KR20180099747A - 개선된 신호 발생기를 가진 전기천공 디바이스 - Google Patents

개선된 신호 발생기를 가진 전기천공 디바이스 Download PDF

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이노비오 파마수티컬즈, 인크.
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Abstract

개선된 신호 발생기를 가진 전기천공 디바이스를 위한 핸드셋. 신호 발생기는 1차 권선 및 복수의 2차 권선들을 포함하며 여기에서 복수의 2차 권선들은 직렬 구성으로 함께 결합된다. 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 복수의 2차 권선의 각각에 결합된다. 신호 발생기는 신호 증폭기, 및 전력 스위치를 포함한다. 전력 스위치는 1차 권선에 걸쳐 전원으로부터 전압을 공급하도록 구성된다.

Description

개선된 신호 발생기를 가진 전기천공 디바이스
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 특허 출원은 2015년 12월 28일에 출원된, 미국 가 특허 출원 번호 제62/271,955호에 대한 우선권을 주장한다. 상기 참조된 출원은 여기에 참조로서 통합된다.
본 개시의 실시예들은 고 전압 전기천공 신호들을 발생시키기 위한 개선된 신호 발생기를 가진 전기천공 디바이스에 관한 것이다.
전기천공 디바이스들과 같은, 의료 디바이스들은 필요한 에너지의 공급을 발생시키기 위해 고 전압 발생기들을 요구한다. 전기천공 프로세스 동안, 타겟 이슈와 접촉하는 전극들은 원하는 전기천공 효과들을 생성하기 위해 특정한 전압 및 암페어수(amperage)(예로서, 0.5 Amps에서 200V)에서 전달되는 전기 전력을 요구한다. 일반적으로 말해서, 전기천공 프로세스 동안 요구된 고 전압 레벨들은 다수의 고-용량 커패시터들을 포함하는 전압 발생기를 요구한다. 이들 커패시터들은, 결과적으로 물리적 크기에서 부피가 매우 크며 전기천공 프로세스가 시작할 수 있기 전에 충전하는데 비교적 긴 시간 기간들을 요구한다. 이들 속성들은 크기 및 중량이 최소로 유지될 핸드헬드 유닛들에서 부담스럽다. 더욱이, 보다 긴 충전 시간들은 시기 적절하며 정확한 방식으로 전기천공 처리를 관리하기 위한 사용자의 능력을 방해할 수 있다. 더 나아가, 커패시터-기반 시스템들은 시간에 걸친 신호 저하를 겪는다.
본 개시는 복수의 보다 낮은 전압들을 발생시키며 높은 전압을 생성하기 위해 그것들을 직렬로 조합하는 신호 발생기를 제공한다.
일 양상에서, 전기천공 디바이스에서의 사용을 위한 핸드셋으로서, 상기 핸드셋은 하우징, 및 상기 하우징 내에 배치된 신호 증폭기를 포함한다. 여기에서 상기 신호 증폭기는 1차 권선, 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 포함하고, 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되며, 어레이는 상기 신호 증폭기와 전기 통신하는 복수의 전극들을 갖는다.
또 다른 양상에서, 하우징, 및 상기 하우징 내에 배치된 신호 발생기를 포함한 전기천공 디바이스. 1차 권선 및 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기로서, 여기에서 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기, 전원 공급 장치, 및 상기 1차 권선에 걸쳐 상기 전원 공급 장치로부터 전압을 공급하도록 구성된 전력 스위치를 포함한 상기 신호 발생기, 및 상기 신호 발생기와 전기 통신하는 하나 이상의 전극들을 가진 어레이.
또 다른 양상에서, 베이스 스테이션(base station), 및 상기 베이스 스테이션에 착탈 가능하게 결합된 핸드셋을 포함한 전기천공 시스템. 하우징, 주입 어셈블리, 전원 공급 장치, 및 상기 핸드셋의 하우징 내에 배치되며 상기 주입 어셈블리와 동작 가능하게 통신하는 신호 발생기를 포함한 상기 핸드셋. 1차 권선, 및 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기로서, 여기에서 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기, 및 상기 1차 권선에 걸쳐 상기 전원 공급 장치로부터 전압을 공급하도록 구성된 전력 스위치를 포함한 상기 신호 발생기, 및 그로부터 연장되고 상기 신호 발생기와 전기 통신하는 적어도 하나의 전극을 가진 어레이.
