JP2825748B2 - 心臓の除細動キャパシタを充電する一定充電時間回路 - Google Patents
心臓の除細動キャパシタを充電する一定充電時間回路Info
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- A—HUMAN NECESSITIES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、植え込み式の心臓装置
に係り、より詳細には、除細動キャパシタを充電するシ
ステムに係る。
に係り、より詳細には、除細動キャパシタを充電するシ
ステムに係る。
【０００２】
【従来の技術】除細動装置のような植え込み式の装置に
おいては、キャパシタを所望のレベルに充電し、次い
で、これを放電して除細動パルスを発生することが必要
である。植え込み式の装置にはキャパシタを充電するエ
ネルギーを供給するためにバッテリが設けられている。
バッテリがなくなるにつれて、キャパシタを充電するの
に長い時間がかかることが分かっている。医学の業界で
は、いったん細動が始まると、それを除細動するに長い
時間がかかるほど、回復及び生存の見込みが低くなるこ
とが良く知られている。バッテリの電圧と、除細動に用
いる実質的に大きなキャパシタの充電時間との間の問題
が続いている。
おいては、キャパシタを所望のレベルに充電し、次い
で、これを放電して除細動パルスを発生することが必要
である。植え込み式の装置にはキャパシタを充電するエ
ネルギーを供給するためにバッテリが設けられている。
バッテリがなくなるにつれて、キャパシタを充電するの
に長い時間がかかることが分かっている。医学の業界で
は、いったん細動が始まると、それを除細動するに長い
時間がかかるほど、回復及び生存の見込みが低くなるこ
とが良く知られている。バッテリの電圧と、除細動に用
いる実質的に大きなキャパシタの充電時間との間の問題
が続いている。
【０００３】キャパシタを充電するシステムは公知であ
る。例えば、ミハルカ氏の米国特許第４，５８６，１１
８号は、キャパシタが充電されるときに容量性負荷の変
化に係わりなく一定のピーク充電電流を維持するように
容量性負荷の変化を補償する手段を備えたキャパシタ充
電回路を開示している。しかしながら、ミハルカ氏のシ
ステムは、電源の変動を補償するものではない。
る。例えば、ミハルカ氏の米国特許第４，５８６，１１
８号は、キャパシタが充電されるときに容量性負荷の変
化に係わりなく一定のピーク充電電流を維持するように
容量性負荷の変化を補償する手段を備えたキャパシタ充
電回路を開示している。しかしながら、ミハルカ氏のシ
ステムは、電源の変動を補償するものではない。
【０００４】植え込み式の心臓処置装置の分野では、バ
ッテリの消耗を補償するための試みがなされている。プ
レス氏等の米国特許第４，５９９，５２３号、サウルソ
ン氏等の第４，５０９，９４１号、アンダーソン氏の第
３，５４７，１２７号及び第４，４３７，４６６号、サ
ラー氏等の第３，７５９，２６５号及び第３，７４６，
００５号、ラバス氏の第４，０５６，１０５号そしてレ
ニリー氏の第４，３４５，６０４号及び第４，１２０，
３０６号は、植え込み式心臓ペーサ装置におけるこのよ
うなシステムを開示している。プレス氏等の特許は、キ
ャパシタを充電する間に電圧感知負荷に最小電圧を供給
し、キャパシタ間の電圧がプリセット値より下がったと
きにバッテリ電源をキャパシタに接続するようにする優
先スイッチング回路を開示している。スイッチング周波
数はバッテリの内部インピーダンスと共に変化する。
ッテリの消耗を補償するための試みがなされている。プ
レス氏等の米国特許第４，５９９，５２３号、サウルソ
ン氏等の第４，５０９，９４１号、アンダーソン氏の第
３，５４７，１２７号及び第４，４３７，４６６号、サ
ラー氏等の第３，７５９，２６５号及び第３，７４６，
００５号、ラバス氏の第４，０５６，１０５号そしてレ
ニリー氏の第４，３４５，６０４号及び第４，１２０，
３０６号は、植え込み式心臓ペーサ装置におけるこのよ
うなシステムを開示している。プレス氏等の特許は、キ
ャパシタを充電する間に電圧感知負荷に最小電圧を供給
し、キャパシタ間の電圧がプリセット値より下がったと
きにバッテリ電源をキャパシタに接続するようにする優
先スイッチング回路を開示している。スイッチング周波
数はバッテリの内部インピーダンスと共に変化する。
【０００５】サウルソン氏等及び（ '４６６）アンダー
ソン氏の特許は、メインバッテリを使い切ったときに一
定のパルス発生技術を維持するために補助又は非常バッ
テリを有する心臓ペーサシステムを開示している。（ '
１２７）アンダーソン氏の特許は、広い供給電圧範囲に
わたって供給電圧に係わりなく電流を供給するための調
整電源を有する心臓ペースメーカを開示している。
ソン氏の特許は、メインバッテリを使い切ったときに一
定のパルス発生技術を維持するために補助又は非常バッ
テリを有する心臓ペーサシステムを開示している。（ '
１２７）アンダーソン氏の特許は、広い供給電圧範囲に
わたって供給電圧に係わりなく電流を供給するための調
整電源を有する心臓ペースメーカを開示している。
【０００６】テーラ氏等及びラビス氏の特許は、ペース
メーカシステムのエネルギーソースの変化に係わりなく
一定パルス巾を維持するための電子回路を開示してい
る。
メーカシステムのエネルギーソースの変化に係わりなく
一定パルス巾を維持するための電子回路を開示してい
る。
【０００７】レニリー氏等の特許は、使用できるソース
エネルギーを最大限に活用するための電源インターフェ
イス及びスイッチング回路を有する心臓ペーサを開示し
ている。より詳細には、回路全体又は回路の一部を駆動
するソース電圧の関数としてソース電圧の値を所望値へ
上昇するためにＤＣ変換回路が設けられている。
エネルギーを最大限に活用するための電源インターフェ
イス及びスイッチング回路を有する心臓ペーサを開示し
ている。より詳細には、回路全体又は回路の一部を駆動
するソース電圧の関数としてソース電圧の値を所望値へ
上昇するためにＤＣ変換回路が設けられている。
【０００８】ペースどりとは対照的に、植え込み式の心
臓除細動の分野では、キャパシタを比較的高いエネルギ
ーレベルに充電することが必要であり、他の回路への供
給電圧が負荷によって下がるのを防止するために１つの
システムが開発されている。より詳細には、ウイールダ
氏等の米国特許第４，５４８，２０９号は、供給電圧検
出器を含む充電回路を有していて、変圧器の一次側で引
き出される電流の量を調整するようにタイミング回路の
時間周期を変更し、変圧器の二次側が除細動キャパシタ
に接続されている植え込み式の除細動装置を開示してい
る。
臓除細動の分野では、キャパシタを比較的高いエネルギ
ーレベルに充電することが必要であり、他の回路への供
給電圧が負荷によって下がるのを防止するために１つの
