转换器装置和电路装置的制作方法

本申请要求于2018年12月12日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0160219号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。

下面的描述涉及转换器装置和方法。

背景技术：

对于超紧凑型装置，可需要有效的电力转换和外部装置或元件的最小化。对于有效的电力转换，可需要电感器。为了多种使用目的(例如，对超紧凑型装置中的内部电池充电并且从内部电池输出电压或电流)，可需要电感器。然而，当在单个超紧凑型装置中提供多个电感器以执行这样的多种目的时，装置的尺寸可能不可避免地增大。

技术实现要素：

提供本发明内容来以简化的形式介绍在以下具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意在标识要求权利的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求权利的主题的范围。

在一个总体方面，一种转换器包括：电感器，具有第一端和第二端；以及开关电路，连接到电感器。开关电路包括：第一开关，被配置为控制电感器的第一端与连接到转换器的电池之间的连接；第二开关，被配置为控制电感器的第二端与输出从电池经由电感器产生的电流的电流输出端之间的连接；第三开关，被配置为控制电感器的第二端与输出从电池产生的电压的电压输出端之间的连接；以及第四开关，被配置为控制电感器的第二端与接收用于对电池充电的电压的电压输入端之间的连接。

开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接；第六开关，被配置为控制电感器的第二端与接地之间的连接；以及第七开关，被配置为控制电感器的第二端与电池之间的连接。

开关电路还可包括：第六开关，被配置为控制电感器的第二端与接地之间的连接，其中，第一开关可被配置为在可输出电流的时隙期间导通。第六开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开；并且第二开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接。第二开关可被配置为在可输出电流的时隙期间导通。第一开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第五开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接；以及第六开关，被配置为控制电感器的第二端与接地之间的连接。第一开关和第六开关可被配置为在可输出电流的时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第二开关和第五开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接；以及第七开关，被配置为控制电感器的第二端与电池之间的连接。第五开关可被配置为在可输出电流的时隙期间导通。第七开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第二开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路可被配置为：对内部开关执行开关操作，使得可在第一时隙期间从电流输出端输出第一电流，并且可在与第一时隙不同的第二时隙期间从电流输出端沿与第一电流的方向相反的方向输出第二电流。

开关电路还可包括：第六开关，被配置为控制电感器的第二端与接地之间的连接。第一开关可被配置为在可输出电压的时隙期间导通。第六开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第三开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接。第三开关可被配置为在可输出电压的时隙期间导通。第一开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第五开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接；以及第六开关，被配置为控制电感器的第二端与接地之间的连接。第一开关和第六开关可被配置为在可输出电压的时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第三开关和第五开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路还可包括：第五开关，被配置为控制电感器的第一端与接地之间的连接。第四开关可被配置为在可对电池充电的时隙期间导通。第五开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第一开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。

开关电路可被配置为：执行第一开关操作、第二开关操作和第三开关操作中的一个，第一开关操作用于在一个时隙期间输出从电池经由电感器产生的电流，第二开关操作用于维持从电池产生的电压恒定，第三开关操作用于对电池充电。

开关电路可被配置为：执行基于第一开关操作、第二开关操作和第三开关操作的优先级从第一开关操作、第二开关操作和第三开关操作中选择的一个开关操作。

当确定从电流输出端输出电流时，开关电路可被配置为执行第一开关操作。

当确定不从电流输出端输出电流并且可确定从电压输出端输出的电压不足时，开关电路可被配置为执行第二开关操作。

当确定对电池充电可行、确定不从电流输出端输出电流并且可确定从电压输出端输出的电压足够时，开关电路可被配置为执行第三开关操作。

当确定不从电流输出端输出电流并且可确定从电压输出端输出的电压足够，并且确定对电池充电不可行时，开关电路可被配置为跳过时隙。

开关电路还可包括：续流开关，被配置为控制电感器的第一端与电感器的第二端之间的连接。第二开关可包括连接到电感器的第二端并被配置为控制电流可输出到电流输出端的方向的h桥。续流开关可被配置为在可输出电流的时隙中的第一间隔期间导通，并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。h桥的多个开关中的部分开关和第五开关可被配置为在所述时隙中的第一间隔期间断开，并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。可基于电流可从电流输出端输出的方向，从包括在h桥中的多个开关选择h桥的多个开关中的所述部分开关。

