專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脈寬、幅度可調(diào)的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，用于術(shù)前神經(jīng)定位和術(shù)中神經(jīng)監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
術(shù)前神經(jīng)刺激可用于定位神經(jīng)位置，術(shù)中神經(jīng)刺激可用于監(jiān)測(cè)神經(jīng)狀況。外周神經(jīng)阻滯是很多外科手術(shù)的必須步驟，而準(zhǔn)確定位神經(jīng)叢的位置是阻滯手術(shù)成功的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的外周神經(jīng)阻滯手術(shù)結(jié)合解剖圖采用盲探法，即依賴(lài)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和患者對(duì)異感的反饋來(lái)判斷注藥針尖是否到達(dá)合適的位置。若醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)不足，這種盲目試探的方法可能會(huì)對(duì)患者神經(jīng)造成機(jī)械性損傷并帶來(lái)疼痛；又或者患者處于昏迷狀態(tài)或不配合時(shí)，該方法即無(wú)法實(shí)施，特別對(duì)于肥胖患者，其體表由于堆積大量脂肪導(dǎo)致體表解剖標(biāo)志不明顯，該方法效果即變得非常有限。神經(jīng)生理監(jiān)測(cè)技術(shù)是目前神經(jīng)外科和脊柱外科領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)，其主要是通過(guò)采用特定參數(shù)的電脈沖刺激神經(jīng)，觀察神經(jīng)的各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)了解和監(jiān)控神經(jīng)的功能狀況，臨床上用于術(shù)中避免神經(jīng)損傷和預(yù)防術(shù)后神經(jīng)功能受損。運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位(MEP)監(jiān)測(cè)是術(shù)中神經(jīng)監(jiān)護(hù)(Intraoperative Neuromonitoring, Ι0ΝΜ)系統(tǒng)的重要組成部分,可在不開(kāi)顱的條件下對(duì)皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)施加刺激，實(shí)時(shí)評(píng)估手術(shù)中處于危險(xiǎn)狀態(tài)的神經(jīng)系統(tǒng)功能的完整性，并提示術(shù)者采取干預(yù)措施使神經(jīng)損傷消除或減至最小。MEP的實(shí)施需要特殊的高壓、 大電流、短脈沖電刺激器，且輸出刺激脈沖的電壓、電流、寬度的變化范圍大，刺激模式多。參考專(zhuān)利《神經(jīng)叢刺激系統(tǒng)及神經(jīng)叢刺激器》，申請(qǐng)?zhí)?01120096646. 6。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述兩個(gè)背景，即術(shù)前神經(jīng)刺激可用于定位神經(jīng)位置和術(shù)中神經(jīng)刺激可用于監(jiān)測(cè)神經(jīng)狀況，本發(fā)明的目的在于提出一種脈寬、幅度可調(diào)的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路。根據(jù)臨床需求不同，可選擇參數(shù)不同的刺激模式，主要體現(xiàn)在脈沖強(qiáng)度，即電流幅度、脈沖寬度、 脈沖間隔和脈沖個(gè)數(shù)的不同。本電路尤其適合于運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位監(jiān)測(cè)。神經(jīng)刺激器的關(guān)鍵技術(shù)是多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路的設(shè)計(jì)，而多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路的關(guān)鍵在于多級(jí)和恒流控制。因?yàn)橐蟮碾娏骷?jí)數(shù)較多，為滿(mǎn)足電流的調(diào)節(jié)精度，使用高壓充電電路在儲(chǔ)能電容上得到高壓，保證在電阻網(wǎng)絡(luò)中兩相鄰檔級(jí)間有足夠的壓差。恒流要求刺激電流的幅度不受負(fù)載阻抗變化的影響。本發(fā)明提出的脈寬、幅度可調(diào)的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，由反激式高壓充電電路、 電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路、三極管恒流輸出控制電路和微控制器組成。