專利名稱：一種具有自放電復用功能的除顫放電電路的制作方法
技術領域：
本發明屬于醫療設備技術領域，具體涉及一種具有自放電復用功能的除顫放電電路。
背景技術：
心室纖顫是一種嚴重的心臟病癥狀，等同于心臟停搏，嚴重威脅著人類生命，而有效終止心室纖顫的措施就是電擊除顫。除顫儀是一種用于治療心室纖顫的設備，除顫儀包含有至少一個能量儲能裝置，通常是電容。儲能電容上儲存的高壓能量以單相波或者雙相波的形式對患者釋放能量，以達到除顫的目的，將能量以一定的波形釋放到患者的電路，稱為除顫放電電路。另外，釋放給患者除顫治療的能量通常只是儲能電容所儲存能量的一部分，而另外一部分能量，必須通過其它方式進行內部泄放，對剩余能量泄放的電路稱為自放 電電路。現有的一種雙相波除顫器的除顫放電電路結構示意如圖I所示。其中，Cl為系統的儲能電容，4個開關SW1、SW2、SW3、SW4以及繼電器構成了 H橋除顫放電電路；開關SW5、功率電阻Rl則單獨構成了自放電電路。電路中除顫放電電路和自放電電路相互獨立，其中的SW5由于須采用耐高壓的固態開關或繼電器，器件價格昂貴，從而限制了除顫儀的總體成本的降低。

發明內容
本發明的目的在于提供一種既能夠對患者進行除顫放電，又能實現系統自放電的除顫放電電路，以節省昂貴的耐高壓器件，降低除顫儀的成本。本發明提供的除顫放電電路，是對現有雙相波除顫器的除顫放電電路結構的改進，在原來的由4個開關SW1、Sff2, Sff3, SW4以及繼電器構成的H橋除顫放電電路中，上肢兩點耦合到用于存儲能量的儲能電容的正極，下肢兩點耦合到地，中間兩點通過繼電器耦合到人體；現將作為能量泄放部件的功率電阻Rl連接在H橋除顫放電電路上肢的兩個開關SffU SW2之間；該電路一端耦合到用于儲存能量的儲能電容的正極，另一端耦合到地；通過控制端設定該電路的不同電流導通路徑，可以實現不同的工作模式，執行不同的電路功能第一對病人患者的除顫，第二對系統內部進行自放電。具體見圖2所示。本發明中，所述的開關器件可以為半導體開關器件。本發明中，所述的能量泄放部件為電阻器件，并且阻抗值大于等于IK歐姆。本發明提供的除顫放電電路，可以通過如下的控制方法，執行各種各種工作狀態停止狀態、正相除顫放電狀態、除顫放電休止狀態、反相除顫放電狀態、自放電狀態。各種狀態下的開關配合如下
停止狀態將開關SW1、Sff2, Sff3, SW4、以及繼電器均處于斷開狀態，儲能電容的能量停止從放電橋路中釋放電能；
正相除顫放電狀態將開關SW1、SW4閉合，繼電器閉合，同時將開關SW2、SW3斷開；使放電橋路處于正相除顫放電狀態；既電流從儲能電容Cl的高壓端流經開關SW1、人體和功率電阻R1、開關SW4回流到地，其中功率電阻Rl的阻抗遠大于人體阻抗，可以忽略流過它的電流大小。儲能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，實現正相除顫放電；
除顫放電休止狀態將繼電器閉合，將打開開關SW1、SW2、Sff3, SW4，這時放電橋路和人體斷開，儲能電容Cl上的能量不被釋放到人體或者內部釋放，即處于除顫放電休止狀態；反相除顫放電狀態將開關SW2、SW3閉合，將繼電器閉合，同時斷開開關SW1、SW4，這時電流從儲能電容Cl的高壓端流經開關SW2、人體和功率電阻R1、開關SW3回流到地，其中功率電阻Rl的阻抗遠大于人體阻抗，可以忽略流過它的電流大小。儲能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，電流的方向與正相放電狀態正好相反，進行反相除顫放電；
自放電狀態有兩種組合方式
方式一斷開繼電器，斷開開關SWl與SW4，同時閉合開關SW2與SW3，這時放電橋路與人體連接完全斷開，儲能電容Cl上能量，通過開關SW2、功率電阻Rl、SW3進行泄放；
