一種用于體外除顫器的電容充電保護(hù)電路及體外除顫器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)，尤其涉及一種用于體外除顫器的電容充電保護(hù)電路及 體外除顫器。
【背景技術(shù)】
[0002] 心臟猝死（SO)，Sudden Cardiac Death)是心血管疾病的主要死亡原因，占 心血管疾病死亡總數(shù)的50%以上。造成S⑶的原因大部分是在各類心血管病變基礎(chǔ) 上發(fā)生的一時(shí)性功能障礙和電生理改變，并引起惡性室性心律失常，例如，室性心動(dòng)過(guò) 速（VT，Ventricular Tachycardia，簡(jiǎn)稱室速）以及心室纖維顫動(dòng)（VF，Ventricular Fibrillation，簡(jiǎn)稱室顫）等。研究表明，一旦發(fā)生室顫，每延宕一分鐘，除顫成功率將下降 10%，在室顫發(fā)生10分鐘之后，除顫成功率幾乎為零，因而，在室顫發(fā)生時(shí)，利用除顫器及 時(shí)對(duì)病人進(jìn)行電除顫是挽救病人的關(guān)鍵。
[0003] 心臟電復(fù)律最早用于消除室顫，是在短時(shí)間內(nèi)向心臟通以高壓強(qiáng)電流，使心肌瞬 間同時(shí)除極，消除異位性快速心律失常，使之轉(zhuǎn)復(fù)為竇性心律的方法，也稱之為心臟電除 顫。目前，心臟電除顫法臨床應(yīng)用最廣泛的是除顫器。除顫器包括體內(nèi)除顫器以及體外除 顫器（AED，Automated External Defibrillator)，由于體外除顫器具有使用方便、能夠即 時(shí)進(jìn)行除顫，得到了廣泛的應(yīng)用。例如，體外除顫器在接通電源后，通過(guò)按下放電按鈕啟動(dòng) 放電電路，通過(guò)脈沖放電電擊人體，可以自動(dòng)完成心電圖自動(dòng)分析，基于分析結(jié)果自動(dòng)識(shí)別 室顫和室速，從而及時(shí)實(shí)施除顫，由于除顫實(shí)施早，成功率較高，可提高患者心肺復(fù)蘇成功 率，是在心跳突然停止、發(fā)生室顫的情況下，通過(guò)電擊刺激心臟使其恢復(fù)正常狀態(tài)的便攜式 醫(yī)療器械。
[0004] 其中，用于充放電的電容值大小為幾十到幾百微法，最高儲(chǔ)存能量可達(dá)600焦耳， 電壓達(dá)上千伏，脈沖充放電的時(shí)間只有幾毫秒到幾十毫秒。因而，在電容充電時(shí)，用于為電 容充電的電容充電保護(hù)電路的穩(wěn)定性以及安全可靠性顯得尤為重要。
[0005] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)電容充電保護(hù)電路結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖1，該電容充電保護(hù)電路包 括：控制電路電源〇 1、變壓器02、整流器03、待充電電容04以及開(kāi)關(guān)05，其中，
[0006] 控制電路電源01與變壓器02初級(jí)線圈的一側(cè)相連；
[0007] 變壓器02初級(jí)線圈的另一側(cè)與開(kāi)關(guān)05的第一端相連；
[0008] 開(kāi)關(guān)05的第二端接地，第三端接開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)可由微控制器或RC 振蕩器產(chǎn)生并輸出；
[0009] 變壓器02次級(jí)線圈的一端與整流器03的第一輸入端相連，另一端與整流器03的 第二輸入端相連；
[0010] 整流器03的輸出端與待充電電容04相連。
[0011] 其中，
[0012] 第一端為源極，第二端為漏極，第三端為柵極。較佳地，開(kāi)關(guān)05為互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體管（MOS，Metal Oxide Semiconductor) 〇
[0013] RC振蕩器輸出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為固定脈寬信號(hào)，脈寬信號(hào)存在兩種電平狀態(tài)，即 高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)，RC振蕩器的最終穩(wěn)定狀態(tài)是高電平，因而，在RC振蕩器的穩(wěn)定 狀態(tài)，輸出高電平脈寬信號(hào)，使開(kāi)關(guān)一直導(dǎo)通；而通過(guò)微控制器輸出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為PWM 信號(hào)，通過(guò)PWM信號(hào)控制開(kāi)關(guān)的通斷時(shí)間，但是當(dāng)微處理器上電時(shí)，引腳可能會(huì)出現(xiàn)持續(xù)的 高電平，也會(huì)使得開(kāi)關(guān)一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0014] 由于體外除顫器做為急救設(shè)備，需要在緊急狀態(tài)下隨時(shí)能實(shí)施緊急電擊除顫，因 而，待充電電容需要在盡可能的短時(shí)間（< IOms)內(nèi)，即在開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)充到1000V 以上的高壓，而高速充電中，導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)有大電流通過(guò)，而在微處理器或RC振蕩器非正常 工作時(shí)，例如，復(fù)位狀態(tài)、故障狀態(tài)下，輸出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)將影響開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，如果開(kāi) 關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制不當(dāng)，將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間延長(zhǎng)，從而燒壞開(kāi)關(guān)，使得體外除顫器不可用， 降低了體外除顫器的工作可靠性；同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間大電流經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)，將使變壓器的初級(jí)線圈飽 和，從而浪費(fèi)充電能量，降低充電效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于體外除顫器的電容充電保護(hù)電路及體外除 顫器，提高體外除顫器的工作可靠性。
