる。治療出力パルスはバッテリ電圧の数
倍の電圧に変換されてもよい。回路はまた、患者に対する堅実な治療出力パルス
を維持しつつ交換装置または交換バッテリを得るために、適当な時期で低バッテ
リの警告を患者に提供することもできる。
【００１７】 バッテリ放電回路は、電気治療装置における使用との関連で説明されている。
しかしながら、パルスにより低い平均電流でバッテリを放電させて容量性蓄積ユ
ニットを充電する方法は、高電流間欠負荷がバッテリによって給電される種々の
他の環境でも使用可能である。例えば、発光安全ライト、電動工具で使用される
ような間欠作動電気モータ、バッテリ駆動細動除去器などは、延長されたバッテ
リ寿命を得るために、後述する回路構成を介してバッテリにより給電されてもよ
い。
【００１８】 （発明を実施するための最良の形態） 図１ａは、制御されたバッテリドローを用いていない電気治療装置のパルス発
生器のパルス図である。この場合、バッテリは、各パルス期間の間に、患者に送
られるそれぞれ対応する治療パルスについて高い振幅で、一回放電する。バッテ
リ放電線１で示されるように、パルスの振幅は、バッテリの最適のピーク電流を
超えている。バッテリ電圧線１ａで示されるバッテリ電圧は、バッテリが消耗す
るにつれて着実に下降する。このシステムにおいて得られるパルスの数は、最適
電流のパルスで得られるパルス数に比べて小さい。対照的に、図１ｂは制御され
たバッテリドローを用いた電気治療装置のパルス発生器のパルス図である。この
パルス発生器は、多数の小さい振幅のパルスでバッテリを放電させることによっ
て電気治療装置のバッテリ電源についての電流ドローを制限し、これによりバッ
テリの寿命を保護している。バッテリ放電線２で示されるように、最適の電流ド
ローでの多く放電が、パルス期間ｐにおいてつくられている。これらのバッテリ
放電は、切換インダクタ(switched inductor)に送られて蓄積され、そしてイン
ダクタ出力線３で示されるパルスでもって蓄積コンデンサにパルスを放電する。
インダクタからの電流は、コンデンサに送られ、コンデンサ電圧（または電流）
状態線４で示すようにコンデンサを充電する。蓄積コンデンサは、治療パルスを
生成するための放電をするように命令があるまで、切換インダクタの放電パルス
を蓄積する。コンデンサが放電するとき、コンデンサはコンデンサ出力（放電）
線５で示されるパルス状出力パルスを生成する。コンデンサの電圧出力は、例え
ば所望の出力レベルの治療パルスを与えるために、変圧器によって増大させても
よい。変圧器の出力は線５ａで示される。蓄積コンデンサから放電されるパルス
は、バッテリからの最適電流放電パルスの蓄積によってつくられる所望のバッテ
リ電流放電振幅である。バッテリ電圧線２ａで示されるようにバッテリ電圧が低
下したときでさえも、コンデンサ放電パルスは一定電圧に維持される。バッテリ
電圧はまた、図１ａに示す直接放電システムに比べてより低い速度で下降する。
【００１９】 本質的に、患者に送るために治療パルスが必要とされるときにバッテリから１
つの大きなパルスを引き出すのに代えて、図１ｂの特徴を有する電気治療装置の
パルス発生器はそれぞれが最適パルス振幅である一連のより小さいパルスを引き
出す。それらパルスは、患者に送るための治療パルスが必要とされるときに放電
するために蓄積される。
【００２０】 図２は、図１ｂに示すような制御されたバッテリドローを実現する電気治療装
置のパルス発生器のブロック図である。制御モジュール６は、切換インダクタ７
をバッテリ電源８に接続し、切換インダクタ７を介してバッテリ電源８から電流
ドローを発生させ、低電圧蓄積コンデンサ９に蓄積する。切換インダクタ７を通
る電流は次第に増加して、電流からの電荷の蓄積のために電圧が低電圧蓄積コン
デンサ９で発展する(developed)。そして、制御モジュール６は、バッテリ電源
８からの切換インダクタ７の接続を解除する。これがバッテリ放電パルスと呼ば
れる。それから、切換インダクタ７は残りの電流を低電圧蓄積コンデンサ９に放
出し、僅かに大きい電圧がそこで発展する。そして、低電圧蓄積コンデンサ９は
、開回路状態になり、蓄積された電圧を保持する。切換インダクタ７を介して蓄
積コンダクタ９に電流を繰り返し流すことにより、電圧が蓄積コンデンサ９で階
段状に増大する。コンデンサは、中間蓄積装置として機能するが、他の形態の蓄
積装置に置き換えられてもよい。
【００２１】 制御モジュール６は、所望の中間出力パルス電圧に達するまでコンデンサ９を
充電し、それからコンデンサ９に出力段階(output stage)１０へ放電させる。こ
れを達成するため、制御モジュール６はコンデンサ電圧を監視しなければならな
い。制御モジュール６は、電圧比較器１２に接続された電圧分配器切換ネットワ
ーク１１によって低電圧蓄積コンデンサ９で増加する電圧を監視する。制御モジ
ュール６は、電圧比較器１２が低電圧蓄積コンデンサ９の電圧が所定電圧値に達
したという信号を制御モジュール６に対して出すまで、低電圧蓄積コンデンサ９
での電荷または電流の蓄積を増加させるために切換インダクタ７の作動を継続す
