RU181259U1 - Устройство формирования биполярного импульса - Google Patents
Устройство формирования биполярного импульса Download PDFInfo
- Publication number
- RU181259U1 RU181259U1 RU2018108386U RU2018108386U RU181259U1 RU 181259 U1 RU181259 U1 RU 181259U1 RU 2018108386 U RU2018108386 U RU 2018108386U RU 2018108386 U RU2018108386 U RU 2018108386U RU 181259 U1 RU181259 U1 RU 181259U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- bridge
- keys
- electronic
- current
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/18—Modifications for indicating state of switch
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электронной технике и может найти применение в кардиодефибрилляторах с биполярной (бифазной) формой терапевтического импульса.Полезная модель разработана с целью повышения надежности формирователя биполярного сигнала, снижения его стоимости и габаритов.Указанная цель достигается тем, что в устройстве формирования биполярного импульса, содержащем накопительный конденсатор, положительный вывод которого соединен с первым входом Н-моста, состоящего из четырех электронных ключей, предназначенных для переключения направления тока через нагрузку, отрицательный вывод накопительного конденсатора соединен со вторым входом Н-моста, между первым и вторым выходами которого включена нагрузка, N электронных ключей, предназначенных для изменения величины тока нагрузки, N резисторов и устройства управления, выходы которого подключены к цепям управления электронных ключей, первые выводы N электронных ключей, предназначенных для измерения величины тока нагрузки, соединены через соответствующие N резисторов с первым выходом Н-моста, а вторые выводы этих электронных ключей и общий вывод устройства управления соединены со вторым входом Н-моста. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к электронной технике и может найти применение в кардиодефибрилляторах с биполярной (бифазной) формой терапевтического импульса.
В современных дефибрилляторах терапевтический импульс, как правило, формируется за счет подключения к пациенту электрического накопительного конденсатора, предварительно заряженного до напряжения несколько киловольт. В начальный момент подключения конденсатора через пациента протекает большой ток, способный травмировать живые ткани, особенно в случае, если тело пациента имеет низкий импеданс. Для разработчиков дефибрилляторов стандартом ГОСТ Р МЭК 60601-2-4-2013 диапазон возможного сопротивления тела пациента (далее - нагрузка) установлен от 25 до 175 Ом.
Для ограничения тока, протекающего через нагрузку в первой фазе дефибрилляционного импульса и для устранения влияния сопротивления нагрузки на ток дефибрилляции, а так же для формирования импульса дефибрилляции заданной формы применяют различные способы регулирования. Один из основных способов регулирования - включение в цепь разряда накопительного конденсатора последовательно с нагрузкой резистивной схемы с управляемой величиной электрического сопротивления.
Известно устройство, формирующее электротерапевтическую волну тока (дефибрилляционный импульс) (патент WO 98/26841, дата публикации 25.06.1998, FIG. 2), содержащее накопительный конденсатор 20, мостовую переключающую схему 48, управляющий микропроцессор 46 и переключаемую резистивную схему 50. В процессе формирования дефибрилляционного импульса по командам микропроцессора производится изменение сопротивления резистивной схемы 50 путем изменения количества резисторов, включенных в цепь протекания тока от накопительного конденсатора к нагрузке, включенной в диагональ мостовой переключающей схемы 48. Вариант формы импульсов тока, полученных в результате регулирования, приведены на FIG. 6 - FIG.9.
Из приведенных графиков видно, что регулирование осуществляется по мере необходимости, но только на протяжении положительной фазы биполярного импульса. Отрицательная фаза биполярного импульса не регулируется, поскольку напряжение накопительного конденсатора и, соответственно, ток через нагрузку к началу отрицательной фазы значительно снижаются.
Недостаток этого технического решения состоит в том, что силовыми ключами резистивной схемы необходимо управлять по каналам, имеющим высоковольтную гальваническую развязку (FIG. 3), что повышает габариты и стоимость устройства, снижает его надежность.
Известен формирователь импульсов энергии с использованием металлооксидных варисторов (патент RU №2497274 (приоритет от 28.02.2012)). В варианте использования формирователя импульсов энергии, приведенном на фиг.4, регулирование величины тока нагрузки, включенной на выход Н-моста 9, осуществляется переключением ключей 3, управляемых контроллером 7, которые включают в цепь протекания тока нагрузки определенное количество металлооксидных варисторов.
Недостаток этого формирователя импульсов заключается в необходимости управления силовыми ключами по каналам, имеющим высоковольтную гальваническую развязку.
Наиболее близким к заявленной полезной модели и принятое за прототип является устройство формирования биполярного сигнала (патент RU №2421899 (приоритет от 09.03.2010)), содержащее накопитель электрической энергии (конденсатор), цепь формирования биполярного сигнала, состоящая из четырех ключей (Н-мост), цепь последовательно соединенных ключей, каждый из которых параллельно включен с резистором и схему управления последовательно соединенными ключами для изменения формы импульса.