システムが開発されている。より詳細には、ウイールダ
氏等の米国特許第４，５４８，２０９号は、供給電圧検
出器を含む充電回路を有していて、変圧器の一次側で引
き出される電流の量を調整するようにタイミング回路の
時間周期を変更し、変圧器の二次側が除細動キャパシタ
に接続されている植え込み式の除細動装置を開示してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、限定さ
れたバッテリ電源の実質的に全寿命にわたって除細動キ
ャパシタのための一定の充電時間を与えるように動作す
るシステムはこれまでに知られていない。
れたバッテリ電源の実質的に全寿命にわたって除細動キ
ャパシタのための一定の充電時間を与えるように動作す
るシステムはこれまでに知られていない。
【００１０】本発明の主たる目的は、除細動キャパシタ
の充電時間のファクタとしてバッテリ電圧を除去するこ
とである。
の充電時間のファクタとしてバッテリ電圧を除去するこ
とである。
【００１１】本発明の更に別の目的は、バッテリの実質
的に全寿命にわたり実質的に一定の時間周期で除細動キ
ャパシタを充電することである。
的に全寿命にわたり実質的に一定の時間周期で除細動キ
ャパシタを充電することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御デューテ
ィサイクル充電技術を使用することによりバッテリ電圧
に係わりなく一定の時間周期で除細動キャパシタを充電
する回路を提供する。除細動キャパシタは、トランジス
タ及びフライバック変圧器回路により断片的に充電され
る。トランジスタのゲートは、一定周波数パルス列によ
って駆動され、このパルス列の全サイクルの半分の間に
キャパシタに電圧が送られる。キャパシタに送られた電
流と電圧の積（電圧ｘ電流）は一定である。それ故、電
圧が減少すると共に電流が増加し、電力が一定であるか
ら充電時間は一定となる。
ィサイクル充電技術を使用することによりバッテリ電圧
に係わりなく一定の時間周期で除細動キャパシタを充電
する回路を提供する。除細動キャパシタは、トランジス
タ及びフライバック変圧器回路により断片的に充電され
る。トランジスタのゲートは、一定周波数パルス列によ
って駆動され、このパルス列の全サイクルの半分の間に
キャパシタに電圧が送られる。キャパシタに送られた電
流と電圧の積（電圧ｘ電流）は一定である。それ故、電
圧が減少すると共に電流が増加し、電力が一定であるか
ら充電時間は一定となる。
【００１３】一定の充電時間を与えることにより、多数
の効果が得られる。バッテリからは平均電流より小さい
電流しか引き出されないので、バッテリ寿命が延長され
る。更に、小さな平均及びピーク電流が使用されるの
で、それに関連した回路部品のサイズが小さくなり、植
え込み式パッケージの全サイズが減少される。更に、小
さな電流により、発熱が減少され、ひいては、信頼性が
改善される。更に、充電時間が一定であるから、キャパ
シタの充電について診断追跡手順を実行する必要がな
い。最後に、適当な充電時間を選択しそしてバッテリが
完全充電であるとき及び更に消耗したレベルにあるとき
にその充電時間を一定に保持することによりバッテリの
寿命中にわたり生存の確率を増加することができる。更
に別の効果は固定の充電周波数を使用することである。
この固定の充電周波数は、検出器が充電信号を検出する
ように働く状態で容易に分離される。
の効果が得られる。バッテリからは平均電流より小さい
電流しか引き出されないので、バッテリ寿命が延長され
る。更に、小さな平均及びピーク電流が使用されるの
で、それに関連した回路部品のサイズが小さくなり、植
え込み式パッケージの全サイズが減少される。更に、小
さな電流により、発熱が減少され、ひいては、信頼性が
改善される。更に、充電時間が一定であるから、キャパ
シタの充電について診断追跡手順を実行する必要がな
い。最後に、適当な充電時間を選択しそしてバッテリが
完全充電であるとき及び更に消耗したレベルにあるとき
にその充電時間を一定に保持することによりバッテリの
寿命中にわたり生存の確率を増加することができる。更
に別の効果は固定の充電周波数を使用することである。
この固定の充電周波数は、検出器が充電信号を検出する
ように働く状態で容易に分離される。
【００１４】
【実施例】先ず、図１を参照すれば、本発明の一定充電
時間システムが１０で一般的に示されている。システム
１０の主たる目的は、バッテリ１２によって除細動キャ
パシタＣ１及びＣ２を充電することである。２つのキャ
パシタが示されているが、本発明を用いて、１つ又は３
つ以上のキャパシタを充電することができる。より詳細
には、バッテリ１２の全寿命にわたり実質的に一定の割
合でキャパシタＣ１及びＣ２を充電することが所望され
る。
時間システムが１０で一般的に示されている。システム
１０の主たる目的は、バッテリ１２によって除細動キャ
パシタＣ１及びＣ２を充電することである。２つのキャ
パシタが示されているが、本発明を用いて、１つ又は３
つ以上のキャパシタを充電することができる。より詳細
には、バッテリ１２の全寿命にわたり実質的に一定の割
合でキャパシタＣ１及びＣ２を充電することが所望され
る。
【００１５】この点については、バッテリ１２とキャパ
シタＣ１及びＣ２との間にインバータ回路１４及び変圧
器１６が設けられている。インバータ１４は、低電力ハ
イブリッド回路２０の一部分として形成されたインバー
タ駆動回路１８によって駆動される。以下に詳細に述べ
るように、インバータ１４は、本質的に、バッテリ１２
から変圧器１６の一次側へ電力を供給するように繰り返
しトリガーされるトランジスタスイッチより成る。変圧
器１６の二次側は、一次側によって充電され、これが次
いでキャパシタＣ１及びＣ２を充電する。
シタＣ１及びＣ２との間にインバータ回路１４及び変圧
器１６が設けられている。インバータ１４は、低電力ハ
イブリッド回路２０の一部分として形成されたインバー
タ駆動回路１８によって駆動される。以下に詳細に述べ
るように、インバータ１４は、本質的に、バッテリ１２
から変圧器１６の一次側へ電力を供給するように繰り返
しトリガーされるトランジスタスイッチより成る。変圧
器１６の二次側は、一次側によって充電され、これが次
いでキャパシタＣ１及びＣ２を充電する。
【００１６】インバータ１４の駆動周波数はインバータ
駆動回路１８によって制御される。次いで、インバータ
駆動回路１８は、Ｉ／Ｏ制御回路２２によりマイクロプ
ロセッサ２４を介して直接制御される。Ｉ／Ｏ制御回路
２２は、とりわけ、除細動キャパシタＣ１及びＣ２の電
圧レベルを監視し、マイクロプロセッサでプログラムさ
れた電荷がＣ１及びＣ２に得られたときに駆動回路から
インバータ１４へのインバータ駆動信号の供給を終わら
せる。
駆動回路１８によって制御される。次いで、インバータ
駆動回路１８は、Ｉ／Ｏ制御回路２２によりマイクロプ
ロセッサ２４を介して直接制御される。Ｉ／Ｏ制御回路