る。それから、低電圧蓄積コンデンサ９の電圧が出力段階１０に伝送される。出
力段階１０は電圧を増大させて電極１３に伝送し、これにより患者に対して電極
によって治療パルスを発生させる。種々の出力段階が用いられてもよい。例えば
、放電が患者に対して直接出力されるようにした場合、出力段階は単に電気端子
からなっていてもよい。
【００２２】 前記所定電圧値は、患者に最適治療パルスを与えるために決定された値であり
、幾つかの異なる値を含んでもよい。それは、患者についての多数の観察やテス
トから決定され、電極での出力電圧の最適範囲および低電圧蓄積コンデンサから
の対応する出力電圧を示す。それは、電圧分配器切換ネットワーク１１に基づい
て部分的に測定される。システムで使用される特定の所定電圧および電圧分配は
、（図３で図示および説明される）切換機構の患者による操作によって変えられ
る。したがって、所定電圧は、回路構築に用いられる回路要素の値、制御モジュ
ールのプログラミング、およびユーザ自身による装置の調整によって予め決定さ
れてもよい。
【００２３】 制御モジュール６は、バッテリ電源からの結果としての平均電流ドローがバッ
テリの最適放電速度の範囲内、すなわちバッテリ性能およびバッテリ寿命を低下
させないように十分に低くなるように、バッテリ放電パルスおよびバッテリ放電
パルス間の時間を制限する。狭いバッテリ放電パルスは、バッテリからの瞬間電
流ドローを制限するとともに、小さく低コストのインダクタ部品を使用可能にす
るうえで好ましい。しかしながら、狭いバッテリ放電パルスは制御モジュール６
の速い操作を要求し、その操作が速いほど電力消費を増加させることになる。ま
た、インダクタの選択は、インダクタの飽和を避けるために最大バッテリ放電パ
ルス幅を決定する。また、制御モジュール６は、その全機能を達成可能にし、な
おかつ所望速度で治療パルスを伝送可能にするために、最小速度で作動する必要
がある。一般に、そのバランスは、これらの種々の要因の間で経験的に見つけら
れる。我々は、本実施形態で使用される３ボルトリチウム／酸化マンガンコイン
電池バッテリでは、約１９．５キロヘルツで伝送される約４マイクロセカンドの
バッテリ放電パルスが好ましいことを見出した。他の要因も電流ドローに寄与し
、これらは注意深く考慮されなければならない。例えば、インジケータは、低電
流規格のものが選択されるべきであり、かつ平均電流ドローが最小化されるよう
にパルス状にされる（pulsed）べきである。
【００２４】 制御モジュール６はまた、患者に対して要求される周波数で治療パルスを発生
させるのに十分な時間があるように、バッテリ放電パルス幅およびバッテリ放電
パルス間の時間を設定する。制御モジュール６は、低電圧蓄積コンデンサで所定
電圧を達成するのに必要とされるバッテリ放電パルスの数をカウントする（充電
パルスカウント）ことによってこれを行う。その結果、バッテリ電源が消耗する
につれて、より多くのバッテリ放電パルスが低電圧蓄積コンデンサに送られるよ
うに命令される。これにより、治療パルスはバッテリ電源８が消耗しても維持さ
れる。バッテリ放電パルスは、伝送される各治療パルスについてカウント可能で
ある。一方、制御モジュール６は、所定間隔でバッテリの状態を評価するために
、較正ルーチンの一部として、最大の所定または任意の電圧まで低電圧蓄積コン
デンサを充電するように周期的に試みる。この方法は、電圧分配器切換ネットワ
ークの必要性をなくすもので、簡単な電圧分配器に置き換えることを可能にする
ものでもある。パルスカウントは、例えば自動治療パルス振幅調整を実現するた
めに、いかなる中間電圧に必要なパルス数を計算するように制御モジュール６に
記憶されたソフトウェアアルゴリズムによって使用可能である。使用によってバ
ッテリ電圧が低下するにつれて、特定のコンデンサ電圧を達成するのに必要な充
電パルス数は増加することになる。そのために、前記ソフトウェアアルゴリズム
は、例えば、異なるバッテリ電圧範囲のための異なる等式を使うことによって、
または異なるバッテリ電圧範囲のための種々の自動照合表を使うことによって、
この変化に適用可能でなければならない。制御モジュール６の追加プログラム記
憶スペースに記憶された自動照合表の全面的使用によりソフトウェアアルゴリズ
ムの必要性を排除することもできる。
【００２５】 （充電パルスカウントまたはその他の方法によって）バッテリが所定の低バッ
テリ値に達したと制御モジュール６が決定するとき、制御モジュール６はデュア
ルインジケータ１４を標準モード表示から低バッテリの表示に変更して、治療パ
ルスの伝送を継続する。低バッテリ値は、使用されるバッテリ電源のタイプの平
均値に治療パルスを維持できる総時間の割合として計算される。例えば、バッテ
リ電源が、制御モジュールが１００時間の平均値に治療パルスを維持することを
可能にするのであれば、低バッテリ値は、患者に継続治療および交換装置または
バッテリ電源を得るのに十分な時間である２０時間を残して、８０％に設定され
ることになる。
【００２６】 図１ｂを再度参照すると、コンデンサ充電状態線は、多くのパルスの後に、バ
ッテリ電圧が低下して、出力電圧までコンデンサを充電するのにより多くの最適
