一種用于體外除顫器的電容充電保護電路及體外除顫器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及醫療設備技術，尤其涉及一種用于體外除顫器的電容充電保護電路及 體外除顫器。
【背景技術】
[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的50%以上。造成S⑶的原因大部分是在各類心血管病變基礎 上發生的一時性功能障礙和電生理改變，并引起惡性室性心律失常，例如，室性心動過 速（VT，Ventricular Tachycardia，簡稱室速）以及心室纖維顫動（VF，Ventricular Fibrillation，簡稱室顫）等。研究表明，一旦發生室顫，每延宕一分鐘，除顫成功率將下降 10%，在室顫發生10分鐘之后，除顫成功率幾乎為零，因而，在室顫發生時，利用除顫器及 時對病人進行電除顫是挽救病人的關鍵。
[0003] 心臟電復律最早用于消除室顫，是在短時間內向心臟通以高壓強電流，使心肌瞬 間同時除極，消除異位性快速心律失常，使之轉復為竇性心律的方法，也稱之為心臟電除 顫。目前，心臟電除顫法臨床應用最廣泛的是除顫器。除顫器包括體內除顫器以及體外除 顫器（AED，Automated External Defibrillator)，由于體外除顫器具有使用方便、能夠即 時進行除顫，得到了廣泛的應用。例如，體外除顫器在接通電源后，通過按下放電按鈕啟動 放電電路，通過脈沖放電電擊人體，可以自動完成心電圖自動分析，基于分析結果自動識別 室顫和室速，從而及時實施除顫，由于除顫實施早，成功率較高，可提高患者心肺復蘇成功 率，是在心跳突然停止、發生室顫的情況下，通過電擊刺激心臟使其恢復正常狀態的便攜式 醫療器械。
[0004] 其中，用于充放電的電容值大小為幾十到幾百微法，最高儲存能量可達600焦耳， 電壓達上千伏，脈沖充放電的時間只有幾毫秒到幾十毫秒。因而，在電容充電時，用于為電 容充電的電容充電保護電路的穩定性以及安全可靠性顯得尤為重要。
[0005] 圖1為現有技術電容充電保護電路結構示意圖。參見圖1，該電容充電保護電路包 括：控制電路電源〇 1、變壓器02、整流器03、待充電電容04以及開關05，其中，
[0006] 控制電路電源01與變壓器02初級線圈的一側相連；
[0007] 變壓器02初級線圈的另一側與開關05的第一端相連；
[0008] 開關05的第二端接地，第三端接開關驅動信號，開關驅動信號可由微控制器或RC 振蕩器產生并輸出；
[0009] 變壓器02次級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，開關05為互補金屬氧化物 半導體管（MOS，Metal Oxide Semiconductor) 〇
[0013] RC振蕩器輸出的開關驅動信號為固定脈寬信號，脈寬信號存在兩種電平狀態，即 高電平狀態和低電平狀態，RC振蕩器的最終穩定狀態是高電平，因而，在RC振蕩器的穩定 狀態，輸出高電平脈寬信號，使開關一直導通；而通過微控制器輸出的開關驅動信號為PWM 信號，通過PWM信號控制開關的通斷時間，但是當微處理器上電時，引腳可能會出現持續的 高電平，也會使得開關一直處于導通狀態。
[0014] 由于體外除顫器做為急救設備，需要在緊急狀態下隨時能實施緊急電擊除顫，因 而，待充電電容需要在盡可能的短時間（< IOms)內，即在開關的導通時間內充到1000V 以上的高壓，而高速充電中，導通的開關有大電流通過，而在微處理器或RC振蕩器非正常 工作時，例如，復位狀態、故障狀態下，輸出的開關驅動信號將影響開關的導通時間，如果開 關驅動信號控制不當，將導致開關導通時間延長，從而燒壞開關，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，長時間大電流經過開關，將使變壓器的初級線圈飽 和，從而浪費充電能量，降低充電效率。
【發明內容】
[0015] 有鑒于此，本發明實施例提供一種用于體外除顫器的電容充電保護電路及體外除 顫器，提高體外除顫器的工作可靠性。
[0016] 為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：
[0017] -方面，本發明實施例提供一種用于體外除顫器的電容充電保護電路，該用于體 外除顫器的電容充電保護電路包括：控制電路電源、變壓器、整流器、待充電電容、開關、開 關控制穩態觸發單元、信號驅動單元以及微控制器，其中，
[0018] 控制電路電源與變壓器初級線圈的一側相連；
[0019] 變壓器初級線圈的另一側與開關的第一端相連；
[0020] 開關的第二端接地，第三端接開關驅動信號；
[0021] 變壓器次級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] 信號驅動單元的輸出端與開關的第三端相連，輸入端與開關控制穩態觸發單元的 輸出端相連；
[0024] 微控制器輸出端與開關控制穩態觸發單元的輸入端相連，開關控制穩態觸發單元 的穩定狀態為低電平、暫穩態輸出固定寬度的脈沖的開關驅動信號。
[0025] 優選地，所述開關控制穩態觸發單元包括：單穩態觸發器、第一電容以及第一電 阻，其中，
[0026] 單穩態觸發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態觸 發器的第二輸出端，單穩態觸發器的第一輸出端與信號驅動單元的輸入端相連；
[0027] 單穩態觸發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] 優選地，所述信號驅動單元包括開關驅動芯片，所述開關驅動芯片的輸入端與單 穩態觸發器的第一輸出端相連，輸出端與開關的第三端相連。
[0030] 優選地，所述信號驅動單元進一步包括：
[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態觸發器的第一輸出端相連，另一端分別與第三電阻的一 端以及開關驅動芯片的輸入端相連；
[0033] 第三電阻的另一端接地。
[0034] 優選地，所述信號驅動單元進一步包括：
[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關驅動芯片的輸出端相連，另一端分別與第五電阻的一端以 及開關的第三端相連；
[0037] 第五電阻的另一端接地。
[0038] 優選地，所述開關控制穩態觸發單元包含一穩定狀態以及一暫穩態，其中，利用下 式計算所述暫穩態維持的時間：
[0040] 式中，
[0041] 1為暫穩態維持的時間；
[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分別為預先設置的閾值。
[0047] 優選地，所述開關包括：絕緣柵雙極型晶體管、互補金屬氧化物半導體管、三極管 或雙極型晶體管。
[0048] 優選地，所述