电压调节模块及植入式神经刺激系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种电压调节模块及植入式神经刺激系统，电压调节模块包括相连的细调电荷泵及倍压电荷泵，细调电荷泵的第一输出电压V

Voltage regulation module and implantable neural stimulation system

【技术实现步骤摘要】
电压调节模块及植入式神经刺激系统
本专利技术涉及植入式医疗领域，尤其涉及一种电压调节模块及植入式神经刺激系统。
技术介绍
植入式医疗系统近年来在医学临床上得到越来越广泛的应用，通常包括植入式神经刺激系统(包括脑深部刺激系统DBS，植入式脑皮层刺激系统CNS，植入式脊髓电刺系统激SCS，植入式骶神经刺激系统SNS，植入式迷走神经刺激系统VNS等)、植入式心脏刺激系统(俗称心脏起搏器)、植入式药物输注系统(IDDS)等。在植入式医疗系统中，神经剌激系统通过对靶点神经进行慢性电剌激，可以有效控制功能性神经疾病和精神疾病的症状。靶点神经信号的频率和幅值可以反映神经疾病的情况，通过读取靶点神经信号可以判断病情和采取优化治疗方式，也可以客观判断神经剌激系统的治疗效果。实际操作中，不同个体所需的刺激幅值相差较大，范围可能从0.1V到14V，由于是电池供电，只能提供3.6V的电源电压，而实际输出的刺激幅值为电源电压的整数倍，实际输出的刺激幅值一般与所需的刺激幅值之间具有差异，现有技术中的刺激幅值无法实现精细调节，进而造成功耗的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电压调节模块及植入式神经刺激系统。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种电压调节模块，包括相连的细调电荷泵及倍压电荷泵，所述细调电荷泵的第一输出电压V1＝m*V0，所述倍压电荷泵的第二输出电压V2＝n*V0，所述电压调节模块的总输出电压V＝V1+V2，其中，V0为输入电压，m的取值范围为0～1，n为大于等于1的整数。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述细调电荷泵的输入端连接所述输入电压，所述倍压电荷泵的输入端连接所述输入电压，且所述细调电荷泵与所述倍压电荷泵之间通过中间开关连接。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述细调电荷泵包括若干细调电荷泵基本单元，每一细调电荷泵基本单元包括细调充电支路、细调放电支路、位于细调充电支路及细调放电支路的若干细调电容、若干细调开关，其中，所述细调充电支路用于为若干细调电容充电，所述细调放电支路用于输出中间输出电压，所述中间输出电压作为第一输出电压或输出至邻接的另一细调电荷泵基本单元，所述细调充电支路及所述细调放电支路由所述若干细调开关控制以输出不同的中间输出电压。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，每一细调电荷泵基本单元还包括与所述细调放电支路串联的串联支路，所述串联支路包括至少一串联输入端及控制所述串联输入端开闭的串联开关，所述串联输入端用于接地或连接其他细调电荷泵基本单元的中间输出电压而输出串联电压，当所述细调放电支路及所述串联支路导通时，所述第一输出电压为细调放电支路的中间输出电压和串联电压的和。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，每一细调电荷泵基本单元包括两个细调电容，当所述细调充电支路导通时，输入电压或中间输出电压为串联的两个细调电容充电，而后当所述细调放电支路及所述串联支路导通时，两个细调电容并联，所述第一输出电压为每一细调电容两端的电压及串联电压的和。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述细调电荷泵包括依次连接的第一细调电荷泵基本单元、第二细调电荷泵基本单元、第三细调电荷泵基本单元及第四细调电荷泵基本单元，其中，所述第一细调电荷泵基本单元包括第一串联支路、第一细调充电支路、第一细调放电支路及位于第一细调充电支路及第一细调放电支路的两个第一细调电容、若干第一细调开关，所述第一细调充电支路连接输入电压，所述第一细调放电支路输出第一中间输出电压，所述第二细调电荷泵基本单元包括第二串联支路、第二细调充电支路、第二细调放电支路及位于第二细调充电支路及第二细调放电支路的两个第二细调电容、若干第二细调开关，所述第二细调充电支路连接所述第一中间输出电压，所述第二细调放电支路输出第二中间输出电压，所述第三细调电荷泵基本单元包括第三串联支路、第三细调充电支路、第三细调放电支路及位于第三细调充电支路及第三细调放电支路的两个第三细调电容、若干第三细调开关，所述第三细调充电支路连接所述第二中间输出电压，所述第三细调放电支路输出第三中间输出电压，所述第四细调电荷泵基本单元包括第四串联支路、第四细调充电支路、第四细调放电支路及位于第四细调充电支路及第四细调放电支路的两个第四细调电容、若干第四细调开关，所述第四细调充电支路连接所述第三中间输出电压，所述第四细调放电支路输出第四中间输出电压，所述第一串联支路接地或连接所述第二中间输出电压、所述第三中间输出电压及所述第四中间输出电压的其中之一，所述第二串联支路接地或连接所述第三中间输出电压及所述第四中间输出电压的其中之一，所述第三串联支路接地或连接所述第四中间输出电压，所述第四串联支路接地。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述倍压电荷泵包括若干倍压充电支路、若干倍压放电支路、位于若干倍压充电支路及若干倍压放电支路的若干倍压电容、若干倍压开关，其中，所述若干倍压充电支路用于为若干倍压电容充电，所述若干倍压放电支路用于输出第二输出电压，所述若干倍压充电支路及所述若干倍压放电支路由所述若干倍压开关控制以输出不同的第二输出电压。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述若干倍压充电支路包括第一倍压充电支路、第二倍压充电支路、第三倍压充电支路，所述若干倍压放电支路包括第一倍压放电支路、第二倍压放电支路、第三倍压放电支路，所述若干倍压电容包括第一倍压电容、第二倍压电容、第三倍压电容，其中，所述第一倍压充电支路连接所述输入电压及所述第一倍压电容，所述第二倍压充电支路连接所述输入电压及所述第二倍压电容，所述第三倍压充电支路连接所述输入电压及所述第三倍压电容，所述第一倍压放电支路连接所述第一倍压电容，所述第二倍压放电支路串联所述第一倍压电容及所述第二倍压电容，所述第三倍压放电支路串联所述第一倍压电容、所述第二倍压电容及所述第三倍压电容，当所述第一倍压充电支路导通且而后所述第一倍压放电支路导通时，所述第二输出电压V2＝V0，当所述第一倍压充电支路、第二倍压充电支路导通且而后所述第二倍压放电支路导通时，所述第二输出电压V2＝2*V0，当所述第一倍压充电支路、第二倍压充电支路、第三倍压充电支路导通且而后所述第三倍压放电支路导通时，所述第二输出电压V2＝3*V0。作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述电压调节模块还包括比较器，所述比较器的两个输入端分别连接预设电压及总输出电压，所述总输出电压由若干开关控制，当所述总输出电压不大于所述预设电压时，所述比较器输出控制信号以提高若干开关的工作频率。为实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供一种植入式神经刺激系统，包括终端设备及刺激电极，所述终端设备包括如上任意一项技术方案所述的电压调节模块，所述电压调节模块用于输出总输出电压以控制所述刺激电极的电刺激幅值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术一实施方式采用细调电荷泵和倍压电荷泵结合方式输出可大范围精细调节的总输出电压，使得实际的总输出电压尽量接近所需的刺激幅值，进而大大节省了功耗。附图说明图1是本专利技术一实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压调节模块，其特征在于，包括相连的细调电荷泵及倍压电荷泵，所述细调电荷泵的第一输出电压V