方式二 斷開繼電器，閉合開關SWl與SW4，同時斷開開關SW2與SW3。這時放電橋路與人體完全斷開，儲能電容Cl上的能量，通過開關SW1、功率電阻R1、開關SW4進行泄放。實際操作過程中，方式一和方式二可以交替使用，以達到器件均勻損耗。該電路結構能夠實現自放電和除顫放電時對耐高壓器件的復合利用，省去了 SW5耐高壓的固態開關SW5等，可大大降低除顫器器件成本。


圖I為一種雙相波除顫器的除顫放電電路和自放電電路結構示意。圖2為本發明的除顫放電電路示意結構圖。圖3為本發明的除顫放電電路電原理路。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖2給出了具有自放電復用功能的除顫放電電路一種實施例的示意框圖。Cl為用于能量儲存的儲能電容，開關SW1、SW2、Sff3, Sff4,電阻R1、以及繼電器構成了 H橋除顫放電電路，H橋放電電路一端耦合到Cl的高壓端，另外一端耦合到地。其中開關SW1、SW2、Sff3, SW4、可以是IGBT，晶閘管、晶體管或MOSFET等半導體器件，Rl是功率電阻。該電路可以工作于以下各種狀態的任何一種停止狀態、正相除顫放電狀態、除顫放電休止狀態、反相除顫放電狀態、自放電狀態。各種狀態下的開關配合和工作原理如下
停止狀態該狀態下，SW1、SW2、SW3、SW4、以及繼電器均處于斷開狀態。儲能電容的能量不會從放電橋路中有任何的釋放。正相除顫放電狀態該狀態下，SffU SW4閉合、繼電器閉合、同時SW2、SW3斷開。電流從儲能電容Cl的高壓端流經SWl、人體和Rl、SW4回流到地，其中Rl的阻抗遠大于人體阻抗、可以忽略流過它的電流大小。儲能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，實現正相除顫。除顫放電休止狀態該狀態下,繼電器閉合，SffU Sff2, Sff3, SW4均處于打開狀態。放電電路和人體斷開，儲能電容Cl上的能量不被釋放到人體或者內部釋放。
反相除顫放電狀態該狀態下，SW2、SW3閉合、繼電器閉合、同時SW1、SW4斷開。電流從儲能電容Cl的高壓端流經SW2、人體和Rl、SW3回流到地，其中Rl的阻抗遠大于人體阻抗、可以忽略流過它的電流大小。儲能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，電流的方向與正相放電狀態正好相反。自放電狀態該狀態下，至少可以有兩種組合方式，方式一繼電器斷開，Sffl與SW4斷開，同時SW2與SW3閉合。放電電路與人體連接完全斷開，儲能電容Cl上能量，通過SW2、R1、SW3進行泄放。方式二 繼電器斷開，Sffl與SW4閉合，同時SW2與SW3斷開。放電電路與人體完全斷開，儲能電容Cl上的能量，通過SW1、R1、SW4進行泄放。實際操作過程中，方式一和方式二可以交替使用，以 達到器件均勻損耗。圖3給出了具有自放電復用功能的除顫放電電路一種實施例的電原理圖。圖中Ql、Q2、Q3、Q4、默認都處于截止狀態，分別受SI、S2、S3、S4電平驅動信號控制被打開，繼電器默認處于斷開狀態，受S5電平驅動控制被打開。當S1、S2、S3、S4、S5都是低電平時，Ql、Q2、Q3、Q4都截止、繼電器斷開，電路處于
停止狀態，不進行任何放電。當S1、S3、S5為高電平，S2、S4為低電平時，Q1、Q3導通，Q2、Q4截止，繼電器閉合，人體和放電橋路相互連接，電容Cl的能量通過Ql，Q3施加于人體，進行正相除顫。當S2、S4、S5為高電平，S1、S3為低電平時，Q2、Q4導通，Ql、Q3截止，繼電器閉合，人體和放電橋路相互連接，電容Cl的能量通過Q2、Q4施加于人體，進行反相除顫。當SI、S2、S3、S4為低電平，S5為高電平時，QU Q2、Q3、Q4都處于截止狀態、繼電器閉合，人體和放電橋路相互連接，但電容Cl的能量不會施加到人體。當SI、S3、S5為低電平，S2、S4為高電平時，Q2、Q4導通，Ql、Q3截止，繼電器斷開，人體和放電橋路之間斷開，電容Cl的能量通過Q2、Q4、Rl實現內部泄放。當S2、S4、S5為低電平，S1、S3為高電平時，Q1、Q3導通，Q2、Q4截止，繼電器斷開，人體和放電橋路之間斷開，電容Cl的能量通過Ql、Q3、Rl實現內部泄放。