其中，所述反激式高壓充電電路將外供低壓直流電源升壓至所需高電壓并對(duì)儲(chǔ)能電容充電；所述電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路由電阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)儲(chǔ)能電容上的電壓分壓，得到所需各級(jí)目標(biāo)電壓；所述三極管恒流輸出控制電路由三極管基極從電阻分壓網(wǎng)絡(luò)取出所需檔級(jí)電壓，利用三極管發(fā)射極和基極的壓差恒定原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射極參考電阻的恒壓控制，參考電阻取固定阻值，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)集電極負(fù)載的恒流控制；所述微控制器實(shí)現(xiàn)反激式高壓充電電路的充電控制和反饋控制、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路各模擬開(kāi)關(guān)的通斷控制和三極管恒流輸出控制電路的輸出控制。恒流脈沖寬度、脈沖間隔和脈沖個(gè)數(shù)等由微控制器控制總開(kāi)關(guān)導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間和導(dǎo)通次數(shù)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，采用反激式高壓充電電路作為開(kāi)關(guān)電源以獲得所需高壓，所述反激式高壓充電電路可采用專(zhuān)利ZL 200720074627. 7所述的電路。反激式開(kāi)關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中，電阻網(wǎng)絡(luò)可在大范圍實(shí)現(xiàn)以確定步長(zhǎng)分壓。所述電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路可將儲(chǔ)能電容電壓分為所需目標(biāo)檔級(jí)。本發(fā)明中，電阻網(wǎng)絡(luò)分壓級(jí)數(shù)與輸入到負(fù)載上的恒流脈沖級(jí)數(shù)保持一致。本發(fā)明中，在電阻網(wǎng)絡(luò)保持不變的情況下，發(fā)射極參考電阻取不同阻值，可實(shí)現(xiàn)在不同輸出電流范圍內(nèi)有不同的調(diào)節(jié)步長(zhǎng)。該多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路的主要功能之一是輸出脈沖幅度分級(jí)可調(diào)。實(shí)現(xiàn)脈沖幅度可調(diào)的方法眾多，本發(fā)明中采用電阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)儲(chǔ)能電容電壓進(jìn)行分壓，獲得所需各檔級(jí)電壓。由電容放電公式Ut=U0e_t/RC (其中Ut為電容當(dāng)前電壓，U0為電容初始電壓)可知，當(dāng)前電壓Ut相對(duì)于初始電壓U0的衰減由放電時(shí)間t、放電阻抗R和儲(chǔ)能電容容值C決定。當(dāng)放電時(shí)間t的最大值、放電阻抗R的最小值一定時(shí)，可根據(jù)所要求的誤差(Ut相對(duì)于U0的衰減) 選擇合適的儲(chǔ)能電容容值。儲(chǔ)能電容容值越大，在t和R —定的情況下，Ut相對(duì)于U0的衰減越小，即輸出脈沖幅度的誤差越??；但應(yīng)該指出的是，儲(chǔ)能電容的容值越大，其充電時(shí)間就越長(zhǎng)，電容的體積也越大。故應(yīng)該根據(jù)所設(shè)定的誤差范圍和充電時(shí)間要求選擇合適的儲(chǔ)能電容容值。對(duì)于電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路，本發(fā)明設(shè)計(jì)了兩種方案
第一種方案是采用兩級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)分壓的方法。設(shè)電壓被分成X檔級(jí)，則第一級(jí)分壓電阻將電壓等分為m級(jí)，第二級(jí)分壓電阻將電壓等分為η級(jí)，滿(mǎn)足X=m ·η即可，所需電阻總數(shù) N=m+n, m、η為正整數(shù)。微控制器控制第二級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)兩端的模擬開(kāi)關(guān)，使第二級(jí)分壓電阻并于第一級(jí)電阻的不同部分得到不同檔級(jí)的目標(biāo)電壓。第二種方案是采用二進(jìn)制指數(shù)編碼的單級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)。