パルスが与えられなければならないことを示す。結局、バッテリは、どれだけ多
くの放電パルスがパルス期間内に与えられても、バッテリはコンデンサを出力電
圧まで充電できない時点まで放電することになる。したがって、電圧比較器は十
分な電圧を見ることはなく、システムコントローラはコンデンサから変圧器に出
力パルスを送ることはない。制御モジュールは、バッテリ電源消耗のために出力
を調整できないと決定すると、装置による治療効果の低下を防止するため治療パ
ルスの生成を停止する。これは、幾つかの方法で達成され得る。制御モジュール
６は低電圧蓄積コンデンサの充電を継続できるが、電圧比較器が制御モジュール
に、低電圧蓄積コンデンサの電圧が所定電圧値に達したという信号を出さないの
で、出力段階にパルスが出力されることはない。制御モジュール６はまた、それ
がすべての機能を維持できなくなるところまでバッテリ８を急速に消耗させるた
めに、出力段階１０に対して低電圧蓄積コンデンサ９を繰り返しかつ急速に放電
させることができる。制御モジュール６はまた、切換インダクタ７に連続的に接
続されるバッテリ８を残して（leaving）、トランジスタＱ１を連続的に閉じて
もよい。一方、制御モジュール６は、補助バッテリ電源に自動的に切り換えて、
補助バッテリからの給電により治療パルスの生成を継続することもできる。さら
に、制御モジュール６は、表示ライトを消すか、または第３の表示ライトを発光
させるかのいずれかによって、治療パルスがもはや伝送されないことを患者に知
らせることができる。
【００２７】 図３は、電気療法装置のパルスコントローラの詳細な回路図である。回路２０
は、バッテリＢ１により給電される。バッテリは、電気療法装置が稼動する最大
時間を決めるバッテリ容量定格に基づいて選択される。好適な実施形態では、２
つのＣＲ２０２５ ３ボルトリチウムコイン電池バッテリが（６ボルト総バッテ
リ供給量で）直列に接続されている。３５ミリアンペアのピークのパルス幅（３
１ヘルツの周波数で３５０マイクロ秒のパルス幅）の治療パルスを模造人間皮膚
の負荷（load）（５００オーム抵抗器）に送るとき、バッテリから引き出される
平均電流は０．９ミリアンペアである。この電流ドローは、一般に３ミリアンペ
アであるこのタイプのバッテリにおける最大直流電流ドローに匹敵する。ＣＲ２
０２５の一般的なバッテリ容量は、０．２ミリアンペアの連続電流ドローで、１
５０ミリアンペア−時間である。１ミリアンペアのドローは、１５０時間より幾
分短いバッテリ寿命を招来する。直列に接続された２つのＣＲ２０２５バッテリ
を用いての電気回路のテストは、平均バッテリ寿命が約１５７時間であることを
証明した。２つのＣＲ２０１６コイン電池バッテリ（７０ミリアンペア−時間）
を用いたテストでは、同じ条件の下で８７時間の平均バッテリ寿命になった。こ
れらの結果は、装置が６ボルトの総バッテリ容量のために２つのコイン電池を使
用しているために、バッテリ容量に基づいて予想されるものよりも長いものであ
る。このことは電流ドローを最小限することを可能にし、バッテリを最適に消耗
させることになる。消費される総出力は、Ｐ＝Ｖ＊ＩまたはおおよそのＰ＝（６
ボルト）＊（０．９ミリアンペア）＝５．４ミリワット（ｍＷ）である。好適な
回路は、単一の３ボルトバッテリで作動可能であるが、治療パルスを送るのに同
じ量の電力が必要になるため、電流消費は約２倍にならなければならない。例え
ば、ＣＲ２０２５のバッテリ寿命は、１５７時間から約７５時間に減ることが予
想される。回路要素の値の変化に伴って、単一または複数の並列配置の他のバッ
テリタイプが選択されることもできる。
【００２８】 バッテリＢ１は、スイッチＳ１を介してパルス発生回路に接続されている。ス
イッチＳ１は患者により操作可能であり、患者が電気治療装置をオン・オフする
ことを可能にする。患者が電気治療装置をオンしたとき、スイッチＳ１は作動中
は閉じた位置にある。作動中、バッテリＢ１は、インダクタＬ１にパルスを放出
する。インダクタＬ１はコンデンサＣ１への電流の送りを制御して、バッテリ効
率を最大化するためにエネルギーロスを減らす。コンデンサＣ１は電荷を蓄電し
、トランスＴ１に蓄積電圧を放出することを命ぜられるまで対応する電圧を蓄積
する。これによりトランスＴ１は、治療出力パルスとして患者に出力される電圧
を増大させる。マイクロコントローラ１５は、回路動作を制御し、図２の制御モ
ジュール６を構成する。マイクロコントローラは、一般に、作動電圧範囲、電流
消費、作動速度（クロックレート）、動作に用いられるビット数（例えば、４ビ
ット、８ビット、１６ビットなど）、プログラムの入出力ラインの数、ソフトウ
ェアプログラム記憶スペース、および一体特別機能（例えばＡ／Ｄコンバータ、
高電流供給源またはシンク能力（sink capability）、シリアルコミュニケーシ
ョンポートなど）によって特徴づけられる。他の要素は、コストおよび入手可能
性を含む。４ビットおよび８ビットのマイクロコントローラ（例えば、サムソン
ＫＳ５１シリーズおよび東芝ＴＬＣＳ４７シリーズの４ビットマイクロコントロ