[0016] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0017] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于體外除顫器的電容充電保護(hù)電路，該用于體 外除顫器的電容充電保護(hù)電路包括：控制電路電源、變壓器、整流器、待充電電容、開(kāi)關(guān)、開(kāi) 關(guān)控制穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元、信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元以及微控制器，其中，
[0018] 控制電路電源與變壓器初級(jí)線圈的一側(cè)相連；
[0019] 變壓器初級(jí)線圈的另一側(cè)與開(kāi)關(guān)的第一端相連；
[0020] 開(kāi)關(guān)的第二端接地，第三端接開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0021] 變壓器次級(jí)線圈的一端與整流器的第一輸入端相連，另一端與整流器的第二輸入 端相連；
[0022] 整流器的輸出端與待充電電容相連；
[0023] 信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與開(kāi)關(guān)的第三端相連，輸入端與開(kāi)關(guān)控制穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元的 輸出端相連；
[0024] 微控制器輸出端與開(kāi)關(guān)控制穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元的輸入端相連，開(kāi)關(guān)控制穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元 的穩(wěn)定狀態(tài)為低電平、暫穩(wěn)態(tài)輸出固定寬度的脈沖的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0025] 優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)控制穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元包括：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器、第一電容以及第一電 阻，其中，
[0026] 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的第一輸入端與微控制器的輸出端相連，第二輸入端接入單穩(wěn)態(tài)觸 發(fā)器的第二輸出端，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的第一輸出端與信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元的輸入端相連；
[0027] 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的第三輸入端分別與第一電容的一端以及第一電阻的一端相連；
[0028] 第一電容的另一端接地，第一電阻的另一端接入供電電源。
[0029] 優(yōu)選地，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元包括開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)芯片，所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端與單 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的第一輸出端相連，輸出端與開(kāi)關(guān)的第三端相連。
[0030] 優(yōu)選地，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步包括：
[0031] 第一分壓電路，其中，第一分壓電路包括第二電阻以及第三電阻；
[0032] 第二電阻的一端與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的第一輸出端相連，另一端分別與第三電阻的一 端以及開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端相連；
[0033] 第三電阻的另一端接地。
[0034] 優(yōu)選地，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步包括：
[0035] 第二分壓電路，其中，第二分壓電路包括第四電阻以及第五電阻，
[0036] 第四電阻的一端與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端相連，另一端分別與第五電阻的一端以 及開(kāi)關(guān)的第三端相連；
[0037] 第五電阻的另一端接地。
[0038] 優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)控制穩(wěn)態(tài)觸發(fā)單元包含一穩(wěn)定狀態(tài)以及一暫穩(wěn)態(tài)，其中，利用下 式計(jì)算所述暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間：
[0040] 式中，
[0041] 1為暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間；
[0042] Vc為電路中的輸入電壓，Vc(O) = 0, Vc( 〇〇 )= Vdd;
[0043] Vth為閾值電壓；
[0044] R為第一電阻阻值；
[0045] C為第一電容容值；
[0046] Vdd以及V TH分別為預(yù)先設(shè)置的閾值。
[0047] 優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)包括：絕緣柵雙極型晶體管、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體管、三極管 或雙極型晶體管。
[0048] 優(yōu)選地，所述