２２は、とりわけ、除細動キャパシタＣ１及びＣ２の電
圧レベルを監視し、マイクロプロセッサでプログラムさ
れた電荷がＣ１及びＣ２に得られたときに駆動回路から
インバータ１４へのインバータ駆動信号の供給を終わら
せる。
【００１７】除細動キャパシタＣ１及びＣ２に充電され
た電圧を、２８で示す除細動電極へゲート動作するため
に、高電力ハイブリッド回路２６が設けられている。マ
イクロプロセッサ２４は、心臓の活動に関連したパラメ
ータに応答して、高電力ハイブリッドがキャパシタ電圧
を除細動電極２８へ通すのを制御する。
た電圧を、２８で示す除細動電極へゲート動作するため
に、高電力ハイブリッド回路２６が設けられている。マ
イクロプロセッサ２４は、心臓の活動に関連したパラメ
ータに応答して、高電力ハイブリッドがキャパシタ電圧
を除細動電極２８へ通すのを制御する。
【００１８】図２には、インバータ１４、高電力ハイブ
リッド２６及びＩ／Ｏ制御ユニット２２が除細動キャパ
シタＣ１及びＣ２に関連して詳細に示されている。ブロ
ック形態で示されたインバータ駆動回路１８は、Ｉ／Ｏ
制御ユニット２２とインバータユニット１４との間に接
続される。一般に、インバータ１４は、例えば、モトロ
ーラ社によって販売されているモデル番号ＭＴＰ１０Ｎ
ＩＯＭであるＦＥＴトランジスタＱ１を含む。インバー
タ駆動回路１８は、トランジスタＱ１のドレインＤを経
て変圧器１６の一次側１６ａへ電流を選択的に供給する
ようにトランジスタＱ１の状態を制御する。より詳細に
は、インバータ駆動回路１８は、プリセット周波数Ｆの
インバータ駆動信号の形態のパルスをトランジスタＱ１
のゲートＧに供給し、トランジスタＱ１をオンにする。
オン状態において、トランジスタＱ１は、一次側１６ａ
に電流を供給するが、オフ状態においては、一次側１６
ａに電流が供給されない。インバータ駆動回路１８によ
り供給されるパルスは、ミラー抵抗Ｒ１の電流がプリセ
ット値に到達したときに終了される。
リッド２６及びＩ／Ｏ制御ユニット２２が除細動キャパ
シタＣ１及びＣ２に関連して詳細に示されている。ブロ
ック形態で示されたインバータ駆動回路１８は、Ｉ／Ｏ
制御ユニット２２とインバータユニット１４との間に接
続される。一般に、インバータ１４は、例えば、モトロ
ーラ社によって販売されているモデル番号ＭＴＰ１０Ｎ
ＩＯＭであるＦＥＴトランジスタＱ１を含む。インバー
タ駆動回路１８は、トランジスタＱ１のドレインＤを経
て変圧器１６の一次側１６ａへ電流を選択的に供給する
ようにトランジスタＱ１の状態を制御する。より詳細に
は、インバータ駆動回路１８は、プリセット周波数Ｆの
インバータ駆動信号の形態のパルスをトランジスタＱ１
のゲートＧに供給し、トランジスタＱ１をオンにする。
オン状態において、トランジスタＱ１は、一次側１６ａ
に電流を供給するが、オフ状態においては、一次側１６
ａに電流が供給されない。インバータ駆動回路１８によ
り供給されるパルスは、ミラー抵抗Ｒ１の電流がプリセ
ット値に到達したときに終了される。
【００１９】トランジスタＱ１のソースに接続されたミ
ラー抵抗Ｒ１の電流はＩ／Ｏ制御ユニット２２に送ら
れ、プリセット値と常時比較される。この点において、
Ｉ／Ｏ制御ユニット２２は、比較増幅器３２と、電流ソ
ース３４と、−６ボルトソースに接続された抵抗Ｒｄと
を備えている。ミラー抵抗Ｒ１からの感知された電流は
増幅器３２の一方の端子に接続され、増幅器の他方の端
子は、電流ソース３４と分割抵抗Ｒｄとの間のノードか
らの電圧（ＶＵＰＲＥＦ）を感知する。
ラー抵抗Ｒ１の電流はＩ／Ｏ制御ユニット２２に送ら
れ、プリセット値と常時比較される。この点において、
Ｉ／Ｏ制御ユニット２２は、比較増幅器３２と、電流ソ
ース３４と、−６ボルトソースに接続された抵抗Ｒｄと
を備えている。ミラー抵抗Ｒ１からの感知された電流は
増幅器３２の一方の端子に接続され、増幅器の他方の端
子は、電流ソース３４と分割抵抗Ｒｄとの間のノードか
らの電圧（ＶＵＰＲＥＦ）を感知する。
【００２０】又、インバータ１４は整流ダイオードＤ１
及びＤ２も備えており、変圧器１６の二次側１６ｂに確
立された電流がキャパシタＣ１及びＣ２を充電して、キ
ャパシタＣ２の一方の端子に接続されたアース端子に対
しノードＶＣにおいて正である電圧を発生するように確
保する。
及びＤ２も備えており、変圧器１６の二次側１６ｂに確
立された電流がキャパシタＣ１及びＣ２を充電して、キ
ャパシタＣ２の一方の端子に接続されたアース端子に対
しノードＶＣにおいて正である電圧を発生するように確
保する。
【００２１】高電力ハイブリッド回路２６は、図２に示
していない他のサブ回路の中でも、２つの抵抗Ｒ２及び
Ｒ３と、スイッチ４２とを備えている。抵抗Ｒ２は実質
的に大きな値、例えば１０メガオームであり、一方、抵
抗Ｒ３は実質的に小さな値であり、Ｒ２とＲ３との間に
正確な比を得るように調整することができる。抵抗Ｒ３
は、その一方の端子が−３ボルトソースに接続されてい
る。抵抗Ｒ２とＲ３との間の電圧が取り出され、ライン
３６を経てＩ／Ｏ制御回路２２に供給される。ライン３
６の電圧は、キャパシタＣ１及びＣ２にまたがる電圧で
あり、ＣＶと称する。Ｉ／Ｏ制御ユニット２２は、比較
増幅器３８と、電流ソース４０と、抵抗Ｒｄとを備えて
いる。信号ＣＶを搬送するラインは、比較器３８の一方
の入力に接続され、比較器３８の他方の入力端子は、電
流ソース４０及び抵抗Ｒｄに接続される。
していない他のサブ回路の中でも、２つの抵抗Ｒ２及び
Ｒ３と、スイッチ４２とを備えている。抵抗Ｒ２は実質
的に大きな値、例えば１０メガオームであり、一方、抵
抗Ｒ３は実質的に小さな値であり、Ｒ２とＲ３との間に
正確な比を得るように調整することができる。抵抗Ｒ３
は、その一方の端子が−３ボルトソースに接続されてい
る。抵抗Ｒ２とＲ３との間の電圧が取り出され、ライン
３６を経てＩ／Ｏ制御回路２２に供給される。ライン３
６の電圧は、キャパシタＣ１及びＣ２にまたがる電圧で
あり、ＣＶと称する。Ｉ／Ｏ制御ユニット２２は、比較
増幅器３８と、電流ソース４０と、抵抗Ｒｄとを備えて
いる。信号ＣＶを搬送するラインは、比較器３８の一方
の入力に接続され、比較器３８の他方の入力端子は、電
流ソース４０及び抵抗Ｒｄに接続される。
【００２２】比較器３２及び３８の出力信号は、以下で
詳細に述べるように更に処理するためにマイクロプロセ
ッサ２４へ送られる。しかしながら、一般に、マイクロ
プロセッサ２４は、信号ＣＶを監視することにより除細
動キャパシタの電圧がマイクロプロセッサによりプログ
ラムされた値に到達したときにインバータ駆動回路１８
がＩ／Ｏ制御回路２２を介してインバータ１４への駆動
パルスの供給を停止するようにさせる。これは、図２に
示す駆動制御ＤＲＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ信号によって
行われる。
詳細に述べるように更に処理するためにマイクロプロセ