将从电流输出端输出的电流可以是以脉冲波的形式。

电感器可以是单个电感器。

开关电路还可包括：第八开关，被配置为控制电感器的第二端与可输出从电池产生的第二电压的第二电压输出端之间的连接。

转换器可被配置为植入在人体中。

电压可以是提供给可连接到转换器的控制器和传感器中的一个的恒定电压。

在另一个总体方面，一种电路装置包括：电池、电力接收器、转换器以及控制器。电力接收器被配置为接收用于对电池充电的电力。转换器连接到电池和电力接收器，包括电感器和开关电路。控制器被配置为控制开关电路的开关操作，以执使用电感器行第一开关操作、第二开关操作和第三开关操作中的一个，第一开关操作用于输出从电池经由电感器产生的电流，第二开关操作用于维持从电池产生的电压恒定，第三开关操作用于对电池充电。

从下面的具体实施方式、附图以及权利要求，其它特征和方面将是清楚的。

附图说明

图1是示出包括转换器的电路装置的示例的示图。

图2是示出包括转换器的电路装置的示例的电路图。

图3和图4是示出用于对电池充电的开关操作的示例的示图。

图5至图8是示出用于维持电压的开关操作的示例的示图。

图9至图12是示出用于输出电流的开关操作的示例的示图。

图13至图16是示出控制开关操作的示例的示图。

图17和图18是示出用于使用续流开关输出脉冲电流的开关操作的示例的示图。

贯穿附图和具体实施方式，除非另外描述或提供，否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。附图可不按比例，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘可被夸大。

具体实施方式

提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不受限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚地那样被改变。此外，为了增加的清楚和简明，可省略在理解本申请的公开之后已知的特征的描述。

在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为受限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出在理解本申请的公开之后将是清楚的实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式。

贯穿说明书，当诸如层、区域或基底的元件被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”或“结合到”另一元件时，它可直接“在”另一元件“上”、“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或多个其它元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其它元件。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个或相关所列项中的任意两个或更多个的任意组合。

尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或者部分，但是这些构件、组件、区域、层或者部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或者部分与另一构件、组件、区域、层或者部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中提到的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或者第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或者第二部分。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不应用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与基于本申请的公开的理解和本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如在通用词典中定义的术语)将被解释为具有与它们在相关领域中的上下文和本申请的公开中的含义一致的含义，并且不被理想化或过于形式化地理解。

此外，在示例实施例的描述中，当认为在理解本申请的公开之后由此已知的结构或功能的详细描述将导致示例实施例的模糊解释时，将省略这样的描述。

在下文中，将参照附图详细描述示例，并且附图中相同的参考标号始终表示相同的元件。

图1是示出包括转换器的电路装置的示例的示图。在此，转换器也可被称为转换器装置，同时也注意，转换器装置也可对应于各种示例中的电路装置。

参照图1，电路装置100可包括转换器110、电力接收器120、电池130和控制器140。

转换器110可包括电感器111和开关电路113。

电感器111是包括在转换器110中的单个电感器，并且可在将被开关电路113执行以对电池130充电、输出电流或维持电压的多个开关操作之一被执行时被使用。电压的维持指示被执行以输出恒定大小的电压的控制操作。例如，电感器111可以是外部电感器。在此，注意的是：关于示例或实施例的术语“可”的使用(例如，关于示例或实施例可包括或实现什么)表示存在包括或实现这样的特征的至少一个示例或实施例，而所有示例和实施例不限于此。

开关电路113可包括多个开关，并且通过连接电力接收器120、电池130、电压输出端和电流输出端中的至少两个来执行开关操作。例如，开关电路113可执行以下开关操作之一：用于基于由电力接收器120接收的电力对电池130充电的开关操作、用于输出从电池130经由电感器111产生的电流iac的开关操作、以及用于维持从电池130产生的电压vdc1和vdc2恒定的开关操作。可在不同的时隙中执行开关操作，并且将参照图13进一步详细描述基于时隙的时分控制。

在本示例中，电流iac可以是预定义波形的交流电(ac)，并且可以是被配置为施加到活体组织的刺激电流或将被用于阻抗测量的电流。电压vdc1和vdc2可以是恒定电压。尽管为了便于描述在图1的示例中示出仅单个电流iac以及两个电压vdc1和vdc2被输出，但是示例不限于示出的示例，并且在各种示例中可输出各种数量的电流和电压。