該方案可減少電阻數(shù)目，以及改善第二級(jí)電阻驅(qū)動(dòng)能力不足的問(wèn)題。設(shè)電壓被分成X檔級(jí)，電阻數(shù)為N，滿(mǎn)足 2^1彡X彡2n即可，根據(jù)電阻所處位置設(shè)置相應(yīng)的權(quán)值2n (n=l, 2，…)。不同權(quán)值的電阻兩端有相應(yīng)權(quán)值的電壓，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)組合目標(biāo)權(quán)值電阻兩端的電壓即可得到不同檔級(jí)的目標(biāo)電壓。兩種電阻網(wǎng)絡(luò)各有優(yōu)缺點(diǎn)，各自適合不同的應(yīng)用場(chǎng)合。兩級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)在于所需模擬開(kāi)關(guān)數(shù)目小，控制簡(jiǎn)單；而二進(jìn)制指數(shù)編碼的電阻網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)在于所需電阻數(shù)目小，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。在本發(fā)明中，負(fù)載電流最大將達(dá)到安培數(shù)量級(jí)。在耐高壓三極管領(lǐng)域，三極管的電流放大倍數(shù)β大多為10左右，由電阻網(wǎng)絡(luò)提供的旁路電流將不足以驅(qū)動(dòng)該三極管正常工作。故所述三極管恒流輸出控制電路采用多級(jí)三極管復(fù)合成的達(dá)林頓管形式，且工作于射極跟隨模式。實(shí)施方式中采用了兩級(jí)三極管復(fù)合成達(dá)林頓管的形式，在電阻網(wǎng)絡(luò)阻值較大的情況下可以考慮復(fù)合更多級(jí)的三極管，每增加一級(jí)三極管，基極電流的驅(qū)動(dòng)能力將增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，單個(gè)三極管基極與發(fā)射極的壓差在硅管一般為O. 7V，多級(jí)三極管的壓差隨復(fù)合三極管數(shù)目的增加成正比例增長(zhǎng)。相應(yīng)地，通過(guò)在主電阻網(wǎng)絡(luò)上串聯(lián)對(duì)應(yīng)數(shù)量且導(dǎo)通壓降為O. 7V的二極管即可補(bǔ)償該線(xiàn)性誤差。電阻網(wǎng)絡(luò)阻值和復(fù)合三極管的級(jí)數(shù)將依據(jù)分壓電阻可承受的最大功率和三極管的電流放大倍數(shù)β共同權(quán)衡決定。


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具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，可用于術(shù)前神經(jīng)定位和術(shù)中神經(jīng)監(jiān)測(cè)。在本具體實(shí)施例中，負(fù)載阻抗不超過(guò)3ΚΩ ;最大輸出脈沖電流不超過(guò)100mA, IOmA以下以步長(zhǎng) O. ImA調(diào)節(jié)，IOmA-IOOmA以步長(zhǎng)ImA調(diào)節(jié)；發(fā)放一組脈沖的總寬度不超過(guò)IOms ;輸出脈沖電流誤差不超過(guò)±10%。圖I所示為本發(fā)明的電路框圖。反激式高壓充電電路SI將12V直流電源升壓至 1300V，并對(duì)儲(chǔ)能電容充電；電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路S2對(duì)儲(chǔ)能電容Cl上電壓進(jìn)行分壓，考慮負(fù)載上最大壓降為300V，從儲(chǔ)能電容上分出1000V電壓，并按照步長(zhǎng)IOV分檔；三極管恒流輸出控制電路S3利用三極管發(fā)射極與基極的恒定壓差實(shí)現(xiàn)對(duì)射極參考電阻的恒壓控制，參考電阻取為固定電阻，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的恒流控制，取射極參考電阻阻值為100 ΚΩ或10 ΚΩ，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出脈沖電流在IOmA以下以步長(zhǎng)O. ImA或IOmA以上以步長(zhǎng)ImA進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。微控制器實(shí)現(xiàn)反激式高壓充電電路SI的充電控制和反饋控制、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路S2 各模擬開(kāi)關(guān)的通斷控制和三極管恒流輸出控制電路S3的輸出控制。圖2所示為本發(fā)明的反激式高壓充電電路圖。所述反激式高壓充電電路由直流電源DC、開(kāi)關(guān)管Q1、變壓器Tl、儲(chǔ)能電容Cl、二極管D1、電阻Rl連接組成。