權利要求
1. 一種具有自放電復用功能的除顫放電電路，已有的由4個開關SWl、SW2、SW3、SW4以及繼電器構成的H橋除顫放電電路中，上肢兩點耦合到用于存儲能量的儲能電容的正極，下肢兩點耦合到地，中間兩點通過繼電器耦合到人體；其特征在于將作為能量泄放部件的功率電阻Rl連接在H橋除顫放電電路上肢的兩個開關SW1、SW2之間；該電路一端耦合到用于儲存能量的儲能電容的正極，另一端耦合到地；通過控制端設定該電路的不同電流導通路徑，實現不同的工作模式，執行不同的電路功能。
2.根據權利要求I所述的除顫放電電路，其特征在于所述的開關為半導體開關器件。
3.根據權利要求I所述的除顫放電電路，其特征在于所述的功率電阻Rl阻抗值大于等于IK歐姆。
4.如權利要求I所述的具有自放電復用功能的除顫放電電路的控制方法，其特征在于 通過如下的開關配合方式，執行各種工作狀態停止狀態、正相除顫放電狀態、除顫放電休止狀態、反相除顫放電狀態、自放電狀態 停止狀態將開關SW1、Sff2, Sff3, SW4、以及繼電器均處于斷開狀態，儲能電容的能量停止從放電橋路中釋放電能； 正相除顫放電狀態將開關SW1、SW4閉合，繼電器閉合，同時將開關SW2、SW3斷開；使放電橋路處于正相除顫放電狀態；即電流從儲能電容Cl的高壓端流經開關SW1、人體和功率電阻R1、開關SW4回流到地，儲能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，實現正相除顫放電； 除顫放電休止狀態將繼電器閉合，將打開開關SW1、SW2、Sff3, SW4，這時放電橋路和人體斷開，儲能電容Cl上的能量不被釋放到人體或者內部釋放，即處于除顫放電休止狀態；反相除顫放電狀態將開關SW2、SW3閉合，將繼電器閉合，同時斷開開關SW1、SW4，這時電流從儲能電容Cl的高壓端流經開關SW2、人體和功率電阻R1、開關SW3回流到地，儲能電容Cl上的能量以電流的形式釋放到人體，電流的方向與正相放電狀態正好相反，進行反相除顫放電； 自放電狀態，有兩種組合方式 方式一斷開繼電器，斷開開關SWl與SW4，同時閉合開關SW2與SW3，這時放電橋路與人體連接完全斷開，儲能電容Cl上能量，通過開關SW2、功率電阻Rl、SW3進行泄放； 方式二 斷開繼電器，閉合開關SWl與SW4，同時斷開開關SW2與SW3 ;這時放電橋路與人體完全斷開，儲能電容Cl上的能量，通過開關SW1、功率電阻R1、開關SW4進行泄放。
全文摘要
本發明屬于醫療設備技術領域，具體為一種具有自放電復用功能的除顫放電電路。該除顫放電電路，包括除顫放電H橋路、繼電器和能量泄放部件，除顫放電H橋路通過繼電器連接到人體，能量泄放部件橫跨H橋放電電路的左支與右支，該電路通過繼電器和H橋路的開關閉合組合既可以實現對病人的除顫放電功能，也可以實現儲存裝置的內部能量泄放即自放電功能。該電路復合利用了除顫放電橋路中的耐高壓開關器件，以實現自放電的目的，相對于采用獨立開關控制自放電電路的除顫器，大大降低了除顫器自放電電路的成本。
文檔編號A61N1/39GK102974037SQ20121055670
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者王旭, 賴大坤 申請人:久心醫療科技(蘇州)有限公司