可基于电感器111执行上述开关操作。也就是说，示例包括可基于作为单个电感器的电感器111实现的多种目的，例如，电池充电、电流输出和电压维持。因此，通过共享如上所述的这样的单个电感器，可最小化使用的内部电感器元件或装置的数量，并且相应地减小转换器110的尺寸。另外，可提供其中通过使用单个电感器组合或混合电流输出和电压输出的转换器110。

电力接收器120接收电力以对电池130充电。例如，电力接收器120可基于无线电力传输方法接收电力，或者接收通过电力线传输的电力。

电池130可通过由电力接收器120接收的电力充电，并且可提供电力以从转换器110输出电流或电压。

控制器140控制开关电路113的开关操作。例如，控制器140可控制用于对电池130充电的开关操作、用于输出从转换器110产生的电流的开关操作、或者用于维持从转换器110输出的电压恒定的开关操作。

例如，电路装置100可包括可植入装置、可穿戴装置、被配置为输出刺激电流的刺激装置、以及被配置为输出将被用于阻抗测量的电流的电流产生器。电路装置100可被应用到需要高效率且极小的装置或元件的物联网(iot)系统或极小的生物可植入系统。电路装置100可以以芯片的形式实现，并且设置在例如需要向其供应电压的智能电话和iot装置中。

图2是示出包括转换器的电路装置的示例的电路图。

参照图2，电路装置100可包括转换器110、电力接收器120、电池130和控制器。为了便于描述，从图2中示出的示例省略控制器。

转换器110可包括电感器111和多个开关，例如，如示出的第一开关sw1至第八开关sw8。

电感器111可包括第一端和第二端。在图2中示出的示例中，电感器111的左端被称为第一端，并且电感器111的右端被称为第二端。在本示例中，电感器111是包括在转换器110中的单个电感器。

第一开关sw1控制电感器111的第一端与电池130之间的连接。第二开关sw2控制电感器111的第二端与输出电流iac的电流输出端之间的连接。电流iac是从电池130经由电感器111产生的电流，并且具有预定义波形。第三开关sw3控制电感器111的第二端与输出第一电压vdc1的第一电压输出端之间的连接。第一电压vdc1是从电池130产生的第一恒定电压。第四开关sw4控制电感器111的第二端与输入将被用于对电池130充电的电压的电压输入端之间的连接。

第五开关sw5控制电感器111的第一端与接地之间的连接。第六开关sw6控制电感器111的第二端与接地之间的连接。第七开关sw7控制电感器111的第二端与电池130之间的连接。第八开关sw8控制电感器111的第二端与输出第二电压vdc2的第二电压输出端之间的连接。第二电压vdc2是从电池130产生的第二恒定电压。

电力接收器120可包括线圈和整流器。电力接收器120可通过线圈接收无线传输的电力，并且通过整流器将接收的ac电压vac转换为直流电(dc)整流器电压vrec。

尽管为了便于描述在图2的示例中示出电流从电流输出端输出并且被配置为施加到组织，但是示例不限于示出的示例，并且涉及施加从转换器110输出的电流的任何示例也可不受限制地适用。

图3和图4是示出用于对电池充电的开关操作的示例的示图。

期望的电压转换被期望以用无线接收的电力对电池充电。通常，通过无线电力传输方法接收的电压可能在其大小上不足以对电池充电。因此，可期望升压转换器来将电压升压到适当的电平。升压转换器可使用单个电感器来执行以高效率地充电。在下文中，将参照图3进一步详细描述被执行以对电池充电的开关操作。

参照图3，可执行与上述的这样的升压转换器对应的开关操作以对电池充电。这个开关操作使用所示出的第一开关sw1、第四开关sw4和第五开关sw5对电池充电。第四开关sw4被配置和/或控制为在对电池充电的时隙期间导通。第五开关sw5被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第一开关sw1在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。在此，开关被配置和/或控制为导通指示开关闭合(用于连接)，并且当开关开路(用于断开)时开关断开。电感器电流可在所述时隙中的第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第一开关sw1。也就是说，对电池充电的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头310所示，并且对电池充电的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头320所示。

图4示出在对电池充电的时隙期间的整流器电压vrec和电感器电流il。对电池充电的时隙表示第一时间点410与第二时间点420之间的部分。

当电力接收器接收到电力时，整流器电压vrec可逐渐增大。当整流器电压vrec足够对电池充电时，随后可开始对电池充电。例如，当整流器电压vrec大于或等于第一参考电压(例如1.0伏特(v))时，可确定整流器电压vrec足够。