도 1은 도킹 구성에서의 핸드셋 및 베이스 유닛을 도시한 전기천공 디바이스의 개략도이다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 전압 증폭기의 다이어그램이다.
도 3은 몇몇 실시예들에 따른, 도 1의 신호 발생기 및 전원 공급 장치의 블록도이다.
본 개시의 임의의 실시예들이 상세히 설명되기 전에, 본 개시는 그것의 애플리케이션에서, 다음의 설명에서 제시되거나 또는 다음의 도면들에서 예시된 구성요소들의 배열 및 구성의 세부사항들에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 개시는 다른 실시예들이 가능하며 다양한 방식으로 실시되거나 또는 실행되는 것이 가능하다.
복수의 다른 구조적 구성요소들은 본 개시를 구현하기 위해 이용될 수 있다는 것이 또한 주의되어야 한다. 더욱이, 및 그 다음의 단락에서 설명되는 바와 같이, 도면들에 예시된 특정 구성들은 본 개시의 실시예들을 예시하도록 의도된다. 대안적인 구성들이 가능하다.
"에이전트(agent)"는 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드, 소분자, 또는 그것의 임의의 조합을 의미할 수 있다. 에이전트는, 여기에서 참조로서 통합되는, PCT/US2014/070188에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 항체, 그것의 단편, 그것의 변이체, 또는 그것의 조합을 부호화한 재조합체 핵산 서열일 수 있다. "에이전트"는 폴리펩티드, 폴리뉴클레오티드, 소분자, 또는 그것의 임의의 조합을 포함한 조성물을 의미할 수 있다. 조성물은 여기에서 참조로서 통합되는, PCT/US2014/070188에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 항체, 그것의 단편, 그것의 변이체, 또는 그것의 조합을 부호화한 재조합체 핵산 서열을 포함할 수 있다. 에이전트는, 예를 들면, 물 또는 완충제에서 제형화될 수 있다. 완충제는 예를 들면, 식염수-구연산 나트륨(SSC) 또는 인산염-완충 식염수(PBS)일 수 있다. 완충제들의 이온 함량은 전도율을 증가시켜서, 타겟팅된 조직에서 증가된 전류 흐름을 야기한다. 제형화된 폴리뉴클레오티드의 농도는 1㎍ 내지 20 mg/ml 사이에 있을 수 있다. 제형화된 폴리뉴클레오티드의 농도는 예를 들면, 1㎍/ml, 10㎍/ml, 25㎍/ml, 50㎍/ml, 100㎍/ml, 250㎍/ml, 500㎍/ml, 750㎍/ml, 1mg/ml, 10mg/ml, 15mg/ml, 또는 20mg/ml일 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같이 "펩티드", "단백질", 또는 "폴리펩티드"는 아미노산들의 연결된 서열을 의미할 수 있으며 천연, 합성, 또는 천연 및 합성의 개질 또는 조합일 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같이 "폴리뉴클레오티드" 또는 "올리고뉴클레오티드" 또는 "핵산"은 함께 공유 결합으로 연결된 적어도 두 개의 뉴클레오티드들을 의미한다. 폴리뉴클레오티드는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있거나, 또는 이중 가닥 및 단일 가닥 서열 양쪽 모두의 부분들을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 양쪽 모두 게놈인, DNA 및 cDNA, RNA, 또는 잡종일 수 있다. 폴리뉴클레오티드는 디옥시리보- 및 리보-뉴클레오디드들의 조합들, 및 유라실, 아데닌, 티민, 시토신, 구아닌, 이노신, 잔틴 하이포잔틴, 이소시토신, 이소구아닌, 및 합성 또는 비-천연으로 발생한 뉴클레오티드들 및 뉴클레오시드들을 포함한 염기들의 조합들을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드들은 벡터일 수 있다. 폴리뉴클레오티드들은 화학적 합성 방법들에 의해 또는 재조합체 방법들에 의해 획득될 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같이 "벡터"는 복제의 기원을 포함한 핵산 서열을 의미한다. 벡터는 바이러스 벡터, 박테리오파지, 박테리아 인공 염색체, 또는 효모 인공 염색체일 수 있다. 벡터는 DNA 또는 RNA 벡터일 수 있다. 벡터는 자기-복제 염색체 외 벡터일 수 있으며, 바람직하게는, DNA 플라스미드이다.
