一种用于体外除颤器的电容充电保护电路及体外除颤器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗设备技术，尤其涉及一种用于体外除颤器的电容充电保护电路及 体外除颤器。
【背景技术】
[0002] 心脏猝死（SO)，Sudden Cardiac Death)是心血管疾病的主要死亡原因，占 心血管疾病死亡总数的50%以上。造成S⑶的原因大部分是在各类心血管病变基础 上发生的一时性功能障碍和电生理改变，并引起恶性室性心律失常，例如，室性心动过 速（VT，Ventricular Tachycardia，简称室速）以及心室纤维颤动（VF，Ventricular Fibrillation，简称室颤）等。研究表明，一旦发生室颤，每延宕一分钟，除颤成功率将下降 10%，在室颤发生10分钟之后，除颤成功率几乎为零，因而，在室颤发生时，利用除颤器及 时对病人进行电除颤是挽救病人的关键。
[0003] 心脏电复律最早用于消除室颤，是在短时间内向心脏通以高压强电流，使心肌瞬 间同时除极，消除异位性快速心律失常，使之转复为窦性心律的方法，也称之为心脏电除 颤。目前，心脏电除颤法临床应用最广泛的是除颤器。除颤器包括体内除颤器以及体外除 颤器（AED，Automated External Defibrillator)，由于体外除颤器具有使用方便、能够即 时进行除颤，得到了广泛的应用。例如，体外除颤器在接通电源后，通过按下放电按钮启动 放电电路，通过脉冲放电电击人体，可以自动完成心电图自动分析，基于分析结果自动识别 室颤和室速，从而及时实施除颤，由于除颤实施早，成功率较高，可提高患者心肺复苏成功 率，是在心跳突然停止、发生室颤的情况下，通过电击刺激心脏使其恢复正常状态的便携式 医疗器械。
[0004] 其中，用于充放电的电容值大小为几十到几百微法，最高储存能量可达600焦耳， 电压达上千伏，脉冲充放电的时间只有几毫秒到几十毫秒。因而，在电容充电时，用于为电 容充电的电容充电保护电路的稳定性以及安全可靠性显得尤为重要。
[0005] 图1为现有技术电容充电保护电路结构示意图。参见图1，该电容充电保护电路包 括：控制电路电源〇 1、变压器02、整流器03、待充电电容04以及开关05，其中，
[0006] 控制电路电源01与变压器02初级线圈的一侧相连；
[0007] 变压器02初级线圈的另一侧与开关05的第一端相连；
[0008] 开关05的第二端接地，第三端接开关驱动信号，开关驱动信号可由微控制器或RC 振荡器产生并输出；
[0009] 变压器02次级线圈的一端与整流器03的第一输入端相连，另一端与整流器03的 第二输入端相连；
[0010] 整流器03的输出端与待充电电容04相连。
[0011] 其中，
[0012] 第一端为源极，第二端为漏极，第三端为栅极。较佳地，开关05为互补金属氧化物 半导体管（MOS，Metal Oxide Semiconductor) 〇
[0013] RC振荡器输出的开关驱动信号为固定脉宽信号，脉宽信号存在两种电平状态，即 高电平状态和低电平状态，RC振荡器的最终稳定状态是高电平，因而，在RC振荡器的稳定 状态，输出高电平脉宽信号，使开关一直导通；而通过微控制器输出的开关驱动信号为PWM 信号，通过PWM信号控制开关的通断时间，但是当微处理器上电时，引脚可能会出现持续的 高电平，也会使得开关一直处于导通状态。
[0014] 由于体外除颤器做为急救设备，需要在紧急状态下随时能实施紧急电击除颤，因 而，待充电电容需要在尽可能的短时间（< IOms)内，即在开关的导通时间内充到1000V 以上的高压，而高速充电中，导通的开关有大电流通过，而在微处理器或RC振荡器非正常 工作时，例如，复位状态、故障状态下，输出的开关驱动信号将影响开关的导通时间，如果开 关驱动信号控制不当，将导致开关导通时间延长，从而烧坏开关，使得体外除颤器不可用， 降低了体外除颤器的工作可靠性；同时，长时间大电流经过开关，将使变压器的初级线圈饱 和，从而浪费充电能量，降低充电效率。
【发明内容】
[0015] 有鉴于此，本发明实施例提供一种用于体外除颤器的电容充电保护电路及体外除 颤器，提高体外除颤器的工作可靠性。
[0016] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0017] -方面，本发明实施例提供一种用于体外除颤器的电容充电保护电路，该用于体 外除颤器的电容充电保护电路包括：控制电路电源、变压器、整流器、待充电电容、开关、开 关控制稳态触发单元、信号驱动单元以及微控制器，其中，
[0018] 控制电路电源与变压器初级线圈的一侧相连；
[0019] 变压器初级线圈的另一侧与开关的第一端相连；
[0020] 开关的第二端接地，第三端接开关驱动信号；
[0021] 变压器次级线圈的一端与整流器的第一输入端相连，另一端与整流器的第二输入 端相连；
[0022] 整流器的输出端与待充电电容相连；
[0023] 信号驱动单元的输出端与开关的第三端相连，输入端与开关控制稳态触发单元的 输出端相连；
[0024] 微控制器输出端与开关控制稳态触发单元的输入端相连，开关控制稳态触发单元 的稳定状态为低电平、暂稳态输出固定宽度的脉冲的开关驱动信号。
[0025] 优选地，所述开关控制稳态触发单元包括：单稳态触发器、第一电容以及第一电 阻，其中，
[0026] 单稳态触发器的第一输入端与微控制器的输出端相连，第二输入端接入单稳态触 发器的第二输出端，单稳态触发器的第一输出端与信号驱动单元的输入端相连；
[0027] 单稳态触发器的第三输入端分别与第一电容的一端以及第一电阻的一端相连；
[0028] 第一电容的另一端接地，第一电阻的另一端接入供电电源。
[0029] 优选地，所述信号驱动单元包括开关驱动芯片，所述开关驱动芯片的输入端与单 稳态触发器的第一输出端相连，输出端与开关的第三端相连。
[0030] 优选地，所述信号驱动单元进一步包括：
[0031] 第一分压电路，其中，第一分压电路包括第二电阻以及第三电阻；
[0032] 第二电阻的一端与单稳态触发器的第一输出端相连，另一端分别与第三电阻的一 端以及开关驱动芯片的输入端相连；
[0033] 第三电阻的另一端接地。
[0034] 优选地，所述信号驱动单元进一步包括：
[0035] 第二分压电路，其中，第二分压电路包括第四电阻以及第五电阻，
[0036] 第四电阻的一端与开关驱动芯片的输出端相连，另一端分别与第五电阻的一端以 及开关的第三端相连；
[0037] 第五电阻的另一端接地。
[0038] 优选地，所述开关控制稳态触发单元包含一稳定状态以及一暂稳态，其中，利用下 式计算所述暂稳态维持的时间：
[0040] 式中，
[0041] 1为暂稳态维持的时间；
[0042] Vc为电路中的输入电压，Vc(O) = 0, Vc( 〇〇 )= Vdd;
[0043] Vth为阈值电压；
[0044] R为第一电阻阻值；
[0045] C为第一电容容值；
[0046] Vdd以及V TH分别为预先设置的阈值。
[0047] 优选地，所述开关包括：绝缘栅双极型晶体管、互补金属氧化物半导体管、三极管 或双极型晶体管。
[0048] 优选地，所述