Каналы управления последовательно соединенными ключами данного устройства должны иметь высоковольтную гальваническую развязку, как между собой, так и со схемой управления ключами, это усложняет схему устройства, отрицательно сказывается на надежности, возрастает стоимость и габариты устройства.
Полезная модель разработана с целью повышения надежности формирователя биполярного сигнала, снижения его стоимости и габаритов.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве формирования биполярного импульса, содержащем накопительный конденсатор, положительный вывод которого соединен с первым входом Н-моста, состоящего из четырех электронных ключей, предназначенных для переключения направления тока через нагрузку, отрицательный вывод накопительного конденсатора соединен со вторым входом Н-моста, между первым и вторым выходами которого включена нагрузка, N электронных ключей, предназначенных для изменения величины тока нагрузки, N резисторов и устройство управления, выходы которого подключены к цепям управления электронных ключей, первые выводы N электронных ключей, предназначенных для изменения величины тока нагрузки, соединены через соответствующие N резисторов с первым выходом Н-моста, а вторые выходы этих электронных ключей и общий вывод устройства управления соединены со вторым входом Н-моста.
Заявленное решение поясняется схемой предлагаемого устройства, изображенной на фиг.1.
Предлагаемое устройство формирования биполярного импульса, схема которого приведена на фиг.1, содержит накопительный конденсатор 1, положительный вывод которого соединен с первым входом 2 Н-моста 3, состоящего из четырех электронных ключей 4, предназначенных для переключения направления тока через нагрузку, отрицательный вывод накопительного конденсатора 1 соединен со вторым входом 5 Н-моста 3, между первым 6 и вторым 7 выходами Н-моста 3 включена нагрузка 8, N электронных ключей 9, N резисторов 10 и устройство управления 11, выходы которого подключены к цепям управления электронных ключей. Первые выводы электронных ключей 9.1-9.N, предназначенных для изменения величины тока нагрузки, соединены через соответствующие резисторы 10.1-10.N с первым выходом 6 Н-моста 3, вторые выводы этих электронных ключей и общий вывод 12 устройства управления 11 соединены со вторым входом 5 Н-моста 3.
Устройство работает следующим образом:
8 исходном состоянии накопительный конденсатор 1 заряжен до определенного напряжения. Все электронные ключи устройства разомкнуты. Ток через нагрузку 8 не протекает. При необходимости сформировать через нагрузку 8 биполярный импульс с ограничением протекающего через нагрузку тока, по командам устройства управления 11 открывается ключ 4.2 и один или несколько ключей 9. В этом режиме ток от конденсатора 1 протекает через открытый ключ 4.2, нагрузку, один или несколько открытых ключей 9 и соответствующие резисторы 10. Начинает формироваться первая, условно положительная, фаза импульса.
По мере разряда конденсатора 1, что приводит к уменьшению тока через нагрузку, по командам устройства управления набор открытых ключей 9 изменяется так, чтобы совокупное сопротивление подключенных этими ключами резисторов 10 уменьшилось, обеспечив скачкообразное восстановление тока нагрузки, как правило, до первоначального полученного уровня.
По мере разряда накопительного конденсатора 1, процесс изменения совокупного сопротивления резисторов 10, подключенных ключами 9 между выходом 6 и отрицательными выводом накопительного конденсатора 1 позволяет поддерживать ток через нагрузку 8 с определенной точностью.
Точность поддержания заданного тока определяется количеством ключей 9 и соответствующих резисторов 10. В процессе регулирования тока для обеспечения минимального сопротивления в цепи нагрузки включается ключ 4.3. По окончании первой фазы импульса, по командам устройства управления все ключи 9 и ключи 4.2 и 4.3 закрываются. Протекание тока через нагрузку прекращается. При необходимости формируется пауза определенной длительности.
Для формирования второй, условно отрицательной фазы импульса, по командам устройства управления 11 открываются ключи 4.1 и 4.4 Н-моста 3. В результате через нагрузку 8 течет ток в направлении обратном току, протекающему через нагрузку в первой фазе. Через установленное время, ключи 4.1 и 4.4 по командам устройства управления 11 закрываются, ток через нагрузку 8 прекращается, формирование биполярного импульса заканчивается.
Длительности первой и второй фазы импульса, паузы между ними и алгоритм включения-выключения ключей 9 и ключа 4.3 при изменении тока, протекающего через нагрузку в первой фазе импульса, определяется программным обеспечением устройства управления.
В предложенном техническом решении ключи 9.1-9.N, 4.3 и 4.4 соединены с отрицательным выводом накопительного конденсатора 1 и выводом 12 устройства управления, что позволяет управляющие входы этих ключей соединить с выходами устройства управления без гальванической развязки, это значительно повышает надежность устройства, снижает его стоимость и габариты.
Необходимость иметь изолированные каналы управления сохраняется только для двух электронных ключей 4.1 и 4.2, входящих в состав Н-моста.