여기에서 사용된 바와 같이 용어 "전기천공(electroporation)"("EP")는 생체-막에서 가역성 미세 경로들(구멍들)을 유도하기 위한 전기장 펄스의 사용을 나타내며; 그것들의 존재는 에이전트들이 세포막의 일 측면으로부터 다른 측면으로 지나가도록 허용한다.
본 개시는 미리 결정된 전기천공 신호를 생성하기 위한 개선된 신호 발생 기(32)를 포함하는 전기천공 디바이스(104)를 위한 핸드셋(100)에 관한 것이다. 도 1에 예시될 때, 전기천공 디바이스(104)는 베이스 유닛(109), 및 베이스 유닛(108)에 분리 가능하게 도킹될 수 있는 핸드셋(100)을 포함한다. 베이스 유닛(109)은 일반적으로 테이블 또는 다른 편평한 표면상에 배치되며 핸드셋(100) 및 베이스 유닛(109)이 도킹 또는 결합 구성에 있을 때 전원 공급 장치(34)와 전기 통신하며 그것을 충전시킬 수 있다.
도 1에 예시될 때, 전기천공 디바이스(104)의 핸드셋(100)은 하우징(108), 하우징(108)에 결합된 전극 어레이(112), 하우징(108) 내에 배치된 전원 공급 장치(34), 및 전원 공급 장치(34) 및 전극 어레이(112) 양쪽 모두와 전기 통신하는 신호 발생기(32)를 포함한다. 핸드셋(100)은 또한 피하 주사 바늘(111)을 통해 타겟 조직으로 에이전트를 투여하기 위한 주입 어셈블리(110)를 포함한다. 사용 동안, 전기천공 디바이스(100)는 신호 발생기(32)에 의해 발생된 전기천공 펄스들을 사용하여 포유동물의 타겟 조직(예를 들면, 피부 또는 근육)의 세포들로 에이전트의 도입을 가능하게 한다. 핸드셋(100)은 전기천공 펄스들을 발생시키기 위해 매우 높은 전압 값들(예를 들면, 200 볼트들)의 발생을 요구한다. 핸드셋(100)은 보다 낮은 전압 값을 공급하는 전원(예를 들면, 리튬-이온 배터리들)으로부터 매우 높은 전압 값을 발생시키기 위해 신호 발생기(32)를 사용한다.
도 1에 예시될 때, 핸드셋(100)의 하우징(180)은 그 사이에 볼륨(120)을 형성하기 위해 함께 결합된 두 개의 반쪽들 또는 부재들(116)로부터 형성된다. 구체적으로, 부재들(116)은 전방 단부(128) 및 후방 단부(132)를 가진 상부 부분(124), 및 원위 단부를 형성하기 위해 상부(124)로부터 연장된 핸들 부분(136)을 가진 피스톨-형태를 형성한다. 몇몇 실시예들에서, 핸들 부분(136)은 또한 사용자가 타겟 조직으로의 전기천공 신호의 투여를 지시하도록 허용하기 위해 트리거(140) 또는 다른 사용자 입력을 포함할 수 있다. 핸드셋(100)의 하우징(108)이 피스톨-형태에서 예시되지만, 하우징(108)은 부가적인 형태들을 포함하거나 또는 상이한 그립 스타일들을 수용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
전극 어레이(112)는 각각이 하우징(108)의 상부 부분(124)의 전방 단부(128)로부터 바깥쪽으로 연장된 복수의 전극들(142)을 포함한다. 각각의 전극(142)은 신호 발생기(32)와 전기 통신하며 디바이스(104)의 동작 동안 타겟 조직으로 전기천공 신호를 전달하도록 구성된다.
도 1 및 도 3은 신호 발생기(32)를 예시한다. 신호 발생기(32)는, 다른 구성요소들 중에서, 전력 스위치(36), 및 전압 증폭기(5)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 신호 발생기(32)는 핸드셋(100)의 전체 무게 중심(CG)이 핸들 부분(136) 및 상부 부분(124)의 교차점에 근접하여 배치되도록 하우징(108) 내에 배치된다. 몇몇 실시예들에서, 하우징(108)의 상부 부분(124)은 축(A)에 수직하여 배치되며 무게 중심(CG)을 통과하는 축(B)이 또한 하우징(108)의 핸들 부분(136)을 통과하도록 그것을 통해 세로 방향으로 연장된 축(A)을 정의할 수 있다(도 1 참조).