【技术特征摘要】
20181226 CN 201811600635X1.一种电压调节模块，其特征在于，包括相连的细调电荷泵及倍压电荷泵，所述细调电荷泵的第一输出电压V1＝m*V0，所述倍压电荷泵的第二输出电压V2＝n*V0，所述电压调节模块的总输出电压V＝V1+V2，其中，V0为输入电压，m的取值范围为0～1，n为大于等于1的整数。


2.根据权利要求1所述的电压调节模块，其特征在于，所述细调电荷泵的输入端连接所述输入电压，所述倍压电荷泵的输入端连接所述输入电压，且所述细调电荷泵与所述倍压电荷泵之间通过中间开关连接。


3.根据权利要求1所述的电压调节模块，其特征在于，所述细调电荷泵包括若干细调电荷泵基本单元，每一细调电荷泵基本单元包括细调充电支路、细调放电支路、位于细调充电支路及细调放电支路的若干细调电容、若干细调开关，其中，所述细调充电支路用于为若干细调电容充电，所述细调放电支路用于输出中间输出电压，所述中间输出电压作为第一输出电压或输出至邻接的另一细调电荷泵基本单元，所述细调充电支路及所述细调放电支路由所述若干细调开关控制以输出不同的中间输出电压。


4.根据权利要求3所述的电压调节模块，其特征在于，每一细调电荷泵基本单元还包括与所述细调放电支路串联的串联支路，所述串联支路包括至少一串联输入端及控制所述串联输入端开闭的串联开关，所述串联输入端用于接地或连接其他细调电荷泵基本单元的中间输出电压而输出串联电压，当所述细调放电支路及所述串联支路导通时，所述第一输出电压为细调放电支路的中间输出电压和串联电压的和。


5.根据权利要求4所述的电压调节模块，其特征在于，每一细调电荷泵基本单元包括两个细调电容，当所述细调充电支路导通时，输入电压或中间输出电压为串联的两个细调电容充电，而后当所述细调放电支路及所述串联支路导通时，两个细调电容并联，所述第一输出电压为每一细调电容两端的电压及串联电压的和。


6.根据权利要求5所述的电压调节模块，其特征在于，所述细调电荷泵包括依次连接的第一细调电荷泵基本单元、第二细调电荷泵基本单元、第三细调电荷泵基本单元及第四细调电荷泵基本单元，其中，所述第一细调电荷泵基本单元包括第一串联支路、第一细调充电支路、第一细调放电支路及位于第一细调充电支路及第一细调放电支路的两个第一细调电容、若干第一细调开关，所述第一细调充电支路连接输入电压，所述第一细调放电支路输出第一中间输出电压，所述第二细调电荷泵基本单元包括第二串联支路、第二细调充电支路、第二细调放电支路及位于第二细调充电支路及第二细调放电支路的两个第二细调电容、若干第二细调开关，所述第二细调充电支路连接所述第一中间输出电压，所述第二细调放电支路输出第二中间输出电压，所述第三细调电荷泵基本单元包括第三串联支路、第三细调充电支路、第三细调放电支路及位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜雨，朱为然，李彩俊，
申请(专利权)人：苏州景昱医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32