ッサ２４へ送られる。しかしながら、一般に、マイクロ
プロセッサ２４は、信号ＣＶを監視することにより除細
動キャパシタの電圧がマイクロプロセッサによりプログ
ラムされた値に到達したときにインバータ駆動回路１８
がＩ／Ｏ制御回路２２を介してインバータ１４への駆動
パルスの供給を停止するようにさせる。これは、図２に
示す駆動制御ＤＲＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬ信号によって
行われる。
【００２３】除細動キャパシタＣ１及びＣ２に蓄積され
た電圧を放電することが所望されるときには、マイクロ
プロセッサは、高電力ハイブリッド回路２６のスイッチ
４２を閉じる信号を発生する。スイッチ４２が閉じる
と、除細動キャパシタの電圧が除細動電極２８ａ及び２
８ｂの一方に（他方に対して）送られて、これらの電極
２８ａと２８ｂとの間で心臓を通して電界が発生され
る。
た電圧を放電することが所望されるときには、マイクロ
プロセッサは、高電力ハイブリッド回路２６のスイッチ
４２を閉じる信号を発生する。スイッチ４２が閉じる
と、除細動キャパシタの電圧が除細動電極２８ａ及び２
８ｂの一方に（他方に対して）送られて、これらの電極
２８ａと２８ｂとの間で心臓を通して電界が発生され
る。
【００２４】図３は、インバータ１４、インバータ駆動
回路１８及び高電力ハイブリッド２６を更に詳細に示し
ている。（低電力ハイブリッド２０は、簡単化のために
図３ではＩ／Ｏ制御回路２２を伴わずに示されてい
る。）バッテリはＶB で示され、トランジスタＱ１のソ
ースと、インバータ駆動回路１８とに接続されている。
トランジスタＱ１のゲートは、低オン抵抗特性を確保す
るために１０ボルト以上を必要とする。Ｉ／Ｏ制御器２
２によって供給される駆動信号は過渡状態のもとでは３
ボルト程度になり得るので、ゲートブースと回路が必要
である。この点について、インバータ駆動回路１８はト
ランジスタＱ３及びＱ４を備えており、これらは駆動信
号に対して相補的なインバータを形成するように接続さ
れる。キャパシタＣ３及びダイオードＤ３は極性インバ
ータを形成する。ダイオードＤ４及びインダクタＬ１
は、トランジスタＱ５と直列に接続され、Ｑ１のゲート
／ソースキャパシタンスでＬＣ倍電圧回路を形成する。
回路１８及び高電力ハイブリッド２６を更に詳細に示し
ている。（低電力ハイブリッド２０は、簡単化のために
図３ではＩ／Ｏ制御回路２２を伴わずに示されてい
る。）バッテリはＶB で示され、トランジスタＱ１のソ
ースと、インバータ駆動回路１８とに接続されている。
トランジスタＱ１のゲートは、低オン抵抗特性を確保す
るために１０ボルト以上を必要とする。Ｉ／Ｏ制御器２
２によって供給される駆動信号は過渡状態のもとでは３
ボルト程度になり得るので、ゲートブースと回路が必要
である。この点について、インバータ駆動回路１８はト
ランジスタＱ３及びＱ４を備えており、これらは駆動信
号に対して相補的なインバータを形成するように接続さ
れる。キャパシタＣ３及びダイオードＤ３は極性インバ
ータを形成する。ダイオードＤ４及びインダクタＬ１
は、トランジスタＱ５と直列に接続され、Ｑ１のゲート
／ソースキャパシタンスでＬＣ倍電圧回路を形成する。
【００２５】駆動制御信号の制御のもとで、トランジス
タＱ４がオンにされたときに、キャパシタＣ３が供給電
圧に充電される。一方、Ｑ４がオフにされそしてＱ３が
オンにされたときには、キャパシタＣ３の極性が逆転さ
れ、Ｑ４のドレインがアースされる。従って、反転され
た（負ではなくて正の）供給電圧がトランジスタＱ５の
ソースに送られ、このトランジスタをオンにする。ダイ
オードＤ３とインダクタＬ１の組み合わせは、トランジ
スタＱ１のゲートが、そのソースが負電位であることに
より、供給電圧の値の少なくとも３倍でソースに対して
正に駆動されるよう確保する。
タＱ４がオンにされたときに、キャパシタＣ３が供給電
圧に充電される。一方、Ｑ４がオフにされそしてＱ３が
オンにされたときには、キャパシタＣ３の極性が逆転さ
れ、Ｑ４のドレインがアースされる。従って、反転され
た（負ではなくて正の）供給電圧がトランジスタＱ５の
ソースに送られ、このトランジスタをオンにする。ダイ
オードＤ３とインダクタＬ１の組み合わせは、トランジ
スタＱ１のゲートが、そのソースが負電位であることに
より、供給電圧の値の少なくとも３倍でソースに対して
正に駆動されるよう確保する。
【００２６】図３に示すように、インバータ１４は、更
に、キャパシタＣ４及びＣ５を備えており、これらキャ
パシタは、インダクタＬ３と共に、高周波数電流がバッ
テリに流れ込まないよう防止するフィルタを形成する。
トランジスタＱ６は、トランジスタＱ１のゲートに接続
され、ダイオード５と共に、実際のゲート電圧がアース
に対して１０ボルトを越えないよう確保し、バッテリが
新しく（全容量）されたときにトランジスタＱ１のゲー
トを保護する。トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１
のゲートをＶB に復帰させ、該トランジスタが迅速にオ
フになるよう確保する。
に、キャパシタＣ４及びＣ５を備えており、これらキャ
パシタは、インダクタＬ３と共に、高周波数電流がバッ
テリに流れ込まないよう防止するフィルタを形成する。
トランジスタＱ６は、トランジスタＱ１のゲートに接続
され、ダイオード５と共に、実際のゲート電圧がアース
に対して１０ボルトを越えないよう確保し、バッテリが
新しく（全容量）されたときにトランジスタＱ１のゲー
トを保護する。トランジスタＱ２は、トランジスタＱ１
のゲートをＶB に復帰させ、該トランジスタが迅速にオ
フになるよう確保する。
【００２７】変圧器１６は、広い供給範囲にわたり一定
の充電時間で動作できるようなサイズにされたフライバ
ック変圧器である。充電時間は、無負荷において６．４
ボルトを出力するよう仮定された新しいバッテリで約１
０秒となるよう選択される。一次側の所要インダクタン
スは、最大バッテリ出力に対して選択された充電時間に
基づいて導出される。所要の一次側インダクタンスは１
０μＨであることが分かった。この変圧器を適用するた
めの考えられる最小のコアは、好ましくは４０度セルシ
ウスにおいて４０００ガウスのＢｓａｔをもつＴＤＫ
Ｈ７Ｃ１材料で形成されたＲＭ４コアである。
の充電時間で動作できるようなサイズにされたフライバ
ック変圧器である。充電時間は、無負荷において６．４
ボルトを出力するよう仮定された新しいバッテリで約１
０秒となるよう選択される。一次側の所要インダクタン
スは、最大バッテリ出力に対して選択された充電時間に
基づいて導出される。所要の一次側インダクタンスは１
０μＨであることが分かった。この変圧器を適用するた
めの考えられる最小のコアは、好ましくは４０度セルシ
ウスにおいて４０００ガウスのＢｓａｔをもつＴＤＫ
Ｈ７Ｃ１材料で形成されたＲＭ４コアである。