도 2는 다른 구성요소들 중에서, 증폭기 하우징(10), 1차 권선(12) 및 복수의 2차 권선들(14A-E)을 포함한 전압 증폭기(5)를 예시한다. 1차 권선(12) 및 복수의 2차 권선들(14A-E)은 증폭기 하우징(10) 내에 배치된다. 도 1에 예시된 실시예에서, 복수의 2차 권선들(14A-E)은 5개의 2차 권선들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 복수의 2차 권선들(14A-E)은 보다 많거나 또는 보다 적은 2차 권선들을 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예들에서, 전압 증폭기(5)는 하나 이상의 1차 권선을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 입력들(16A-B)은 1차 권선들(12) 및 증폭기 하우징(10)의 외부에 있는 하나 이상의 구성요소들 사이에 연결들을 제공한다. 1차 권선(12)에 걸친 전압은 제 1 및 제 2 입력들(16A-B) 사이에서의 전압 차와 같다. 각각의 2차 권선에 걸친 전압은 1차 권선(12)에 걸친 전압 곱하기 권선비와 같다. 권선비는 1차 권선의 턴들의 수 및 2차 권선의 턴들의 수의 비이다. 예를 들면, 1차 권선(12)의 턴들의 수가 5이며 2차 권선(14A)의 턴들의 수가 5이면, 2차 권선(14A)에 걸친 전압은 1차 권선(12)에 걸친 전압과 같다(즉, 권선비는 1:1이다).
도 2에 예시된 실시예에서, 1차 권선(12) 및 복수의 2차 권선들(14A-E)의 각각 사이에서의 권선비는 1:1이다. 예를 들면, 1차 권선(12)에 걸친 전압이 20 볼트들일 때, 복수의 2차 권선들(14A-E)의 각각에 걸친 전압들은 또한 20 볼트들이다. 도 2에 예시된 바와 같이, 복수의 2차 권선들(14A-E)이 직렬로 연결될 때, 복수의 2차 권선들(14A-E)에 걸친 전압은 2차 권선들의 각각에 걸친 전압들의 합과 같다. 예를 들면, 1차 권선(12)에 걸친 전압이 20 볼트들일 때, 복수의 2차 권선들(14A-E)에 걸친 전압은 100 볼트들이다(5개의 2차 권선들의 결과로서).
제 1 및 제 2 출력들(18A-B)은 복수의 2차 권선들(14A-E) 및 하우징(10)의 외부에 있는 하나 이상의 구성요소들 사이에 연결들을 제공한다. 복수의 2차 권선들(14A-E)에 걸친 전압은 제 1 및 제 2 출력들(18A-B) 사이에서의 전압 차와 같다. 예를 들면, 복수의 2차 권선들(14A-E)에 걸친 전압이 100 볼트들일 때, 제 1 및 제 2 출력들(18A-B) 사이에서의 전압 차는 100 볼트들이다.
복수의 전기 구성요소들(20)은 복수의 2차 권선들(14A-E)의 각각에 결합될 수 있다. 복수의 전기 구성요소들(20)은, 다른 구성요소들 중에서, 저장 커패시터(22), 플라이-백 다이오드(24), 필터링 커패시터(26), 및 밸런싱 커패시터(28)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 전기 구성요소들(20)은 도 2에 예시되고 이하에서 논의되는 바와 같이 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 저장 커패시터(22) 및 필터링 커패시터(26)는 병렬 구성으로 서로 결합된다. 또한, 몇몇 실시예들에서, 플라이-백 다이오드(24)는 저장 커패시터(22) 및 필터링 커패시터(26)와 직렬 구성으로 결합된다. 또한, 몇몇 실시예들에서, 플라이-백 다이오드(24) 및 저장 커패시터(22)의 직렬 구성은 밸런싱 커패시터(28) 및 복수의 2차 권선들(14A-E) 중 하나와 병렬 구성으로 결합된다.
복수의 전기 구성요소들(20)은 1차 권선(12) 및 복수의 2차 권선들(14A-E)과 함께 증폭기 하우징(10) 내에 배치된다. 이러한 구성은 증폭기 하우징(10)의 바깥쪽에 배치된 구성요소들과 비교될 때보다 복수의 전기 구성요소들(20) 및 복수의 2차 권선들(14A-E)의 각각 사이에서 보다 작은 와이어 트레이스 길이들을 가능하게 한다. 신호 증폭기(5)에 대한 보다 작은 전체 풋프린트를 허용하는 것 외에, 와이어 트레이스 길이들을 감소시키는 것은 신호 증폭기(5)의 효율 및 동작에 대한 잡음(예를 들면, 스위칭 잡음)의 효과들을 감소시킨다. 이와 같이, 보다 정확하고 안정된 전기천공 신호들은 핸드셋(100)에 의해 훨씬 더 소형의 핸드셋(100)에서 생성될 수 있다.