ーラ、サムソンＫＳ８６Ｃ、東芝ＴＬＣＳ８７０シリーズおよびマイクロチップ
１６Ｃ５Ｘシリーズの８ビットマイクロコントローラなど）は、小型、低コスト
、低電力消費のために好都合である。好適な実施形態は、マイクロチップ１６Ｃ
５４Ａの８ビットマイクロコントローラを使用する。
【００２９】 スイッチＳ１およびマイクロコントローラ１５は、ダイオードＤ３と共に、ト
ランジスタＱ１に接続されている。インダクタＬ１は、図２の切換インダクタ７
を構成する。マイクロコントローラ１５はバッテリＢ１をトランジスタＱ１を介
してインダクタＬ１に接続し、ここでマイクロコントローラ１５はスイッチとし
て作動する。マイクロコントローラ１５は、トランジスタＱ１を繰り返し開閉し
て、バッテリ放出パルスをインダクタＬ１に送る。このことは、電流をインダク
タＬ１およびコンデンサＣ１に流すことになる。インダクタＬ１は、この電流を
制御されたレート（rate）に増大させ、これにより電圧が制御されたレートでコ
ンデンサＣ１で発展され、その結果、エネルギーロスを減少させる。トランジス
タＱ１が開のとき、インダクタＬ１への電流は減少し始める。このことは、イン
ダクタＬ１を超えた電圧を逆転させ、これによりダイオードＤ３がオンしてイン
ダクタＬ１とコンデンサＣ１との間の電気回路が完成する。その後、インダクタ
Ｌ１の残りの電流は、コンデンサＣ１に流れるのを許容され、これによりその電
圧を僅かに増大させる。一旦この残りの電圧がゼロになると、インダクタＬ１の
電圧はもはや逆転せず、ダイオードＤ３はオフになる。このことは、コンデンサ
Ｃ１を電気回路において絶縁し、これにより蓄えられた電圧が保存される。（抵
抗器Ｒ１ないしＲ５は、スイッチＳ２のいずれかが閉の場合に、コンデンサＣ１
のための放出パスを与えてもよい。これらの抵抗器は、コンデンサＣ１からの放
出電流を許容可能な低い値に制限するために、高い値になるように選択される。
）インダクタＬ１の値は、バッテリ寿命を節約するとともに小型で低コストにな
るように選択される。しかしながら、使用によってバッテリ電圧が低下しても調
整された出力の利点をなお得ながらも、インダクタＬ１は、より小さく、より低
コストで、かつより低い値の抵抗器によって置き換え得ることが試験によって証
明された。この方法の欠点は、バッテリ寿命が未調整出力に関して（vis-a-vis
）増すとともに、抵抗器でのエネルギーロスのために切換インダクタの実施形態
に関してバッテリ寿命が妥協される（compromised）ことにある。
【００３０】 インダクタＬ１は、電流蓄積を最大にするために一般に高キャパシタンス値で
あるように選択されたコンデンサＣ１に接続されている。インダクタＬ１を通っ
てコンデンサＣ１に流れる電流は、特定の時間、例えばバッテリ放出時間を超え
て放出される電流の量に比例するコンデンサＣ１で電圧を増大させる。マイクロ
コントローラ１５は、コンデンサＣ１について電荷／電圧の増加を監視して、バ
ッテリ放出パルスを止めるとき、および／または、トランス放出パルス（治療パ
ルス）を開始するときを判別する。低電圧蓄電コンデンサＣ１はスイッチアレイ
Ｓ２および抵抗器Ｒ２−５と共に抵抗器Ｒ１に接続され、抵抗器Ｒ１−５は図２
の電圧分配器切換ネットワーク１１を構成する。スイッチＳ２は、幾つかの利用
可能な“強度”設定うちの１つを選択するために患者によって操作される。図３
に示すように、スイッチアレイＳ２は、抵抗器Ｒ１およびＲ２−５によって形成
される電圧分配器アレイの幾つかの抵抗器のうちの１つを選択する。
【００３１】 電圧分配器切換ネットワークの抵抗器Ｒ１は、電圧比較器１２に接続されてい
る。電圧比較器を使用して、マイクロコントローラはコンデンサＣ１の電圧を監
視し、電圧が所定電圧値に達したという信号を電圧比較器１２が出すまで、電圧
を増大させることを継続する。
【００３２】 次のステップは、低電圧蓄積コンデンサから変圧器へ治療パルスを送ることで
ある。低電圧蓄積コンデンサは、図２の出力段階１０として機能する変圧器Ｔ１
に接続されている。変圧器Ｔ１は、所望の治療出力要求に基づく電圧増加特性を
有するように選択され、負荷が電極Ｅ１，Ｅ２に接続される。コンデンサＣ１で
電圧が所定値に達すると、マイクロコントローラ１５は、コンデンサから変圧器
Ｔ１に放電させるために、トランジスタＱ２またはＱ３のいずれかを閉じる。こ
のことは、変圧器Ｔ１により増大されることになる出力段階に電圧を送ることに
なる。好適な実施形態では、約２０の巻数比（turns ratio）、低抵抗一次巻き
線（約２オーム）、および高インダクタンス二次巻き線（約１ヘンリ）を有する
。巻数比は、一次コイル（primary）での蓄積コンデンサに関する最大電圧と、
二次コイル（secondary）での電極を介して皮膚に伝えられる所望の最大電圧と
に基づいて選択され、例えば、一次コイルでの３ボルトは二次コイルで３＊２０
＝６０ボルトを伝えることができる（変圧器芯飽和のような他の要素も考慮され
るべきである。）低抵抗一次コイルは、電力消費低減のために必要とされる。高
インダクタンス二次コイルは、皮膚インピーダンス値の範囲を超える公称一定電