当对电池充电开始时，整流器电压vrec可逐渐减小，并且在所述时隙中的第一间隔期间能量可被存储在电感器中，因此电感器电流il可逐渐增大。存储在电感器中的能量可在所述时隙中的第二间隔期间被传输到电池，这可再次减小电感器电流il且可需要以电荷量430对电池充电。对电池充电可继续，直到整流器电压vrec不足以对电池充电或者时隙结束。例如，当整流器电压vrec减小到小于第二参考电压(例如0.9v)时，可确定整流器电压vrec不足。

在一个示例中，被配置为在对电池充电时执行升压转换的转换器的输出端可连接到电池，以在固定时将转换器的输出电压恒定地固定为始终相同。因此，可应用不需要用于充电的整流控制的开环控制。

图5至图8是示出用于维持电压的开关操作的示例的示图。

期望的dc-dc电压转换器可被期望从电池产生并输出电压。在此，因为期望整流控制来恒定地固定并调节输出电压，所以可应用闭环控制。图5示出如何通过与升压转换器对应的开关操作从第一电压输出端输出第一电压vdc1的示例。在需要将第一电压vdc1维持为大于电池电压vbat的情况下，可执行升压转换器的开关操作。

参照图5，针对被执行以输出第一电压vdc1的开关操作，使用第一开关sw1、第三开关sw3和第六开关sw6。第一开关sw1被配置和/或控制为在输出第一电压vdc1的时隙期间导通。第六开关sw6被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第三开关sw3在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第三开关sw3。也就是说，输出第一电压vdc1的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头510所示，并且输出第一电压vdc1的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头520所示。在本示例中，电感器电流il在第一间隔中增大并在第二间隔中减小，并且以电荷量q将能量传输到第一电压输出端，使得将从第一电压输出端输出的电压达到第一电压vdc1。

图6示出如何通过与降压转换器的操作对应的开关操作从第一电压输出端输出第一电压vdc1的示例。在需要将第一电压vdc1维持为小于电池电压vbat的情况下，可执行降压转换器的开关操作。

参照图6，针对被执行以输出第一电压vdc1的开关操作，使用第一开关sw1、第三开关sw3和第五开关sw5。第三开关sw3被配置和/或控制为在输出第一电压vdc1的时隙期间导通。第一开关sw1被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第五开关sw5在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第五开关sw5。也就是说，输出第一电压vdc1的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头610所示，并且输出第一电压vdc1的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头620所示。在本示例中，电感器电流il在第一间隔中增大并在第二间隔中减小，并且以电荷量q将能量传输到第一电压输出端，使得将从第一电压输出端输出的电压达到第一电压vdc1。

图7示出如何通过与降压-升压转换器的操作对应的开关操作从第一电压输出端输出第一电压vdc1的示例。在需要将第一电压vdc1维持为大于、小于或等于电池电压vbat的情况下，可执行降压-升压转换器的开关操作。

参照图7，针对被执行以输出第一电压vdc1的开关操作，使用第一开关sw1、第三开关sw3、第五开关sw5和第六开关sw6。第一开关sw1和第六开关sw6在输出第一电压vdc1的时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第三开关sw3和第五开关sw5在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时可断开第五开关sw5。在本示例中，电感器电流il在第一间隔中增大并在第二间隔中减小，并且以电荷量q将能量传输到第一电压输出端，使得将从第一电压输出端输出的电压达到第一电压vdc1。

图8示出如何从第二电压输出端输出第二电压vdc2的示例。参照图8，被执行以维持第二电压vdc2的开关操作使用连接到第二电压输出端的第八开关sw8来代替连接到第一电压输出端的第三开关sw3。例如，如图8的示例中示出的在通过降压转换器的开关操作输出第二电压vdc2的情况下，可使用第一开关sw1、第五开关sw5和第八开关sw8。第八开关sw8被配置和/或控制为在输出第二电压vdc2的时隙期间导通。第一开关sw1被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第五开关sw5在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第五开关sw5。尽管为了便于描述参照图8描述了降压转换器的开关操作，但是示例不限于此。例如，使用第八开关sw8代替第三开关sw3的升压转换器或降压-升压转换器的开关操作也是适用的。