【００２８】変圧器１６の二次回路及びキャパシタＣ
１、Ｃ２は、たとえこれらが高電力ハイブリッド２６の
スイッチ４２に対して直列に接続されたとしても、並列
に充電される。その結果、これらキャパシタが均一な電
圧分布を与えるように「バランス」する必要はない。キ
ャパシタが放電されるときには、ダイオードＤ７及びＤ
８は、２つのキャパシタの大きい方が小さい方のキャパ
シタの極性を逆転しないよう確保する。
１、Ｃ２は、たとえこれらが高電力ハイブリッド２６の
スイッチ４２に対して直列に接続されたとしても、並列
に充電される。その結果、これらキャパシタが均一な電
圧分布を与えるように「バランス」する必要はない。キ
ャパシタが放電されるときには、ダイオードＤ７及びＤ
８は、２つのキャパシタの大きい方が小さい方のキャパ
シタの極性を逆転しないよう確保する。
【００２９】高電力ハイブリッド回路２６は、マイクロ
プロセッサが除細動制御信号を発生するときにキャパシ
タＣ１及びＣ２の電荷を除細動電極２８ａ及び２８ｂへ
搬送するように設計されている。放電サブ回路５０はト
ランジスタＱ７及び抵抗Ｒ５を備えており、これらは、
患者にパルスを付与せずにキャパシタを充電することが
必要な場合にキャパシタＣ１及びＣ２の蓄積エネルギー
に対する放電路を形成する。サブ回路５０は、治療が必
要とされない場合にキャパシタＣ１及びＣ２を内部で放
電するためのＳＣＲ Ｑ７及びそれに関連したバイアス
抵抗及びダイオード（図示せず）を備えている。これ
は、ＳＣＲ Ｑ７をトリガーしてキャパシタＣ１及びＣ
２を抵抗Ｒ５を経て放電することにより達成される。終
了サブ回路５２は、キャパシタＣ１及びＣ２を直接アー
スに放電することにより、患者に付与される除細動パル
スを切断するためのＳＣＲ Ｑ８（及びそれに関連した
バイアスダイオード及び抵抗）を備えている。サブ回路
５０及び５２は、以下に詳細に述べるように低電力ハイ
ブリッド２０によって制御される。抵抗Ｒ６は、放電電
流を制限し、内部の損傷を防止する。
プロセッサが除細動制御信号を発生するときにキャパシ
タＣ１及びＣ２の電荷を除細動電極２８ａ及び２８ｂへ
搬送するように設計されている。放電サブ回路５０はト
ランジスタＱ７及び抵抗Ｒ５を備えており、これらは、
患者にパルスを付与せずにキャパシタを充電することが
必要な場合にキャパシタＣ１及びＣ２の蓄積エネルギー
に対する放電路を形成する。サブ回路５０は、治療が必
要とされない場合にキャパシタＣ１及びＣ２を内部で放
電するためのＳＣＲ Ｑ７及びそれに関連したバイアス
抵抗及びダイオード（図示せず）を備えている。これ
は、ＳＣＲ Ｑ７をトリガーしてキャパシタＣ１及びＣ
２を抵抗Ｒ５を経て放電することにより達成される。終
了サブ回路５２は、キャパシタＣ１及びＣ２を直接アー
スに放電することにより、患者に付与される除細動パル
スを切断するためのＳＣＲ Ｑ８（及びそれに関連した
バイアスダイオード及び抵抗）を備えている。サブ回路
５０及び５２は、以下に詳細に述べるように低電力ハイ
ブリッド２０によって制御される。抵抗Ｒ６は、放電電
流を制限し、内部の損傷を防止する。
【００３０】スイッチ４２はシリコン整流器Ｑ９として
実施され、そのゲートは変圧器Ｔ２に接続されている。
変圧器Ｔ２は、ＳＣＲ Ｑ９を点弧するために設けられ
ている。
実施され、そのゲートは変圧器Ｔ２に接続されている。
変圧器Ｔ２は、ＳＣＲ Ｑ９を点弧するために設けられ
ている。
【００３１】上記したように、キャパシタＣ１及びＣ２
の電圧は、抵抗Ｒ２及びＲ３を介して感知される。ダイ
オードＤ９は、Ｒ３が開路した場合にシステムの回路を
保護するために設けられている。抵抗Ｒｄ（図２）を経
て比較器３８へ基準として送られたものと同じ負の３ボ
ルト基準電圧が抵抗Ｒ３に加えられる。従って、比較器
３８への両入力は、負の３ボルトを（間接的に）参照
し、比較器が動作に対してまだ余裕がある間に電流ソー
ス４０をゼロにプログラムできるようにする。
の電圧は、抵抗Ｒ２及びＲ３を介して感知される。ダイ
オードＤ９は、Ｒ３が開路した場合にシステムの回路を
保護するために設けられている。抵抗Ｒｄ（図２）を経
て比較器３８へ基準として送られたものと同じ負の３ボ
ルト基準電圧が抵抗Ｒ３に加えられる。従って、比較器
３８への両入力は、負の３ボルトを（間接的に）参照
し、比較器が動作に対してまだ余裕がある間に電流ソー
ス４０をゼロにプログラムできるようにする。
【００３２】低電力ハイブリッド回路２０は、更に、放
電駆動回路５４と、終了駆動回路５６と、除細動トリガ
ー回路５８と、欠陥検出回路６０とを備えている。放電
駆動回路５４は、トランジスタＱ１０及びキャパシタＣ
８（並びにそれに関連したバイアス回路素子）を備えて
いる。放電（ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）と示したラインの信
号を低レベルにすることにより、放電回路５０のＳＣＲ
Ｑ７はアースされ、これにより、キャパシタＣ１及び
Ｃ２の電荷は、放電サブ回路５０の抵抗Ｒ５及びＳＣＲ
Ｑ７を経てアースへとそらされる。
電駆動回路５４と、終了駆動回路５６と、除細動トリガ
ー回路５８と、欠陥検出回路６０とを備えている。放電
駆動回路５４は、トランジスタＱ１０及びキャパシタＣ
８（並びにそれに関連したバイアス回路素子）を備えて
いる。放電（ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ）と示したラインの信
号を低レベルにすることにより、放電回路５０のＳＣＲ
Ｑ７はアースされ、これにより、キャパシタＣ１及び
Ｃ２の電荷は、放電サブ回路５０の抵抗Ｒ５及びＳＣＲ
Ｑ７を経てアースへとそらされる。
【００３３】除細動トリガー回路５８及び終了駆動回路
５６は、除細動即ちカルジオバージョンパルスを付与す
るのに使用される。終了駆動回路５６は、トランジスタ
Ｑ１１（及びそれに関連したゲート駆動回路部品）を備
え、これはキャパシタＣ９を経て高電力ハイブリッド２
６の終了サブ回路５２へ接続される。同様に、除細動ト
リガー回路５８は、トランジスタＱ１２（及びそれに関
連したゲート駆動回路部品）を備え、これはキャパシタ
Ｃ１０を経て変圧器Ｔ２に接続される。
５６は、除細動即ちカルジオバージョンパルスを付与す
るのに使用される。終了駆動回路５６は、トランジスタ
Ｑ１１（及びそれに関連したゲート駆動回路部品）を備
え、これはキャパシタＣ９を経て高電力ハイブリッド２
６の終了サブ回路５２へ接続される。同様に、除細動ト
リガー回路５８は、トランジスタＱ１２（及びそれに関
連したゲート駆動回路部品）を備え、これはキャパシタ
Ｃ１０を経て変圧器Ｔ２に接続される。
【００３４】除細動即ちカルジオバージョンパルスを付
与することが必要であるとマイクロプロセッサ２４が判
断すると、ＤＥＦＩＢラインの信号が低レベルに引っ張
られる。これは、トランジスタＱ１２をオンにし、キャ