其中變壓器Tl初級(jí)的一端(同名端)接直流電源的正極，另一端接開(kāi)關(guān)管Ql的漏極；開(kāi)關(guān)管Ql的源極接直流電源的負(fù)極并接實(shí)地；開(kāi)關(guān)管Ql的柵極接來(lái)自控制器的控制信號(hào)。變壓器Tl次級(jí)的同名端接接儲(chǔ)能電容Cl的負(fù)極并接浮地，另一端接二極管Dl的正極；二極管Dl的負(fù)極接儲(chǔ)能電容Cl的正極。電阻Rl為后級(jí)總的等效阻抗，與儲(chǔ)能電容Cl并聯(lián)?？刂菩盘?hào)Ctrll控制開(kāi)關(guān)管Ql的導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通時(shí)，低壓直流電源DC對(duì)變壓器Tl充電，變壓器Tl初級(jí)有電流流過(guò)，此時(shí)次級(jí)有感應(yīng)電勢(shì)，但是由于二極管Dl反向截止，次級(jí)沒(méi)有電流， 能量存儲(chǔ)在變壓器Tl之中。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql關(guān)斷時(shí)，初級(jí)電流驟減為0，但由于變壓器磁通不能突變，次級(jí)會(huì)感應(yīng)反相電勢(shì)，于是二極管Dl正向?qū)?，?shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電容Cl充電。開(kāi)關(guān)管 Ql反復(fù)開(kāi)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)持續(xù)充電，最終，能量存儲(chǔ)于儲(chǔ)能電容上。此處反激式高壓充電電路引用專(zhuān)利 ZL 200720074627.7。本發(fā)明中取儲(chǔ)能電容的容值Cl=120uF，根據(jù)公式q = 叫C，其中t彡IOms, 在本具體實(shí)施中Rl > IOK Ω，令t=10ms，Rl=IOK Ω，可算得放電結(jié)束時(shí)電容電壓衰減至初始值的99.2%，也即輸出脈沖電流的最大誤差不超過(guò)1%。所以在一次脈沖發(fā)放過(guò)程中可認(rèn)為輸出始終保持恒流。圖3所示為本發(fā)明的電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路圖A，這是一種兩級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)。第一級(jí)以串聯(lián)方式連接的電阻(本例中為電阻R2，R30，R31. . . R39串聯(lián)的電阻串)，第一個(gè)電阻R2所在端接開(kāi)關(guān)管Q2的發(fā)射極，最后的電阻R39所在端接浮地；Vcc接在開(kāi)關(guān)管Q2的發(fā)射極；開(kāi)關(guān)管Q2的集電極接儲(chǔ)能電容Cl的正極，基極接來(lái)自微控制器的控制信號(hào)ctrl2。第二級(jí)以串聯(lián)方式連接的電阻(本例中為電阻串R40-R49)，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)可選擇性地并聯(lián)于R30-R39 中的任何一個(gè)電阻上。同時(shí)，微控制器通過(guò)控制第二級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)與后級(jí)相接的模擬開(kāi)關(guān)，使不同的Vin接入后級(jí)三極管恒流控制電路中。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q2導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)能電容Cl上1300V 電壓施加于10個(gè)串聯(lián)聯(lián)結(jié)的等值電阻R30-R39和電阻R2上，考慮負(fù)載上最大壓降為300V， 在電阻R2上取300V電壓用于產(chǎn)生圖3和圖5中跟隨器正常工作時(shí)所需電源Vcc與基極電壓的壓差。余下的1000V電壓按照步長(zhǎng)IOV分檔，這樣1000V電壓被等分成100級(jí)。第一級(jí)分壓電阻將電壓等分為m=10級(jí)，每個(gè)電阻兩端電壓為100V。第二級(jí)也等分為n=10級(jí)， 微控制器控制第二級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)兩端的模擬開(kāi)關(guān)，使第二級(jí)分壓電阻并于第一級(jí)某個(gè)電阻兩端，使每個(gè)電阻兩端電壓為10V，即實(shí)現(xiàn)了步長(zhǎng)IOV調(diào)節(jié)。所需電阻總數(shù)N=20。脈沖的寬度、 數(shù)目和間隔由控制信號(hào)Ctrl2通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管Q2的開(kāi)通時(shí)間和次數(shù)決定。