图9至图12是示出用于输出电流的开关操作的示例的示图。

期望的dc-ac电压-电流转换可被期望来从电池产生并输出通过电感器的电流。在此，期望整流控制来恒定地固定并调节输出电流，因此可应用闭环控制。输出电流可以是被配置为施加到用户的活体组织的刺激电流或者被施加以测量阻抗的电流，并且具有预定义波形。电感器可用于实现高效率的电力转换激励器或电流产生器。可能需要在设定时间输出准确大小的电流，因此可执行峰值电流控制和固定导通时间控制(fixedon-timecontrol)。

图9示出如何通过与升压转换器的操作对应的开关操作输出电流iac的示例。当基于将被施加电流iac的活体组织的负载的电流输出端的电压大于电池电压vbat时，可执行升压转换器的开关操作。

参照图9，被执行以输出电流iac的开关操作使用第一开关sw1、第二开关sw2和第六开关sw6。第一开关sw1被配置和/或控制为在输出电流iac的时隙期间导通。第六开关sw6被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第二开关sw2在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时可断开第二开关sw2。也就是说，输出电流iac的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头910所示，并且输出电流iac的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头920所示。在本示例中，电感器电流il在第一间隔中增大并在第二间隔中减小，并且第二间隔中的电感器电流il被输出为电流iac。

图10示出如何通过与降压-升压转换器的操作对应的开关操作输出电流iac的示例。当基于将被施加电流iac的活体组织的负载的电流输出端的电压大于、小于或等于电池电压vbat时，可执行降压-升压转换器的开关操作。

参照图10，被执行以输出电流iac的开关操作使用第一开关sw1、第二开关sw2、第五开关sw5和第六开关sw6。第一开关sw1和第六开关sw6在输出电流iac的时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第二开关sw2和第五开关sw5在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第五开关sw5。也就是说，输出电流iac的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头1010所示，并且输出电流iac的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头1020所示。在本示例中，电感器电流il在第一间隔中增大并在第二间隔中减小，并且第二间隔中的电感器电流il被输出为电流iac。

图11示出如何通过与降压转换器对应的开关操作输出电流iac的示例。当基于将被施加电流iac的活体组织的负载的电流输出端的电压小于电池电压vbat时，可执行降压转换器的开关操作。

参照图11，被执行以输出电流iac的开关操作使用第一开关sw1、第二开关sw2和第五开关sw5。第二开关sw2被配置和/或控制为在输出电流iac的时隙期间导通。第一开关sw1被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第五开关sw5在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第五开关sw5。也就是说，输出电流iac的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头1110所示，并且输出电流iac的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头1120所示。在本示例中，电感器电流il在第一间隔中增大并在第二间隔中减小，并且第一间隔和第二间隔中的电感器电流il被输出为电流iac。

以上参照图9至图11描述的示例与作为正电流的电流iac相关。在下文中，将参照图12描述与作为负电流的电流iac相关的示例。

图12示出如何通过与降压-升压转换器的操作对应的开关操作输出负电流的电流iac的示例。当基于将被施加电流iac的活体组织的负载的电流输出端的电压大于、小于或等于电池电压vbat时，可执行降压-升压转换器的开关操作。

参照图12，被执行以输出电流iac的开关操作使用第二开关sw2、第五开关sw5和第七开关sw7。第五开关sw5被配置和/或控制为在输出电流iac的时隙期间导通。第七开关sw7被配置和/或控制为在所述时隙中的第一间隔期间导通并且在所述时隙中的第二间隔期间断开。第二开关sw2在所述时隙中的第一间隔期间断开并且在所述时隙中的第二间隔期间导通。电感器电流可在第二间隔期间减小，并且当电感器电流达到0时即使在第二间隔的中间也可断开第二开关sw2。也就是说，输出电流iac的时隙中的第一间隔期间的电流流动如第一箭头1210所示，并且输出电流iac的时隙中的第二间隔期间的电流流动如第二箭头1220所示。在本示例中，电感器电流il的绝对值在第一间隔中增大并在第二间隔中减小。第二间隔中的电感器电流il被输出为电流iac。因此，正电流和负电流二者都可通过开关操作进行输出，而不需要到电流输出端的h桥连接。

图13至图16是示出控制开关操作的示例的示图。

可根据基于时分的控制执行上述开关操作。也就是说，开关操作可在不同的时隙中执行，并且在它们对应的时隙中使用电感器。此外，可根据基于时分的优先级控制执行开关操作。例如，可在当前时隙中执行基于多个开关操作的优先级从多个开关操作中选择的一个开关操作。将参照图13详细描述基于时分的优先级控制。