パシタＣ１０をパルス変圧器Ｔ２を経て放電する。その
結果、ＳＣＲ Ｑ９がオンになり、キャパシタＣ１及び
Ｃ２の電荷がライン６２及び６４を経て除細動電極へ付
与される。除細動パルスがその初期値の約１／３に達す
ると、マイクロプロセッサによりＩ／Ｏ回路２２を経て
信号ＣＶが感知される。マイクロプロセッサはそれに応
答してＴＥＲＭラインに信号を発生し、トランジスタＱ
１１をオンにする。これは、キャパシタＣ９をトランジ
スタＱ８のゲートを経て放電し、これは次いでキャパシ
タＣ１及びＣ２を抵抗Ｒ６（約２オーム）を経てアース
に短絡する。
与することが必要であるとマイクロプロセッサ２４が判
断すると、ＤＥＦＩＢラインの信号が低レベルに引っ張
られる。これは、トランジスタＱ１２をオンにし、キャ
パシタＣ１０をパルス変圧器Ｔ２を経て放電する。その
結果、ＳＣＲ Ｑ９がオンになり、キャパシタＣ１及び
Ｃ２の電荷がライン６２及び６４を経て除細動電極へ付
与される。除細動パルスがその初期値の約１／３に達す
ると、マイクロプロセッサによりＩ／Ｏ回路２２を経て
信号ＣＶが感知される。マイクロプロセッサはそれに応
答してＴＥＲＭラインに信号を発生し、トランジスタＱ
１１をオンにする。これは、キャパシタＣ９をトランジ
スタＱ８のゲートを経て放電し、これは次いでキャパシ
タＣ１及びＣ２を抵抗Ｒ６（約２オーム）を経てアース
に短絡する。
【００３５】欠陥検出回路６０はトランジスタＱ１３を
備え、そのエミッタは抵抗／ダイオード組合体Ｒ１０−
Ｄ７に接続されている。欠陥回路６０は、抵抗Ｒ１１を
経て高電力ハイブリッド２６の出力ライン６４に接続さ
れる。スイッチ４２を実施しているトランジスタが短絡
した場合には、充電電流出力が心臓に流れることにな
る。しかしながら、この電流の若干は抵抗Ｒ１１及びト
ランジスタＱ１３のエミッタ−ベース接合にも流れ、Ｆ
ＡＵＬＴラインの信号を高レベルにする。マイクロプロ
セッサは、Ｉ／Ｏ制御回路２２を経てＦＡＵＬＴライン
の状態を感知し、スイッチ４２が短絡すると直ちにイン
バータ１４を遮断する。
備え、そのエミッタは抵抗／ダイオード組合体Ｒ１０−
Ｄ７に接続されている。欠陥回路６０は、抵抗Ｒ１１を
経て高電力ハイブリッド２６の出力ライン６４に接続さ
れる。スイッチ４２を実施しているトランジスタが短絡
した場合には、充電電流出力が心臓に流れることにな
る。しかしながら、この電流の若干は抵抗Ｒ１１及びト
ランジスタＱ１３のエミッタ−ベース接合にも流れ、Ｆ
ＡＵＬＴラインの信号を高レベルにする。マイクロプロ
セッサは、Ｉ／Ｏ制御回路２２を経てＦＡＵＬＴライン
の状態を感知し、スイッチ４２が短絡すると直ちにイン
バータ１４を遮断する。
【００３６】図２、３及び４を参照し、一定充電時間機
構の動作を説明する。一般に、一定充電時間機構は、変
圧器１６の一次側をピーク電流値に繰り返し充電するこ
とによりキャパシタＣ１及びＣ２を増分的に充電するこ
とによって動作する。バッテリ電源電圧ＶB が減少する
につれて、一次側電流はピーク値に達するのに要する時
間が長くなる。しかしながら、駆動波形は、ミラー抵抗
Ｒ１の電流を感知する回路によりオフにされる。それ
故、一次側のピーク電流は、供給電圧に係わりなく一定
のままである。
構の動作を説明する。一般に、一定充電時間機構は、変
圧器１６の一次側をピーク電流値に繰り返し充電するこ
とによりキャパシタＣ１及びＣ２を増分的に充電するこ
とによって動作する。バッテリ電源電圧ＶB が減少する
につれて、一次側電流はピーク値に達するのに要する時
間が長くなる。しかしながら、駆動波形は、ミラー抵抗
Ｒ１の電流を感知する回路によりオフにされる。それ
故、一次側のピーク電流は、供給電圧に係わりなく一定
のままである。
【００３７】マイクロプロセッサの制御のもとでインバ
ータ駆動回路１８により発生されたインバータ駆動信号
は、トランジスタＱ１のゲートに送られる。インバータ
駆動信号の振幅は、トランジスタＱ１のゲートを駆動す
るためには約１０ボルトでなければならない。インバー
タ駆動信号の１０ボルトパルスに応答して、変圧器１６
の一次側に電流が発生される。一次側の電流ＩPRI のレ
ベルはミラー抵抗Ｒ１を経て感知され、ＯＶＥＲ Ｉと
称される電圧で表される。ミラー抵抗の電流は変圧器１
６の一次側の電流の既知の一部分（１／１０００）であ
る。ＯＶＥＲＩは、比較増幅器３２において、０．４Ｖ
のプリセット基準レベルＩSET と比較される。
ータ駆動回路１８により発生されたインバータ駆動信号
は、トランジスタＱ１のゲートに送られる。インバータ
駆動信号の振幅は、トランジスタＱ１のゲートを駆動す
るためには約１０ボルトでなければならない。インバー
タ駆動信号の１０ボルトパルスに応答して、変圧器１６
の一次側に電流が発生される。一次側の電流ＩPRI のレ
ベルはミラー抵抗Ｒ１を経て感知され、ＯＶＥＲ Ｉと
称される電圧で表される。ミラー抵抗の電流は変圧器１
６の一次側の電流の既知の一部分（１／１０００）であ
る。ＯＶＥＲＩは、比較増幅器３２において、０．４Ｖ
のプリセット基準レベルＩSET と比較される。
【００３８】電圧ＯＶＥＲ Ｉがプリセット基準レベル
に達すると、マイクロプロセッサは駆動制御信号ＤＲＩ
ＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬによりインバータ駆動信号の正の
部分を終わらせる。変圧器の二次側の電流ＩSEC は、一
次側の最大電流において最大値へとジャンプし、次い
で、減衰を開始する。その結果、キャパシタＣ１及びＣ
２の電圧ＶＣは、変圧器の二次側の電流に応答して上昇
する。しかしながら、二次側の電流がゼロに復帰する
と、キャパシタの電圧は上昇を停止する。キャパシタ電
圧を表す信号ＣＶは、Ｉ／Ｏ制御回路２２において常時
監視され、キャパシタのプログラムされた最終電圧レベ
ル、ＶＵＰＲＥＦと称する、と比較される。インバータ
駆動信号に正のパルスが次に発生したときに、この機構
は動作を繰り返し、キャパシタＣ１及びＣ２の電圧（Ｖ
Ｃ）はその前に充電されたレベルから更に高いレベルへ
上昇する。キャパシタの電圧がＶＵＰＲＥＦによりセッ
トされた最終レベルに達すると、比較器３８は図４に示
すパルスを発生し、これがマイクロプロセッサによって
検出されて駆動信号ＤＲＩＶＥを終了する。ＶＵＰＲＥ
Ｆのレベルは、０．１ないし３４ジュールのエネルギー
出力を発生するように、０ないし２．４ボルト（ＤＣ）
（又は−３ボルトの基準に対し−３ボルトないし−０．
６ボルト）の範囲でプログラム可能である（電流ソース
４０を経て）。
に達すると、マイクロプロセッサは駆動制御信号ＤＲＩ
ＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬによりインバータ駆動信号の正の
部分を終わらせる。変圧器の二次側の電流ＩSEC は、一
次側の最大電流において最大値へとジャンプし、次い