상기 설명된 구성은 또한 신호 증폭기(5)에서 보다 적은 출력들의 사용을 가능하게 한다. 복수의 전기 구성요소들(20)이 증폭기 하우징(10) 바깥쪽에 있다면, 각각의 2차 권선은 두 개의 출력들을 요구할 것이다. 예를 들면, 5개의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기는 10개의 출력들을 요구할 것이다. 도 2에 예시된 바와 같이, 증폭기 하우징(10) 내에 복수의 전기 구성요소들(20)을 배치하는 것은 단지 두 개의 출력들(예로서, 제 1 및 제 2 출력들(18A-B))의 사용만을 가능하게 한다. 각각의 부가적인 출력은 공간을 요구하며 신호 증폭기의 풋프린트를 증가시킨다. 따라서, 출력들의 수를 감소시킴으로써, 이러한 구성은 신호 증폭기(5)가 보다 작은 풋프린트를 가지며 대응하는 회로 보드들 상에서 및 하우징(108)의 볼륨(120) 내에서의 공간을 보다 효율적으로 이용할 수 있게 한다.
플라이-백 다이오드(24)는 1차 권선(12)에 걸친 전압 입력보다 높은 2차 권선(14A)에 걸친 전압 출력을 달성하기 위해 필요하다. 제 1 및 제 2 입력들(16A-B) 사이에서의 전압 차는 자기장을 생성하는 1차 권선(12)에서 전류를 유도한다. 2차 권선(14A)은 자기장을 획득하며 전압/전류 스파이크를 생성한다. 이러한 전압/전류 스파이크로부터의 에너지는 플라이-백 다이오드(24)가 에너지가 2차 권선(14A)으로 다시 누출되는 것을 방지하기 때문에 저장 커패시터(22)에 저장된다. 저장 커패시터(22)에 저장된 에너지는 단지 2차 권선(14A)에 걸쳐 DC 전압 출력으로서 방출될 수 있다. 필터링 커패시터(26)는 2차 권선(14A)에 걸친 전압이 갑자기 변할 때 발생할 수 있는 2차 권선(14A)에 걸친 전압 스파이크들을 억제한다. 밸런싱 커패시터(28)는 복수의 2차 권선들(14A-E)의 각각에 걸친 전압들이 동일한 값임을 보장한다. 밸런싱 커패시터(28)의 사용은 신호 증폭기(5)에서 스너버 회로들에 대한 요구를 제거한다.
커패시터의 물리적 크기는 두 개의 인자들에 의해 통제된다: 동작 전압 및 커패시턴스. 동작 전압은 커패시터가 동작할 수 있는 최대 전압이다. 커패시터의 동작 전압을 증가시키기 위한 유일한 방식은 커패시터의 크기를 증가시키는 것이다. 높은 동작 전압들을 가진 커패시터들은 물리적 크기가 매우 크다. 작은 동작 전압들을 가진 커패시터들은 물리적 크기가 보다 작다. 종래의 고 전압 발생기들은 높은 동작 전압들을 가진 커패시터들을 요구한다. 그러므로, 종래의 고 전압 발생기들은 물리적 크기가 더 큰 경향이 있다. 복수의 보다 낮은 전압들을 발생시키고 높은 전압을 생성하기 위해 그것들을 직렬로 조합함으로써, 신호 증폭기(5)는 신호 증폭기(5)가 높은 동작 전압을 가진 커패시터들을 요구하지 않기 때문에 종래의 고 전압 발생기들보다 물리적 크기가 더 작다. 이러한 속성들은 사용 동안 사용자에 의해 유지되고 조종되어햐 하는 핸드셋(100)에서 요구된다.
높은 동작 전압들을 가진 커패시터들은 또한 완전히 충전하고 방전하는데 보다 많은 시간을 요구한다. 복수의 보다 낮은 전압들을 발생시키고 높은 전압을 생성하기 위해 그것들을 직렬로 조합함으로써, 신호 증폭기(5)는 종래의 고 전압 발생기들보다 상당히 더 빠르게 높은 전압들을 제공한다.