流の治療出力を実現するために必要とされる。皮膚インピーダンスは、特定の患
者について時間につれて変化し、患者間で大きく異ならせることができる。公称
一定電流の出力は、予言できるレベルの治療電流を患者の皮膚特性にかかわらず
伝えることを可能にし、これによって、より良い治療値を提供できる。
【００３３】 トランジスタＱ１，Ｑ２は、一方向に巻かれた変圧器Ｔ１の一次コイルまたは
他のものを通して電流を移動させるのに必要とされ、これにより、電極Ｅ１，Ｅ
２で正または負の治療パルスを生成できる。好ましくは、マイクロコントローラ
は、電極に正および負のパルスを交互に与えるために、トランジスタＱ２，Ｑ３
を交互に作動させる。（変圧器巻き線の中央へのセンタータップ（center tap）
１６の取り付けとともに、トランジスタＱ２，Ｑ３の交互の作動は、変圧器から
交互の正および負の電圧出力を生成する極性切換回路をつくる。）これは、患者
の皮膚に対するいかなるイオン導入または電気フェレーシス（electropheretic
）の影響を防止する。一方、変圧器Ｔ１は、単一極性のパルスを生成するための
標準変圧器に置き換えられてもよいし、または、必要であれば、それが除去され
て、異なる極性のパルスをもたらす異なる切換手段によって電極に直接に高電圧
を与えるようにインダクタＬ１およびコンデンサＣ１が選択されてもよい。トラ
ンジスタＱ２，Ｑ３およびＱ１の作動は、コンデンサが変圧器に放電していると
きにはインダクタＬ１がバッテリから常に接続解除されるように、制御されても
よい。この方法では、電流はバッテリからではなくコンデンサからのみ変圧器に
供給される。
【００３４】 回路はまた、患者に対して表示することもできる。マイクロコントローラ１５
は、図２のデュアルインジケータを構成する発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ１，Ｄ
２に接続されている。好適な実施形態では、Ｄ１はバッテリ電力を節約するため
に低い使用率（duty cycle）で発光する緑のＬＥＤであり、通常作動を示すのに
使用される。Ｄ２はＤ１より速い速度で発光する赤のＬＥＤであり、“低バッテ
リ”の警告を示すのに使用される。液晶表示、音、振動などを含む代わりの表示
方法が用いられてもよい。
【００３５】 特定の変更が回路に与えられれば、コンデンサＣ１は皮膚に直接放電すること
もできる。具体的には、インダクタＬ１とコンデンサＣ１との間にダイオードを
直列に配置することができ、そのときダイオードは、高電圧、高静電容量の構成
要素、すなわち標準“ブースト”レギュレータ構成であるように選択される。ダ
イオードは、高電圧がより低い電圧供給源からコンデンサに蓄積されるのを可能
にする。そのとき、抵抗器分配値は、高ピーク電圧を電圧検出器に適した値に適
当に分配するように選択される。適当なトランジスタをもつ標準Ｈブリッジトラ
ンジスタ回路への入力として、コンデンサＣ１を用いて二相パルスを生成するこ
とができ、このとき電極はＨブリッジの中央に接続される（Ｈブリッジは極性切
換回路の別の形態である）。この方法は、電力消費が比較的大きく、バッテリ寿
命を短くし、しかも、治療出力が変圧器またはタップインダクタ（tapped induc
tor）を用いて実現される好ましい公称一定電流に代わる公称一定電圧になるの
で、好ましいものではない。しかしながら、Ｈブリッジが他の理由で望ましい場
合には、バッテリへの直接接続に比べてバッテリ寿命が延長され得る。
【００３６】 バッテリ放電回路は、電気治療装置での使用に関連して説明されている。しか
しながら、容量性の蓄積ユニットを充電するパルスによって低い平均電流でバッ
テリを放電させる方法は、高電流間欠負荷をバッテリによって与える種々の他の
環境においても用いられる。１つの例として、電気モータを有するバッテリ駆動
の自動車やカートは、しばしば止まってアイドリングし、そして車を加速するた
めにバッテリに再度負荷をかけ、バッテリから高電流を引き出すことになる。こ
の高電流ドローは、アイドリングの間に切換インダクタを介して蓄積コンデンサ
を充電して、モータの加速または負荷時にモータ電気供給線へコンデンサを放電
させることにより、低減され得る。別の例として、クーラントモータやエンジン
始動モータのような大きな負荷を始動するために大きなバッテリが使用される。
これらのモータは、一般に、オンされたときに、非常に大きな始動電流を引き出
す。始動時にバッテリとモータとの間に上述した回路を介在させることによって
、始動サージが容量性蓄積装置から供給されてもよい。容量性蓄積装置を充電す
るために、モータ用の始動回路が容量性蓄積装置をまず充電し、それからモータ
の端子を容量性蓄積装置および／またはバッテリに接続することによりモータを
始動する。この方法では、始動電流がバッテリからモータに直接引き出される場
合よりも低い放電速度で、バッテリから大きな始動電流が引き出される。さらに
別の例では、バッテリ駆動の携帯用細動除去器は、患者の胸部に放電するコンデ
ンサを充電するためにバッテリを用いる。コンデンサ充電の速度は、バッテリと
コンデンサとの間にその回路を配置することによって制御可能である。細動除去