で、減衰を開始する。その結果、キャパシタＣ１及びＣ
２の電圧ＶＣは、変圧器の二次側の電流に応答して上昇
する。しかしながら、二次側の電流がゼロに復帰する
と、キャパシタの電圧は上昇を停止する。キャパシタ電
圧を表す信号ＣＶは、Ｉ／Ｏ制御回路２２において常時
監視され、キャパシタのプログラムされた最終電圧レベ
ル、ＶＵＰＲＥＦと称する、と比較される。インバータ
駆動信号に正のパルスが次に発生したときに、この機構
は動作を繰り返し、キャパシタＣ１及びＣ２の電圧（Ｖ
Ｃ）はその前に充電されたレベルから更に高いレベルへ
上昇する。キャパシタの電圧がＶＵＰＲＥＦによりセッ
トされた最終レベルに達すると、比較器３８は図４に示
すパルスを発生し、これがマイクロプロセッサによって
検出されて駆動信号ＤＲＩＶＥを終了する。ＶＵＰＲＥ
Ｆのレベルは、０．１ないし３４ジュールのエネルギー
出力を発生するように、０ないし２．４ボルト（ＤＣ）
（又は−３ボルトの基準に対し−３ボルトないし−０．
６ボルト）の範囲でプログラム可能である（電流ソース
４０を経て）。
【００３９】駆動信号の各サイクルに変圧器の一次側に
蓄積されるエネルギーは、変圧器１６の一次側１６ａの
インダクタンスをＬとすれば、１／２ＬＩPKに等しい。
理想的なインダクタ及びゼロオームスイッチを有する理
想的な状態を仮定すれば、オン時間ｔONは、ＩPKＬ／Ｖ
BAT に等しく、従って、ＩPKはＶBAT ｔON／Ｌに等しく
なる。駆動信号の周波数が一定に保たれる場合には、サ
イクル当たりにキャパシタに付与されるエネルギーは一
定であり、その結果、キャパシタの充電時間が一定とな
る。上記式における値ｔONは、一次側の電流（ＩPRI ）
がＩPKに到達するに要する時間を表す。特に、キャパシ
タは増分的に充電されるので（図４）、キャパシタを充
電する合計時間は、充電増分に対する充電時間の和とな
る。従って、変圧器の一次電流が一定の時間内にピーク
レベルに到達するよう確保することにより、充電増分は
一定の時間周期で行われる。実際に、バッテリ電源は固
定の周波数でキャパシタに断続的に接続される。
蓄積されるエネルギーは、変圧器１６の一次側１６ａの
インダクタンスをＬとすれば、１／２ＬＩPKに等しい。
理想的なインダクタ及びゼロオームスイッチを有する理
想的な状態を仮定すれば、オン時間ｔONは、ＩPKＬ／Ｖ
BAT に等しく、従って、ＩPKはＶBAT ｔON／Ｌに等しく
なる。駆動信号の周波数が一定に保たれる場合には、サ
イクル当たりにキャパシタに付与されるエネルギーは一
定であり、その結果、キャパシタの充電時間が一定とな
る。上記式における値ｔONは、一次側の電流（ＩPRI ）
がＩPKに到達するに要する時間を表す。特に、キャパシ
タは増分的に充電されるので（図４）、キャパシタを充
電する合計時間は、充電増分に対する充電時間の和とな
る。従って、変圧器の一次電流が一定の時間内にピーク
レベルに到達するよう確保することにより、充電増分は
一定の時間周期で行われる。実際に、バッテリ電源は固
定の周波数でキャパシタに断続的に接続される。
【００４０】図５には、３つの異なる近似バッテリ電圧
における変圧器１６の一次側１６ａの電流の比較が示さ
れている。バッテリが新しく、従って、高電圧であると
きには、バッテリ電圧が平均レベルであるか又は消耗し
た低いレベルであるときよりも、一次側の電流はより迅
速にピークレベルに到達する。しかしながら、上記のよ
うに、インバータ駆動信号は、マイクロプロセッサ２４
からの駆動制御信号ＤＲＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬにより
ミラー抵抗Ｒ１の電流に基づいて終了される。かくて、
ピーク電流は、バッテリ電圧に係わりなく一定に保たれ
る。
における変圧器１６の一次側１６ａの電流の比較が示さ
れている。バッテリが新しく、従って、高電圧であると
きには、バッテリ電圧が平均レベルであるか又は消耗し
た低いレベルであるときよりも、一次側の電流はより迅
速にピークレベルに到達する。しかしながら、上記のよ
うに、インバータ駆動信号は、マイクロプロセッサ２４
からの駆動制御信号ＤＲＩＶＥ ＣＯＮＴＲＯＬにより
ミラー抵抗Ｒ１の電流に基づいて終了される。かくて、
ピーク電流は、バッテリ電圧に係わりなく一定に保たれ
る。
【００４１】以上の説明は、一例に過ぎず、本発明を何
らこれに限定するものではなく、本発明は特許請求に範
囲によってのみ限定されるものとする。
らこれに限定するものではなく、本発明は特許請求に範
囲によってのみ限定されるものとする。
【図１】本発明の一定充電時間システムに関連した回路
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明の一定充電時間システムのインバータ回
路を示す図である。
路を示す図である。
【図３】図１に示す回路の一部分の詳細な回路図であ
る。
る。
【図４】本発明の一定充電時間システムにおける種々の
信号のタイミングを示す図である。
信号のタイミングを示す図である。
【図５】バッテリが完全充電状態にあるとき、平均充電
状態にあるとき及び消耗したときの変圧器の一次電流の
比較を示す図である。
状態にあるとき及び消耗したときの変圧器の一次電流の
比較を示す図である。
１０ 一定充電時間システム １２ バッテリ １４ インバータ回路 １６ 変圧器 １８ インバータ駆動回路 ２０ 低電力ハイブリッド回路 ２２ Ｉ／Ｏ制御回路 ２４ マイクロプロセッサ ２６ 高電力ハイブリッド回路 ２８ 除細動電極 Ｃ１、Ｃ２ 除細動キャパシタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−155269（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−36546（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61N 1/39
Claims (11)
- 【請求項１】 除細動キャパシタを充電するためのキャ
パシタ充電回路において、 供給電圧を与えるためのバッテリ電源手段と、 所定電圧に充電される除細動キャパシタ手段と、 一次側及び二次側より成る変圧器手段であって、二次側
は上記除細動キャパシタ手段に接続されそして二次側は
一次側によって充電されて上記除細動キャパシタ手段に
電流を供給するような変圧器手段と、 上記バッテリ電源手段と、上記変圧器手段の一次側とに
接続されたインバータ手段であって、上記バッテリ電源
手段から変圧器手段の一次側へ電流が供給される第１状
態と、一次側に電流が供給されない第２状態とをとるこ
とができるインバータ手段と、 上記インバータ手段に接続されて、離間した繰り返しパ
ルスより成るインバータ駆動信号を発生するためのイン
バータ駆動手段であって、インバータ駆動信号の各パル
スは上記インバータ手段をトリガーして上記第１状態を