더욱이, 높은 동작 전압들을 가진 커패시터들을 포함하는 의료 디바이스들에서 사용된 종래의 고 전압 발생기들(예를 들면, 전기천공 펄스 발생기들)은 의료 디바이스들의 사용자들에 대한 감전사 안전 이슈를 제시한다. 종래의 고 전압 발생기들에서의 커패시터들은 처리가 시작되기 전에 높은 전압들로 충전되어야 하며 높은 출력 전압을 생성할 수 있다. 커패시터들이 높은 전압들에서 충전되지만 전기천공 펄스가 아직 부여되지 않은 시간 동안, 커패시터들은 많은 양의 전기 에너지를 유지하고 있다. 이러한 많은 양의 전기 에너지는 그것들이 의료 디바이스들에 의해 감전사된다면 의료 디바이스들의 사용자들에게 심각한 해를 입힐 수 있다. 또한, 많은 양의 전기 에너지는 종래의 고 전압 발생기들이 폭발하게 할 수 있다. 복수의 보다 낮은 전압들을 발생시키며 높은 전압을 생성하기 위해 그것들을 직렬로 조합함으로써, 신호 증폭기(5)는 많은 양의 전기 에너지를 저장할 필요가 없다. 그러므로, 종래의 고 전압 발생기들에 존재하는 감전사 안전 이슈는 신호 증폭기(5)에게 있지 않다.
몇몇 실시예들에서, 도 1에 예시된 바와 같이, 신호 증폭기(5)는 서미스터(30)를 포함한다. 서미스터는 그 저항이 온도에 의존하는 저항기의 유형이다. 몇몇 실시예들에서, 매우 작은 듀티 사이클이 신호 증폭기(5)와 함께 사용된다. 이러한 작은 듀티 사이클은 신호 증폭기(5)의 DC 정격보다 클 수 있다. 제어 회로(도시되지 않음)는 서미스터(30)를 모니터링함으로써 신호 증폭기(5)가 임의의 구성요소 정격을 초과하지 않음을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 도 1에 예시된 바와 같이, 서미스터(30)는 복수의 2차 권선들(14A-E)에 연결된 공통 노드 및 1차 권선(12) 사이에서 결합된다.
전원 공급 장치(34)는 공칭 또는 펄싱된 DC 전압을 전압 증폭기(5)에 공급한다. 예시된 실시예에서, 전원 공급 장치(34)는 하나 이상의 배터리들 또는 배터리 팩들에 의해 동력을 공급받는다. 다른 실시예들에서, 전원 공급 장치(34)는 예를 들면, 100V 내지 240V AC 사이에서의 공칭 라인 전압들 및 대략 50 내지 60Hz의 주파수들을 가진 메인 전력에 의해 동력을 공급받는다. 다른 실시예들에서, 전원 공급 장치(34)는 배터리 전력 및 메인 전력의 조합에 의해 동력을 공급받는다. 몇몇 실시예들에서, 전원 공급 장치(34)는 5V의 공칭 라인 전압을 가진 USB(즉, 범용 직렬 버스) 전력에 의해 동력을 공급받는다. 몇몇 실시예들에서, 배터리들은 재충전 가능한 배터리의 유형이다. 재충전 가능한 배터리들은, 예를 들면, 리튬 이온, 납-산, 니켈 카드뮴, 니켈 수소 합금 등을 포함한다. 리튬-이온 배터리들은 종래의 납-산 배터리들보다 작으며 더 가볍다.
전력 스위치(36)는 전원 공급 장치(34)로부터 신호 증폭기(5)로 에너지의 흐름을 조절한다. 전력 스위치는 제 1 및 제 2 입력들(16A-B)을 통해 신호 증폭기(5)에 전기적으로 결합된다. 제 1 및 제 2 입력들(16A-B) 사이에서의 전압 차는 전력 스위치(36)의 온 대 오프 시간(즉, 듀티 사이클)에 기초한다. 몇몇 실시예들에서, 전력 스위치(36)는 스위칭 전계-효과 트랜지스터(FET)를 포함한다.
따라서, 본 개시는, 다른 것들 중에서, 신호 증폭기 및 신호 발생기를 제공한다. 본 개시의 다양한 특징들 및 이점들은 다음의 청구항들에서 제시된다.