图13示出根据基于时分的优先级控制而控制的开关操作的流程图。

参照图13，在操作1310中，通过时钟触发器分配新时隙。当分配新时隙时，执行操作1320。

在操作1320中，确定是否需要从电流输出端输出电流。例如，可确定是否需要向与电流输出端接触的活体组织输出刺激电流。针对另一示例，可确定是否需要输出电流以测量与电流输出端接触的部分的阻抗。响应于确定需要输出电流，执行操作1325。响应于确定不需要输出电流，执行操作1330。

在操作1325中，在当前时隙期间执行用于输出电流的开关操作，并且从电流输出端输出电流。然后执行操作1310，并且接着发生下一时隙。

在操作1330中，确定从第一电压输出端输出的第一电压是否不足。可基于第一电压输出端的当前电压是否小于预设的第一参考电压来执行这样的确定。例如，当第一参考电压是1.80v，并且第一电压输出端的当前电压是1.85v或1.80v时，可确定第一电压是足够的。在本示例中，当第一电压输出端的当前电压是1.75v时，可确定第一电压是不足的。响应于确定第一电压是不足的，随后执行操作1335。响应于确定第一电压是足够的，随后执行操作1340。

在操作1335中，在当前时隙期间，执行用于将从第一电压输出端输出的第一电压恒定地维持为第一参考电压的开关操作。也就是说，可将能量传输到第一电压输出端，并且因此第一电压可被维持在第一参考电压。然后执行操作1310，并且接着发生下一时隙。

在操作1340中，确定从第二电压输出端输出的第二电压是否不足。可基于第二电压输出端的当前电压是否小于预设的第二参考电压来执行这样的确定。例如，当第二参考电压是0.80v，并且第二电压输出端的当前电压是0.85v或0.80v时，可确定第二电压是足够的。在本示例中，当第二电压输出端的当前电压是0.75v时，可确定第二电压是不足的。响应于确定第二电压是不足的，随后执行操作1345。响应于确定第二电压是足够的，随后执行操作1350。

在操作1345中，在当前时隙期间，执行用于将从第二电压输出端输出的第二电压恒定地维持为第二参考电压的开关操作。也就是说，可将能量传输到第二电压输出端。然后执行操作1310，并且接着发生下一时隙。

在操作1350中，确定对电池充电是否可行。可基于整流器电压是否足够来执行这样的确定。例如，当参考整流器电压是1.0v，并且整流器电压是1.0v或1.1v时，可确定对电池充电是可行的。在本示例中，当整流器电压是0.9v时，可确定对电池充电是不可行的。响应于确定对电池充电是可行的，随后执行操作1355。响应于确定对电池充电是不可行的，随后执行操作1360。

在操作1355中，在当前时隙期间执行用于对电池充电的开关操作，然后对电池充电。然后执行操作1310，并且接着发生下一时隙。

在操作1360中，当确定不需要输出电流、维持电压和对电池充电时，或者不可能输出电流、维持电压和对电池充电时，跳过当前时隙。也就是说，在当前时隙中不执行任何开关操作，然后执行操作1310，并且接着发生下一时隙。

如上所述，可通过划分时间轴并首先执行高优先级开关操作来执行基于时分的优先级控制。例如，当施加刺激信号时，施加刺激的时间点可能是重要的，因此用于输出电流的开关操作可具有最高优先级。然而，当对电池充电时，时间点可能不那么重要，并且仅将电力传输到电池就足够，因此用于对电池充电的开关操作可具有最低优先级。另外，当维持电压时，维持电压的时间点可能不那么重要，并且需要维持电压输出端的电压大于或等于预设的参考电压，因此用于维持电压的开关操作可具有中等优先级。

图14示出当根据基于时分的优先级控制执行开关操作时的电感器电流il的示例。参照图14，在一个时隙中可执行用于输出电流、维持电压或对电池充电的开关操作。例如，当输出用于刺激的电流时，其中沿正方向输出预设数量的电流然后沿负方向输出预设数量的电流的图案可被示出。在本示例中，在这样的图案之间可存在特定的空白时段。在未被分配用于输出电流的时隙中，可输出电压。在除了输出电流之外还未被分配用于维持电压的时隙中，可对电池充电。另外，可跳过除了输出电流和维持电压之外还未被分配用于对电池充电的时隙，并且因此电感器电流il可不在该时隙中流动。