とらせ、各パルスの巾に対応する時間中に上記変圧器手
段の一次側に電流を供給するようにするインバータ駆動
手段と、 上記除細動キャパシタ手段、上記インバータ手段及び上
記インバータ駆動手段に接続された制御手段であって、
上記除細動キャパシタ手段にまたがる電圧を監視すると
共に上記変圧器手段の一次側の電流を監視し、その一次
側の電流がプリセット値に到達するのに応答してインバ
ータ駆動信号の各パルスを終わらせ、上記除細動キャパ
シタ手段の電圧が上記所定電圧に到達するのに応答して
インバータ駆動信号を終わらせ、更に、インバータ駆動
信号のサイクル当たりに上記変圧器手段の二次側から上
記除細動キャパシタ手段に送られるエネルギーが一定と
なるようにインバータ駆動信号の周波数を一定に維持す
るようインバータ駆動手段を制御する制御手段とを具備
することを特徴とするキャパシタ充電回路。 - 【請求項２】 上記インバータ手段はＦＥＴトランジス
タを備え、これは、上記インバータ駆動信号を受け取る
ように上記インバータ駆動手段に接続されたゲートと、
上記変圧器手段の一次側に接続されたドレインと、ソー
スとを有している請求項１に記載のキャパシタ充電回
路。 - 【請求項３】 上記ＦＥＴトランジスタのソースに接続
されたミラー抵抗を更に備え、このミラー抵抗の電流は
上記変圧器手段の一次側の電流の一部分である請求項２
に記載のキャパシタ充電回路。 - 【請求項４】 上記制御手段は、上記ミラー抵抗の電流
を監視することによって上記変圧器手段の一次側の電流
を監視する請求項３に記載のキャパシタ充電回路。 - 【請求項５】 上記制御手段は、上記ミラー抵抗の電流
を上記プリセット値と比較するための第１比較器と、上
記除細動キャパシタ手段にまたがる電圧を上記所定電圧
と比較するための第２比較器とを備えた請求項４に記載
のキャパシタ充電回路。 - 【請求項６】 上記除細動キャパシタ手段は、直列に接
続された第１及び第２のキャパシタを含む請求項４に記
載のキャパシタ充電回路。 - 【請求項７】 上記インバータ手段は、インバータ駆動
信号の各パルスに応答して上記変圧器手段の一次側を充
電し、パルスが存在しないときにインバータ駆動信号の
オフの半サイクル中に変圧器手段の二次側が除細動キャ
パシタ手段に電流を供給するようにし、インバータ駆動
信号のオフの半サイクル中に所定電圧に達するまで除細
動キャパシタ手段に電荷が増分的に確立されるようにす
る請求項１に記載のキャパシタ充電回路。 - 【請求項８】 除細動キャパシタを充電及び放電するシ
ステムにおいて、 供給電圧を与えるためのバッテリ電源手段と、 所定電圧に充電される除細動キャパシタ手段と、 一次側及び二次側より成る変圧器手段であって、二次側
は上記除細動キャパシタ手段に接続されそして二次側は
一次側によって充電されて上記除細動キャパシタ手段に
電流を供給するような変圧器手段と、 上記バッテリ電源手段と、上記変圧器手段の一次側とに
接続されたインバータ手段であって、上記バッテリ電源
手段から変圧器手段の一次側へ電流が供給される第１状
態と、一次側に電流が供給されない第２状態とをとるこ
とができるインバータ手段と、 上記インバータ手段に接続されて、離間した繰り返しパ
ルスより成るインバータ駆動信号を発生するためのイン
バータ駆動手段であって、インバータ駆動信号の各パル
スは上記インバータ手段をトリガーして上記第１状態を
とらせ、各パルスの巾に対応する時間中に上記変圧器手
段の一次側に電流を供給するようにするインバータ駆動
手段と、 上記除細動キャパシタ手段、上記インバータ手段及び上
記インバータ駆動手段に接続された制御手段であって、
上記除細動キャパシタ手段にまたがる電圧を監視すると
共に上記変圧器手段の一次側の電流を監視し、その一次
側の電流がプリセット値に到達するのに応答してインバ
ータ駆動信号の各パルスを終わらせ、上記除細動キャパ
シタ手段の電圧が上記所定電圧に到達するのに応答して
インバータ駆動信号を終わらせ、更に、インバータ駆動
信号のサイクル当たりに上記変圧器手段の二次側から上
記除細動キャパシタ手段に送られるエネルギーが一定と
なるようにインバータ駆動信号の周波数を一定に維持す
るようインバータ駆動手段を制御する制御手段と、 上記除細動キャパシタ手段に接続され、除細動電極への
除細動キャパシタ手段の放電をトリガーするための除細
動トリガー手段と、 上記除細動キャパシタ手段に接続され、除細動キャパシ
タ手段が除細動電極へ放電したプリセット時間周期の後
に上記除細動キャパシタ手段の電荷をアースへ向けるこ
とにより上記除細動キャパシタ手段の放電を終わらせる
終了手段と、 除細動ショックを与えることが所望されないときに上記
除細動キャパシタ手段をアースへ接続する内部放電手段
とを具備することを特徴とするシステム。 - 【請求項９】 上記インバータ手段は、インバータ駆動
信号の各パルスに応答して上記変圧器手段の一次側を充
電し、パルスが存在しないときにインバータ駆動信号の
オフの半サイクル中に変圧器手段の二次側が除細動キャ
パシタ手段に電流を供給するようにし、インバータ駆動
信号のオフの半サイクル中に所定電圧に達するまで除細
動キャパシタ手段に電荷が増分的に確立されるようにす
る請求項８に記載のシステム。 - 【請求項１０】 （ａ）供給電圧を与え、（ｂ）供給電
圧から第１の半サイクル中に変圧器の一次側へ電流を供
給し、（ｃ）第２の半サイクル中に変圧器の二次側から
除細動キャパシタを充電する除細動キャパシタを充電す
るという各段階を通して除細動キャパシタを充電するシ
ステムであって、 変圧器の一次側の電流のレベルを監視し、該電流がプリ
セット値に達する際に上記段階（ｂ）から（ｃ）へ切替
え、上記第１及び第２の半サイクルの和の逆数を等しい
一定周波数となるよう上記段階（ｂ）−（ｃ）を繰り返
す手段と、除細動キャパシタにまたがる電圧を監視し、
該電圧が蓄積してプリセット値に到達して、全サイクル
当たりに除細動キャパシタに送られるエネルギーであっ
て上記第１及び第２の半サイクルの和より成るエネルギ
ーが一定になるまで、上記段階（ｂ）−（ｃ）を繰り返
す手段とを備えることを特徴とするシステム。 - 【請求項１１】 除細動キャパシタを充電するシステム
において、 供給電圧を与える手段と、 除細動キャパシタに電流を送る時間周期中に固定周波数
で除細動キャパシタに供給電圧を間欠的に接続する手段
と、 上記の間欠的接続段階の結果として除細動キャパシタに
またがる電圧の蓄積を監視する手段と、 除細動キャパシタにまたがる電圧がプリセット値に到達
する際に除細動キャパシタへの供給電圧の間欠的接続を
終わらせ、これにより、上記除細動キャパシタが供給電
圧に接続される接続サイクル当たりに一定量のエネルギ
ーが除細動キャパシタに送られるようにする手段と、 を備えることを特徴とするシステム。
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