Устройство формирования биполярного импульса, содержащее электронные ключи 9.1-9.3, 4.3 и 4.4, реализованные на IGBT-транзисторах, и ключи 4.1 и 4.2, реализованные на тиристорах с управлением через импульсные трансформаторы успешно испытано в составе опытных образцов дефибриллятора ДКИ-Н-12.
Claims (1)
- Устройство формирования биполярного импульса, содержащее накопительный конденсатор, положительный вывод которого соединен с первым входом Н-моста, состоящего из четырех электронных ключей, предназначенных для переключения направления тока через нагрузку, отрицательный вывод накопительного конденсатора соединен со вторым входом Н-моста, между первым и вторым выходами которого включена нагрузка, N электронных ключей, предназначенных для изменения величины тока нагрузки, N резисторов и устройство управления, выходы которого подключены к цепям управления электронных ключей, отличающееся тем, что первые выводы N электронных ключей, предназначенных для измерения величины тока нагрузки, соединены через соответствующие N резисторов с первым выходом Н-моста, а вторые выводы этих электронных ключей и общий вывод устройства управления соединены со вторым входом Н-моста.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108386U RU181259U1 (ru) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Устройство формирования биполярного импульса |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018108386U RU181259U1 (ru) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Устройство формирования биполярного импульса |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU181259U1 true RU181259U1 (ru) | 2018-07-06 |
Family
ID=62813701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018108386U RU181259U1 (ru) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Устройство формирования биполярного импульса |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU181259U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218659C2 (ru) * | 2001-10-31 | 2003-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" | Устройство формирования биполярного сигнала |
| RU2345475C1 (ru) * | 2007-12-20 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) | Устройство формирования биполярного и многофазного сигналов |
| RU2421899C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-06-20 | Открытое Акционерное Общество "Производственное Объединение "Уральский Оптико-Механический Завод" Имени Э.С. Яламова" (Оао "По "Уомз") | Устройство формирования биполярного сигнала |
| EP1458445B1 (en) * | 2001-12-20 | 2015-11-04 | Koninklijke Philips N.V. | Apparatus for delivering defibrillation and pacing energy from a single power source |
-
2018
- 2018-03-06 RU RU2018108386U patent/RU181259U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218659C2 (ru) * | 2001-10-31 | 2003-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" | Устройство формирования биполярного сигнала |
| EP1458445B1 (en) * | 2001-12-20 | 2015-11-04 | Koninklijke Philips N.V. | Apparatus for delivering defibrillation and pacing energy from a single power source |
| RU2345475C1 (ru) * | 2007-12-20 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) | Устройство формирования биполярного и многофазного сигналов |
| RU2421899C1 (ru) * | 2010-03-09 | 2011-06-20 | Открытое Акционерное Общество "Производственное Объединение "Уральский Оптико-Механический Завод" Имени Э.С. Яламова" (Оао "По "Уомз") | Устройство формирования биполярного сигнала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6097982A (en) | Patient-worn energy delivery apparatus | |
| CN101443076B (zh) | 具有仅闭合开关的简化双相除颤器电路 | |
| US6208895B1 (en) | Circuit for performing external pacing and biphasic defibrillation | |
| US20230077540A1 (en) | Method and apparatus for applying a rectilinear biphasic power waveform to a load | |
| US6647290B2 (en) | Charge-based defibrillation method and apparatus | |
| JP5771261B2 (ja) | 医療用連発磁気パルス発生装置 | |
| US5733310A (en) | Electrotherapy circuit and method for producing therapeutic discharge waveform immediately following sensing pulse | |
| US9056207B2 (en) | Biphasic defibrillation circuit and defibrillator | |
| US5769872A (en) | Electrotherapy circuit and method for shaping current waveforms | |
| US20140343625A1 (en) | Muscle stimulation device | |
| JP2013526986A5 (ru) | ||
| JP2012529954A5 (ru) | ||
| van Dongen et al. | A power-efficient multichannel neural stimulator using high-frequency pulsed excitation from an unfiltered dynamic supply | |
| WO2011146498A2 (en) | Configurable pulse generator | |
| EP0973582A1 (en) | Electrotherapy current waveform | |
| DE69429703T2 (de) | Implantierbarer Defibrillator/Herzschrittmacher mit mehrphasigem Impulsgenerator | |
| Urso et al. | An Ultra High-Frequency 8-Channel Neurostimulator Circuit With $\text {68}\% $ Peak Power Efficiency | |
| RU181259U1 (ru) | Устройство формирования биполярного импульса | |
| JP2001245992A5 (ru) | ||
| RU2345475C1 (ru) | Устройство формирования биполярного и многофазного сигналов | |
| US5904706A (en) | Method and apparatus for producing electrotherapy current waveform with ripple | |
| US5800462A (en) | Electrotherapy circuit for producing therapeutic discharge waveform based on high-current sensing pulse | |
| US5800463A (en) | Electrotherapy circuit having controlled peak current | |
| CN114978117A (zh) | 用于电穿孔的高压脉冲发生器 | |
| KR102435976B1 (ko) | 저주파 자극기 |