器を作動させるとき、制御モジュール６は比較的低い電流のバッテリ放電パルス
でもってコンデンサをゆっくりと充電する。十分に充電されると、コンデンサは
標準的な方法で患者の胸部に放電する。この方法では、単一のバッテリから与え
られ得る細動除去ショックの数が増加する。またさらに別の例では、簡単なＲＣ
タイミング回路を用いたバッテリ駆動の道路脇安全標識は、バッテリについての
平均電流ドローを下げるためにその回路を組み込むことで改良可能であり、これ
によりバッテリをより長くもたせることができる。バッテリから電流を間欠的に
引き出す他の多くのバッテリ駆動装置が瞬間的な電流ドローを下げるためにその
回路によって給電されてもよく、これによりバッテリ寿命を長くできる。
【００３７】 前記装置および方法はそれらが発展される環境に関して説明されたが、それら
は本発明の原理の単なる例示にすぎない。本発明の精神および添付の請求の範囲
から外れることなく他の実施形態や構成が案出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１ａは制御されたバッテリドローを用いない場合の電気治療装
置のパルス発生器のパルス図であり、図１ｂは制御されたバッテリドローを用い
た場合の電気治療装置のパルス発生器のパルス図である。
【図２】 制御されたバッテリドローを用いたパルス発生器のブロック図で
ある。
【図３】 制御されたバッテリドローを用いたパルス発生器の回路図である
。
【符号の説明】
６…制御モジュール、７…切換インダクタ、８…バッテリ電源、９…低電圧蓄積
コンデンサ、１０…出力段階、１１…電圧分配器切換ネットワーク、１２…電圧
比較器、１３…電極。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月７日（２００１．３．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・グレイ アメリカ合衆国92008カリフォルニア州カ ールスバッド、アストン・アベニュー1915 番、スウィート102、ウッドサイド・バイ オメディカル・インコーポレイテッド Ｆターム(参考） 4C053 JJ22 JJ24 JJ40

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スイッチを介して電極に接続されているコンデンサに接続さ
    れた出力部を有するインダクタと、 バッテリが前記インダクタにバッテリ放電パルスを出力するように前記バッテ
    リに対して前記インダクタを間欠的に接続および接続解除することによって前記
    インダクタを操作するコントローラとを備え、 切換インダクタは前記コンデンサに電流を充電するために電流パルスを前記コ
    ンデンサに伝え、 前記コントローラは、負荷に前記コンデンサを間欠的に接続して、前記コンデ
    ンサに前記電極へ電流パルスを放電させる、 ことを特徴とするバッテリ駆動の電気治療装置における出力を調整する装置。
  2. 【請求項２】 バッテリ電源が切換インダクタに充電パルスを出力するよう
    に前記切換インダクタを前記バッテリ電源に接続することによって前記切換イン
    ダクタを作動させる制御手段を備え、 前記制御手段は、前記切換インダクタから蓄積コンデンサに電荷を伝送させる
    ことで前記切換インダクタを非作動状態にし、前記切換インダクタの非作動は前
    記蓄積コンデンサの電圧を増加させ、 前記コントローラは、前記蓄積コンデンサから出力段階にコンデンサ放電パル
    スを伝送するときに前記蓄積コンデンサの電圧が所定電圧に達するまで、電圧比
    較器に接続された電圧分配器を用いて前記蓄積コンデンサで増加する電圧を監視
    し、 前記制御手段は、バッテリ放電パルスが前記コンデンサ放電パルスより低いア
    ンペア数で生成されるようにバッテリ電源充電パルスの幅および周波数を制御し
    、 前記出力段階は患者の体に電気治療パルスを伝えるようになった電極を有する
    ことを特徴とするバッテリ駆動の電気治療装置における出力を調整する装置。
  3. 【請求項３】 バッテリ電源が切換インダクタに充電パルスを出力するよう
    に前記切換インダクタを前記バッテリ電源に接続することにより前記切換インダ
    クタを作動させる制御手段を備え、 前記制御手段は、前記切換インダクタから蓄積コンデンサに電荷を伝送させる
    ことで前記切換インダクタを非作動状態にし、前記切換インダクタの非作動は前
    記蓄積コンデンサの電圧を増加させ、 前記コントローラは、前記蓄積コンデンサから出力段階に前記電圧を伝送する
    ときに前記蓄積コンデンサの電圧が所定電圧に達するまで、電圧比較器に接続さ
    れた電圧分配器を用いて前記蓄積コンデンサで増加する電圧を監視し、 前記制御手段は、バッテリ放電パルスが前記コンデンサ放電パルスより低いア
    ンペア数で生成されるようにバッテリ電源充電パルスの幅および周波数を制御し
    、 前記制御手段は、前記バッテリ電源が消耗するにつれて前記バッテリ電源から