圖4所示為本發(fā)明的電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路圖B，這是一種權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)。由R5和一串阻值相關(guān)的電阻R6、2*R6、……、64*R6 (其中2*R6表示的阻值為R6的2倍，余同)串聯(lián)后組成。電阻R5所在端接開(kāi)關(guān)管Q3的發(fā)射極電阻，R6所在端接浮地；Vcc接在開(kāi)關(guān)管Q3的發(fā)射極；開(kāi)關(guān)管Q3的集電極接儲(chǔ)能電容Cl的正極,基極接控制器的控制信號(hào)ctrl3。同時(shí)，微控制器通過(guò)控制電阻網(wǎng)絡(luò)與后級(jí)相接的模擬開(kāi)關(guān)，使不同的Vin接入后級(jí)三極管恒流控制電路中。電壓被分成X=IOO檔級(jí)，電阻總數(shù)N=7。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q3導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)能電容Cl 上1300V電壓施加于R6-64*R6和R5上，在電阻R5上取30V電壓，余下的1270V施加于7 個(gè)串聯(lián)的權(quán)值電阻上，即可實(shí)現(xiàn)步長(zhǎng)IOV調(diào)節(jié)。每個(gè)電阻兩端的電壓值正比于其權(quán)值，模擬開(kāi)關(guān)控制不同權(quán)值的電阻相組合，即可得到不同檔級(jí)的目標(biāo)電壓。Vcc約為1300V，恒流要求分100檔，故電阻網(wǎng)絡(luò)最高分壓為1000V，又考慮負(fù)載上最大壓降為300V，所以能夠滿(mǎn)足圖4和圖5中跟隨器正常工作時(shí)所需Vcc與基極電壓的壓差。脈沖的寬度、數(shù)目和間隔由控制信號(hào)Ctrl3通過(guò)控制開(kāi)關(guān)管Q3的開(kāi)通時(shí)間和次數(shù)決定。圖5所示為本發(fā)明的三極管恒流輸出控制電路圖。三極管Q4和三極管Q5復(fù)合成達(dá)林頓管。輸入電壓Vin接自圖3中第二級(jí)分壓電阻，或者接自圖4中目標(biāo)電壓對(duì)應(yīng)的電阻節(jié)點(diǎn)。Vcc接自圖3中三極管Q2的發(fā)射極，或者圖4中三極管Q3的發(fā)射極，約為1300V， 該電壓需滿(mǎn)足三極管正常工作時(shí)集電極負(fù)載的最大壓降要求。在三極管導(dǎo)通的情況下，單個(gè)三極管發(fā)射極和基極的壓差恒定，發(fā)射極參考電阻Rref取固定阻值，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)集電極負(fù)載的恒流控制。電阻R7取為100K Ω或IOK Ω，可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出脈沖電流在IOmA以下以步長(zhǎng)O. ImA或IOmA以上以步長(zhǎng)ImA進(jìn)行調(diào)節(jié)。為補(bǔ)充兩級(jí)三極管復(fù)合導(dǎo)致的壓差I(lǐng). 4V，可在主電阻網(wǎng)絡(luò)接地端串聯(lián)兩個(gè)導(dǎo)通電壓為O. 7V的二極管。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，其特征在于包括反激式高壓充電電路、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路、三極管恒流輸出控制電路和微控制器；其中所述反激式高壓充電電路將外供低壓直流電源升壓至所需高電壓并對(duì)儲(chǔ)能電容充電；所述電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路由電阻網(wǎng)絡(luò)對(duì)儲(chǔ)能電容上的電壓分壓，得到所需各級(jí)目標(biāo)電壓；所述三極管恒流輸出控制電路由三極管基極從電阻分壓網(wǎng)絡(luò)取出所需檔級(jí)電壓，利用三極管發(fā)射極和基極的壓差恒定原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射極參考電阻的恒壓控制，參考電阻取固定阻值，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)集電極負(fù)載的恒流控制；所述微控制器實(shí)現(xiàn)反激式高壓充電電路的充電控制和反饋控制、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路各模擬開(kāi)關(guān)的通斷控制和三極管恒流輸出控制電路的輸出控制；恒流脈沖寬度、脈沖間隔和脈沖個(gè)數(shù)等由微控制器控制總開(kāi)關(guān)導(dǎo)通、關(guān)斷時(shí)間和導(dǎo)通次數(shù)實