当对电池充电时的电感器电流il的方向与当输出正电流或当维持电压时的电感器电流il的方向相反，因此电感器电流il可具有负值，如在图14中示出的曲线图中所示。

在一个示例中，用于划分时隙的参考时钟的速度可以是可控的。例如，当尽管频繁需要对电池充电，但是由于输出电流或维持电压导致对电池充电没有被充分地执行时，时钟速度可被控制为较快。然而，当时隙被产生得比输出电流、维持电压或对电池充电的所需更频繁时，脉冲跳变速率(pulse-skiprate)可增加。当脉冲跳变速率增加时，时钟速度可被控制为较慢。通过如上所述适应性地控制时钟速度，可执行更稳定的开关操作。

图15示出基于时分的顺序控制的示例。在一个示例中，可按顺序将开关操作分配给时隙。例如，用于对电池充电、输出电流、维持第一电压和维持第二电压的开关操作可分别被顺序地分配给时隙，然后被执行。通过基于时分的顺序控制，可省略确定时隙中的开关操作的操作。

图16示出在基于时分的顺序控制的处理中不需要输出电流的示例。例如，当在基于时分的顺序控制中不需要在当前时隙中输出电流时，可跳过该时隙，而不考虑是否需要维持电压或者是否可能对电池充电。

在图15和图16中，尽管作为示例按顺序将开关操作分配给不同的时隙，但是在其它示例中所描绘的次序不限于此。例如，示例包括按一次序分配开关操作，该开关操作可包括用于对电池充电、输出电流、维持第一电压和维持第二电压的开关操作中的任何一个或者任何两个或更多个的任何组合。

图17和图18是示出用于使用续流(freewheeling)开关输出脉冲电流的开关操作的示例的示图。

在一个示例中，将从电流输出端输出的电流可不以三角形或斩波的形式而以脉冲波的形式输出。因此，包括在转换器中的电感器的电感或值可能需要足够大，使得电感器的波形不由于活体组织的两端的电压而下降。转换器还可包括续流开关swf，并且上述第二开关sw2可被实现为h桥。在下文中，将参照图17和图18详细描述被执行来以脉冲波的形式输出电流的开关操作。

图17是示出用于以脉冲波的形式输出电流的开关操作的示例的电路图。参照图17，第一开关sw1和第六开关sw6导通以将电流建立到电感器电流il中。另外，第一开关sw1和第六开关sw6断开且续流开关swf被配置和/或控制为导通，以维持电感器电流il恒定。在包括电感器和续流开关swf的闭环中，电感器电流il可逆时针流动。

然后，当续流开关swf断开且h桥的一些开关(例如，swh1和swh3)以及第五开关sw5或第一开关sw1导通时，电流iac可沿正方向输出。相反地，当续流开关swf断开且h桥的剩余开关(例如，swh2和swh4)以及第五开关sw5或第一开关sw1导通时，电流iac可沿负方向输出。

在一个示例中，可在一个时隙中输出一个脉冲。为了以正脉冲波的形式输出电流，续流开关swf可在时隙中的第一间隔期间导通，并且在时隙中的第二间隔期间断开。此外，h桥的开关swh1和swh3以及第五开关sw5或第一开关sw1可在时隙中的第一间隔期间断开，并且在时隙中的第二间隔期间导通。相反，为了以负脉冲波的形式输出电流，续流开关swf可在时隙中的第一间隔期间导通，并且在时隙中的第二间隔期间断开。另外，h桥的剩余开关swh2和swh4以及第五开关sw5或第一开关sw1可在时隙中的第一间隔期间断开，并且在时隙中的第二间隔期间导通。在本示例中，基于对第一开关sw1、第五开关sw5、第六开关sw6和续流开关swf的这样的控制，可假定已经执行用于恒定地维持电感器电流il的开关操作。

图18示出电感器电流il、将被输出的电流iac、第一控制电压φ1、第二控制电压φ2和第三控制电压φ3的各自示例。参照图18，当第一控制电压φ1为高时，将由第一控制电压φ1控制的开关被配置和/或控制为导通。相反，当第一控制电压φ1为低时，将由第一控制电压φ1控制的开关断开。同样地，也可控制与第二控制电压φ2和第三控制电压φ3对应的开关导通还是断开。

如图18中所示的恒定维持的电感器电流il可在第一控制电压φ1和第二控制电压φ2的控制下以正脉冲波的形式输出为电流iac。另外，电感器电流il可在第一控制电压φ1和第三控制电压φ3的控制下以负脉冲波的形式输出为电流iac。