    前記蓄積コンデンサに、より多くの充電パルスが送られるよう命令されるように
    、所定電圧を達成するのに必要な前記バッテリ電源からの充電パルスの数をカウ
    ントし、 前記制御手段は、前記充電パルスのカウントが全体値の所定パーセントに等し
    い所定充電パルスカウント値に達したことを決定し、前記制御手段は、インジケ
    ータを標準から低バッテリの警告に変更するとともに治療パルスを伝送すること
    を継続し、ここで前記所定値は使用されるバッテリのタイプについて平均して前
    記コントロールが刺激出力を維持できる全体時間の割合として計算され、 前記制御手段は、バッテリ電源の消耗で出力を調整できないと決定すると、治
    療出力パルスの伝送を止める、 ことを特徴とするバッテリ駆動の電気治療装置における出力を調整する装置。
  4. 【請求項４】 バッテリ電源が切換インダクタに充電パルスを出力し、これ
    により蓄積コンデンサの電圧を増加させるように、前記切換インダクタを前記バ
    ッテリ電源に接続することにより前記切換インダクタを作動させる制御手段を備
    え、 前記制御手段は、前記切換インダクタから前記蓄積コンデンサに残りの電荷を
    伝送させることで前記切換インダクタを非作動状態にし、前記切換インダクタの
    非作動は前記低電圧蓄積コンデンサに追加の電圧を増加させ、 前記制御手段は、電圧比較器に接続された電圧分配器を用いて前記蓄積コンデ
    ンサに増加する電圧を監視するとともに、前記蓄積コンデンサの電圧が所定電圧
    に達したとき前記コンデンサに出力段階へ放電させ、 前記制御手段は、前記バッテリ電源からの結果としての平均電流ドローがバッ
    テリ性能およびバッテリ寿命を低下させないために十分に低くなるように十分に
    低く、かつ治療パルスが要求される周波数で生成されるのに十分な時間があるよ
    うに十分に高く、前記バッテリ電源充電パルスの幅および周波数を決定し、 前記制御手段は、前記バッテリ電源が消耗するにつれて前記バッテリ電源から
    前記蓄積コンデンサに、より多くの充電パルスが送られるよう命令されるように
    、所定電圧を達成するのに必要な前記バッテリ電源からの充電パルスの数をカウ
    ントし、 前記制御手段は、前記充電パルスのカウントが全体値の所定パーセントに等し
    い所定充電パルスカウント値に達したことを決定し、前記制御手段は、インジケ
    ータを標準から低バッテリの警告に変更するとともに治療パルスを伝送すること
    を継続し、ここで前記所定値は使用されるバッテリのタイプについて平均して前
    記コントロールが刺激出力を維持できる全体時間の割合として計算され、 前記制御手段は、バッテリ電源の消耗で出力を調整できないと決定すると、治
    療出力パルスの伝送を止める、 ことを特徴とするバッテリ駆動の電気治療装置における出力を調整する装置。
  5. 【請求項５】 患者の体内の神経にパルス状電気刺激を与える装置であって
    、前記装置はバッテリで作動するとともに、 刺激される神経の近傍で体に電気的に接触する電極と、 コンデンサと、前記電極に前記コンデンサを操作可能に、および間欠的に接続
    するための第１のスイッチ手段と、 バッテリと、前記コンデンサに前記バッテリを操作可能に接続する第２のスイ
    ッチ手段と、 前記コンデンサに前記バッテリを周期的に接続するために前記第２のスイッチ
    を作動させ、これにより前記バッテリから前記コンデンサに電荷を移すとともに
    、体内の神経に電気刺激パルスを適用するために所望の電荷が前記コンデンサに
    蓄積された後、前記電極に前記コンデンサを周期的に接続する制御手段と、 を備えたことを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 前記負荷は、電気治療パルスを患者の体に伝えるようにした
    電極を備えることを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記負荷は、前記コンデンサと前記電極との間に介在させた
    変圧器をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記変圧器は、前記コンデンサ放電パルスの電圧を高めるよ
    うになっており、その結果、前記電極に放電される前記電流パルスの電圧は前記
    コンデンサ放電パルスの電圧よりも高いことを特徴とする請求項７に記載の装置
    。
  9. 【請求項９】 前記電圧分配器は、前記装置のユーザによって操作可能な前
    記スイッチを設定する少なくとも１つの電圧分配を選択するスイッチに操作可能
    に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記電圧比較器は、前記蓄積コンデンサの電圧が所定電圧
    値に達したとき、前記制御手段に信号を伝送することを特徴とする請求項４に記