완전성의 이유로, 본 발명의 다양한 양상들은 다음의 넘버링된 항목들에서 시작된다:
항목 1. 전기천공 디바이스에서의 사용을 위한 핸드셋으로서:
하우징;
상기 하우징 내에 배치된 신호 증폭기로서:
1차 권선,
직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 포함하며,
저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드가 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기; 및
상기 신호 증폭기와 전기 통신하는 복수의 전극들을 가진 어레이를 포함하는, 핸드셋.
항목 2. 항목 1에 있어서, 상기 1차 권선 및 상기 복수의 2차 권선들의 각각 사이에서의 권선비는 1 대 1인, 핸드셋.
항목 3. 항목 1에 있어서, 각각의 플라이-백 다이오드 및 저장 커패시터는 직렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각의 것에 결합되는, 핸드셋.
항목 4. 항목 1에 있어서, 상기 플라이-백 다이오드 및 상기 저장 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 핸드셋.
항목 5. 항목 4에 있어서, 필터링 커패시터는 상기 저장 커패시터와 병렬 구성으로 결합되는, 핸드셋.
항목 6. 항목 5에 있어서, 밸런싱 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 핸드셋.
항목 7. 항목 6에 있어서, 서미스터는 상기 복수의 2차 권선들 및 상기 1차 권선 사이에 결합되는, 핸드셋.
항목 8. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 2차 권선들은 적어도 5개의 2차 권선들을 포함하는, 핸드셋.
항목 9. 항목 1에 있어서, 상기 1차 권선, 상기 복수의 2차 권선들, 상기 저장 커패시터 및 상기 플라이-백 다이오드는 각각 신호 발생기 하우징 내에 배치되는, 핸드셋.
항목 10. 전기천공 디바이스로서:
하우징;
상기 하우징 내에 배치된 신호 발생기로서:
1차 권선 및 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기로서, 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기,
전원 공급 장치, 및
상기 1차 권선에 걸쳐 상기 전원 공급 장치로부터 전압을 공급하도록 구성된 전력 스위치를 포함한, 상기 신호 발생기; 및
상기 신호 발생기와 전기 통신하는 하나 이상의 전극들을 가진 어레이를 포함하는, 전기천공 디바이스.
항목 11. 항목 10에 있어서, 상기 1차 권선 및 상기 복수의 2차 권선들의 각각 사이에서의 권선비는 1 대 1인, 전기천공 디바이스.
항목 12. 항목 10에 있어서, 상기 전원 공급 장치는 재충전 가능한 배터리를 포함하는, 전기천공 디바이스.
항목 13. 항목 12에 있어서, 상기 재충전 가능한 배터리는 리튬-이온 배터리를 포함하는, 전기천공 디바이스.
항목 14. 항목 10에 있어서, 상기 플라이-백 디바이스 및 상기 저장 커패시터는 직렬 구성으로 서로 결합되는, 전기천공 디바이스.
항목 15. 항목 14에 있어서, 상기 플라이-백 다이오드 및 상기 저장 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 전기천공 디바이스.
항목 16. 항목 15에 있어서, 필터링 커패시터는 상기 저장 커패시터와 병렬 구성으로 결합되는, 전기천공 디바이스.
항목 17. 항목 10에 있어서, 밸런싱 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 전기천공 디바이스.
항목 18. 항목 10에 있어서, 서미스터는 상기 복수의 2차 권선들 및 상기 1차 권선 사이에서 결합되는, 전기천공 디바이스.
항목 19. 전기천공 시스템으로서,
베이스 스테이션; 및
상기 베이스 스테이션에 착탈 가능하게 결합된 핸드셋으로서:
하우징,
주입 어셈블리,
전원 공급 장치, 및
상기 핸드셋의 하우징 내에 배치되며 상기 주입 어셈블리와 동작 가능하게 통신하는 신호 발생기로서:
1차 권선, 및 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기로서, 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기, 및
상기 1차 권선에 걸쳐 상기 전원 공급 장치로부터 전압을 공급하도록 구성된 전력 스위치를 포함한, 상기 신호 발생기, 및
그로부터 연장되며 상기 신호 발생기와 전기 통신하는 적어도 하나의 전극을 가진 어레이를 포함한, 상기 핸드셋을 포함하는, 전기천공 시스템.