如上所述，通过续流开关swf短路电感器的两端来实现续流，可将电感器电流il维持为dc。另外，对续流开关swf和h桥的控制可允许以脉冲波的形式的电流iac被输出。

在此针对图1至图18描述的电路装置100、转换器110、电力接收器120、电池130、控制器140、电感器111、开关电路113、开关、转换器、电路装置以及其它设备、模块、装置和其它组件通过硬件组件来实现。可用于执行在本申请中描述的操作的硬件组件的示例适当地包括：控制器、传感器、产生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器和被配置为执行在本申请中描述的操作的任何其它电子组件。在其它示例中，执行在本申请中描述的操作的硬件组件中的一个或多个通过计算硬件(例如，通过一个或多个处理器或计算机)来实现。可通过一个或多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或被配置为以限定的方式响应并执行指令以实现期望的结果的任何其它装置或装置的组合)来实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括或连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件可执行用于执行在本申请中描述的操作的指令或软件(诸如，操作系统(os)和在os上运行的一个或多个软件应用)。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操控、处理、创建和存储数据。为了简单起见，单数术语“处理器”或“计算机”可用在本申请中描述的示例的描述中，但是在其它的示例中，多个处理器或计算机可被使用，或者处理器或计算机可包括多个处理元件或多种类型的处理元件或二者。例如，单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件可通过单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现。一个或多个硬件组件可通过一个或多个处理器、或者处理器和控制器来实现，一个或多个其它硬件组件可通过一个或多个其它处理器，或者另外的处理器和另外的控制器来实现。一个或多个处理器、或者处理器和控制器可实现单个硬件组件或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有不同的处理配置中的任何一个或多个，不同的处理配置的示例包括：单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(sisd)多处理、单指令多数据(simd)多处理、多指令单数据(misd)多处理以及多指令多数据(mimd)多处理。

图1至图18中示出的执行在本申请中描述的操作的方法通过计算硬件(例如，通过一个或多个处理器或计算机)来执行，计算硬件被实现为如上所述地执行指令或软件，以执行在本申请中描述的由所述方法所执行的操作。例如，单个操作或者两个或更多个操作可通过单个处理器或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来执行。一个或多个操作可通过一个或多个处理器、或者处理器和控制器来执行，并且一个或多个其它操作可通过一个或多个其它处理器、或者另外的处理器和另外的控制器来执行。一个或多个处理器、或者处理器和控制器可执行单个操作或者两个或更多个操作。

用于控制计算硬件(例如，一个或多个处理器或计算机)实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的任意组合，以单独地或共同地指示或配置一个或多个处理器或计算机如机器或专用计算机那样进行操作，以执行由如上所述的硬件组件和方法执行的操作。在一个示例中，指令或软件包括由一个或多个处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如，由编译器产生的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由一个或多个处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。可基于附图中示出的块图和流程图以及说明书中的相应描述，使用任何编程语言编写指令或软件，附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述公开了用于执行由如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法。

用于控制计算硬件(例如，一个或多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件、以及任何相关联的数据、数据文件以及数据结构可被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中或一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(rom)、随机存取可编程只读存储器(prom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、闪存、非易失性存储器、cd-rom、cd-r、cd+r、cd-rw、cd+rw、dvd-rom、dvd-r、dvd+r、dvd-rw、dvd+rw、dvd-ram、bd-rom、bd-r、bd-rlth、bd-re、蓝光或光盘存储器、硬盘驱动器(hdd)、固态驱动器(ssd)、卡式存储器(诸如，多媒体卡或者微型卡(例如，安全数字(sd)或者极速数字(xd)))、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘、以及任何其它装置，任何其它装置被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并将所述指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给一个或多个处理器或计算机，使得一个或多个处理器和计算机能够执行指令。在一个示例中，指令或软件以及任何关联的数据、数据文件以及数据结构分布在联网的计算机系统上，使得指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构通过一个或多个处理器或计算机以分布式的方式被存储、访问和执行。

虽然本公开包括特定的示例，但是在理解本申请的公开之后将清楚，在不脱离权利要求和它们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。在此描述的示例应仅被认为是描述性的，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其它示例中的类似特征或方面。如果描述的技术以不同的次序被执行，和/或如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合，和/或被其它组件或它们的等同物替换或补充，则可实现合适的结果。因此，公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求及它们的等同物限定，并且在权利要求及它们的等同物的范围内的所有变化应被解释为包括在公开中。