    載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記出力段階は、前記電圧を高めて前記電極に伝送し、こ
    れによりユーザに対して治療電気パルスを生成することを特徴とする請求項４に
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】 出力電極と、 第１のスイッチ手段を介して前記出力電極に操作可能に、かつ間欠的に接続さ
    れる蓄積装置と、 バッテリと、前記バッテリを前記蓄積装置に操作可能に接続する第２のスイッ
    チ手段と、 前記バッテリを前記蓄積装置に間欠的に接続するように前記第２のスイッチを
    作動させ、これにより前記バッテリからの電荷を前記蓄積手段へ移すとともに、
    所望の電荷が前記蓄積装置に蓄積された後に前記蓄積装置を前記出力電極に周期
    的に接続する制御手段と、 を備えたバッテリからパルス状出力を提供する装置。
  13. 【請求項１３】 出力電極と、 第１のスイッチ手段を介して前記出力電極に操作可能に、かつ間欠的に接続さ
    れるコンデンサと、 バッテリと、前記バッテリを前記コンデンサに操作可能に接続する第２のスイ
    ッチ手段と、 前記バッテリを前記コンデンサに間欠的に接続するように前記第２のスイッチ
    を作動させ、これにより前記バッテリからの電荷を前記コンデンサへ移すととも
    に、所望の電荷が前記コンデンサに蓄積された後に前記コンデンサを前記出力電
    極に周期的に接続する制御手段と、 を備えたバッテリからパルス状出力を提供する装置。
  14. 【請求項１４】 スイッチを介して負荷に接続されるコンデンサに接続され
    る出力部を有するインダクタと、 バッテリが前記インダクタにバッテリ放電パルスを出力するように前記バッテ
    リに対して前記インダクタを間欠的に接続および接続解除することによって前記
    インダクタを操作するコントローラとを備え、 切換インダクタは前記コンデンサに電流を充電するために電流パルスを前記コ
    ンデンサに伝え、 前記コントローラは、前記負荷に前記コンデンサを間欠的に接続して、前記コ
    ンデンサに前記負荷へ電流パルスを放電させる、 ことを特徴とするバッテリ駆動装置の負荷に供給するバッテリ出力を調整する装
    置。
  15. 【請求項１５】 切換インダクタを準備し、前記切換インダクタはバッテリ
    に接続されるようにした入力部をもつインダクタ入力スイッチを有し、前記切換
    インダクタは出力部を有し、 前記インダクタの出力部とともに回路内に配置され、前記インダクタから放電
    された電流を集積するようにしたコンデンサを準備し、 前記コンデンサとともに回路内にコンデンサ出力スイッチを準備し、前記コン
    デンサ出力スイッチは前記負荷に接続されるようになっており、 前記インダクタ入力スイッチおよび前記コンデンサ出力スイッチの作動を制御
    する制御モジュールを準備して、前記制御モジュールをプログラミングし、 前記蓄積コンデンサの電圧を監視し、 複数のバッテリ放電パルスを引き出すように前記インダクタ入力スイッチを作
    動させて、前記放電パルスが前記コンデンサの電圧を増加させるのを可能にし、
    かつ前記コンデンサの所定最大電圧を達成するのに必要なバッテリ放電パルスの
    数をカウントし、 前記カウントされたバッテリ放電パルス数を用いて、ゼロと所定最大電圧との
    間にある前記蓄積コンデンサの所定の所望出力電圧を達成するのに必要な予想パ
    ルス数を決定し、 その後、前記インダクタ入力スイッチを作動させて前記バッテリから予想数の
    バッテリ放電パルスを引き出して前記バッテリ放電パルスにより前記コンデンサ
    の電圧を増加させ、そして前記コンデンサ出力スイッチを作動させて前記負荷に
    前記コンデンサを接続する、 ことを特徴とする負荷へのバッテリ放電を制御する方法。
  16. 【請求項１６】 切換インダクタを準備し、前記切換インダクタはバッテリ
    に接続されるようにした入力部をもつインダクタ入力スイッチを有し、前記切換
    インダクタは出力部を有し、 前記インダクタの出力部とともに回路内に配置され、前記インダクタから放電
    された電流を集積するようにしたコンデンサを準備し、 前記コンデンサとともに回路内にコンデンサ出力スイッチを準備し、前記コン
    デンサ出力スイッチは前記負荷に接続されるようになっており、 前記インダクタ入力スイッチおよび前記コンデンサ出力スイッチの作動を制御
    する制御モジュールを準備して、前記制御モジュールをプログラミングし、 前記蓄積コンデンサの電圧を監視し、 複数のバッテリ放電パルスを引き出すように前記インダクタ入力スイッチを作
    動させて、前記放電パルスが前記コンデンサの電圧を所定電圧まで増加させるの
    を可能にし、 前記コンデンサ出力スイッチを作動させて前記コンデンサを前記負荷に接続す
    る、 ことを特徴とする負荷へのバッテリ放電を制御する方法。
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