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，其特征在于，電阻網(wǎng)絡(luò)分壓級(jí)數(shù)與輸入到負(fù)載上的恒流脈沖級(jí)數(shù)保持一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，其特征在于，在電阻網(wǎng)絡(luò)保持不變的情況下，發(fā)射極參考電阻取不同阻值，得到不同的電流調(diào)節(jié)步長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)高壓恒壓脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述反激式高壓充電電路由直流電源DC、開(kāi)關(guān)管Q1、變壓器Tl、儲(chǔ)能電容Cl、二極管D1、電阻Rl連接組成； 其中變壓器Tl初級(jí)的一端(同名端)接直流電源的正極，另一端接開(kāi)關(guān)管Ql的漏極；開(kāi)關(guān)管 Ql的源極接直流電源的負(fù)極并接實(shí)地；開(kāi)關(guān)管Ql的柵極接來(lái)自控制器的控制信號(hào)；變壓器 Tl次級(jí)的同名端接儲(chǔ)能電容Cl的負(fù)極并接浮地，另一端接二極管Dl的正極；二極管Dl的負(fù)極接儲(chǔ)能電容Cl的正極；電阻Rl與儲(chǔ)能電容Cl并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路采用兩級(jí)電阻網(wǎng)絡(luò)，設(shè)電壓被分成X級(jí)，則第一級(jí)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)將電壓等分為m級(jí)，第二級(jí)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)將電壓等分為η級(jí)，滿(mǎn)足X=m · η，所需電阻總數(shù)N=m+n ;m、η為正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路采用二進(jìn)制指數(shù)編碼的單級(jí)電阻實(shí)現(xiàn)，設(shè)電壓被分成X級(jí)，電阻總數(shù)為N，滿(mǎn)足 2N_i彡X彡2n即可；根據(jù)電阻所處位置設(shè)置相應(yīng)的權(quán)值2n，n=l, 2，…，不同權(quán)值的電阻兩端有相應(yīng)權(quán)值的電壓，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)組合目標(biāo)權(quán)值電阻兩端的電壓即實(shí)現(xiàn)電壓的分級(jí)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路，其特征在于，所述三極管恒流輸出控制電路采用由多級(jí)三極管復(fù)合成的達(dá)林頓管形式，且工作于射極跟隨模式。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路。所述多級(jí)恒流脈沖發(fā)生電路包括反激式高壓充電電路、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路、三極管恒流輸出控制電路和微控制器。反激式高壓充電電路由反激式開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生所需高壓并對(duì)儲(chǔ)能電容充電；電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路對(duì)儲(chǔ)能電容上的電壓進(jìn)行分壓，得到所需各級(jí)電壓；三極管恒流輸出控制電路取出各級(jí)電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射極參考電阻的恒壓控制，參考電阻取固定阻值，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)集電極負(fù)載的恒流控制。微控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)反激式高壓充電電路的充電控制和反饋控制、電阻網(wǎng)絡(luò)分壓電路各模擬開(kāi)關(guān)的通斷控制和三極管恒流輸出控制電路的輸出控制等。本發(fā)明脈沖發(fā)生電路的脈寬、幅度可調(diào)，可用于術(shù)前神經(jīng)定位和術(shù)中神經(jīng)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)A61B5/05GK102579042SQ20121005625
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者方祖祥, 楊圣均, 王建飛, 鄔小玫 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)