항목 20. 항목 19에 있어서, 상기 베이스 스테이션은 상기 베이스 스테이션이 상기 핸드셋에 결합될 때 상기 전원 공급 장치와 전기 통신하는, 전기천공 시스템.

Claims (20)

  1. 전기천공 디바이스에서의 사용을 위한 핸드셋에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 신호 증폭기로서:
    1차 권선,
    직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 포함하며,
    저장 커패시터 및 플라이-백(fly-back) 다이오드가 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기; 및
    상기 신호 증폭기와 전기 통신하는 복수의 전극들을 가진 어레이를 포함하는, 핸드셋.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차 권선 및 상기 복수의 2차 권선들의 각각 사이에서의 권선비는 1 대 1인, 핸드셋.
  3. 청구항 1에 있어서,
    각각의 플라이-백 다이오드 및 저장 커패시터는 직렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각의 것에 결합되는, 핸드셋.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라이-백 다이오드 및 상기 저장 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 핸드셋.
  5. 청구항 4에 있어서,
    필터링 커패시터는 상기 저장 커패시터와 병렬 구성으로 결합되는, 핸드셋.
  6. 청구항 5에 있어서,
    밸런싱 커패시터(balancing capacitor)는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 핸드셋.
  7. 청구항 6에 있어서,
    서미스터는 상기 복수의 2차 권선들 및 상기 1차 권선 사이에서 결합되는, 핸드셋.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 2차 권선들은 적어도 5개의 2차 권선들을 포함하는, 핸드셋.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차 권선, 상기 복수의 2차 권선들, 상기 저장 커패시터 및 상기 플라이-백 다이오드는 각각 신호 발생기 하우징 내에 배치되는, 핸드셋.
  10. 전기천공 디바이스에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 신호 발생기로서:
    1차 권선 및 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기로서, 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기,
    전원 공급 장치, 및
    상기 1차 권선에 걸쳐 상기 전원 공급 장치로부터 전압을 공급하도록 구성된 전력 스위치를 포함한, 상기 신호 발생기; 및
    상기 신호 발생기와 전기 통신하는 하나 이상의 전극들을 가진 어레이를 포함하는, 전기천공 디바이스.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 1차 권선 및 상기 복수의 2차 권선들의 각각 사이에서의 권선비는 1 대 1인, 전기천공 디바이스.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 재충전 가능한 배터리를 포함하는, 전기천공 디바이스.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 재충전 가능한 배터리는 리튬-이온 배터리를 포함하는, 전기천공 디바이스.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 플라이-백 다이오드 및 상기 저장 커패시터는 직렬 구성으로 서로 결합되는, 전기천공 디바이스.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 플라이-백 다이오드 및 상기 저장 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 전기천공 디바이스.
  16. 청구항 15에 있어서,
    필터링 커패시터는 상기 저장 커패시터와 병렬 구성으로 결합되는, 전기천공 디바이스.
  17. 청구항 10에 있어서,
    밸런싱 커패시터는 병렬 구성으로 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 전기천공 디바이스.
  18. 청구항 10에 있어서,
    서미스터는 상기 복수의 2차 권선들 및 상기 1차 권선 사이에서 결합되는, 전기천공 디바이스.
  19. 전기천공 시스템에 있어서,
    베이스 스테이션(base station); 및
    상기 베이스 스테이션에 착탈 가능하게 결합된 핸드셋으로서:
    하우징,
    주입 어셈블리,
    전원 공급 장치, 및
    상기 핸드셋의 하우징 내에 배치되며 상기 주입 어셈블리와 동작 가능하게 통신하는 신호 발생기로서,
    1차 권선, 및 직렬 구성으로 함께 결합된 복수의 2차 권선들을 가진 신호 증폭기로서, 저장 커패시터 및 플라이-백 다이오드는 상기 복수의 2차 권선들의 각각에 결합되는, 상기 신호 증폭기, 및
    상기 1차 권선에 걸쳐 상기 전원 공급 장치로부터 전압을 공급하도록 구성된 전력 스위치를 포함한, 상기 신호 발생기, 및
    그로부터 연장되며 상기 신호 발생기와 전기 통신하는 적어도 하나의 전극을 가진 어레이를 포함한, 상기 핸드셋을 포함하는, 전기천공 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 베이스 스테이션은 상기 베이스 스테이션이 상기 핸드셋에 결합될 때 상기 전원 공급 장치와 전기 통신하는, 전기천공 시스템.
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