用于對(duì)不具有被動(dòng)涓流充電的植入式醫(yī)療設(shè)備中的耗盡電池進(jìn)行充電的電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種充電電路，其用于接收磁性充電場(chǎng)并使用所接收的充電場(chǎng)對(duì)不具有被動(dòng)涓流充電的植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)中的電池進(jìn)行充電，即使電池電壓(Vbat)嚴(yán)重耗盡。所述充電電路包括能夠通過(guò)電流反射鏡產(chǎn)生恒定充電電流的源，其中所述電流反射鏡接收用于設(shè)定充電電流的參考電流。提供兩個(gè)參考電流生成器：當(dāng)Vbat嚴(yán)重耗盡時(shí)啟用第一參考電流生成器以產(chǎn)生較小的不可調(diào)參考電流；一旦Vbat恢復(fù)則啟用第二參考電流生成器以產(chǎn)生可被控制以調(diào)整充電電流的參考電流。因?yàn)閂bat可能過(guò)低，所以第一生成器由從磁性充電場(chǎng)產(chǎn)生的DC電壓來(lái)供電，使用被動(dòng)生成的欠壓控制信號(hào)以在第一和第二生成器的使用之間轉(zhuǎn)換。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于對(duì)不具有被動(dòng)涓流充電的植入式醫(yī)療設(shè)備中的耗盡電池進(jìn)行充電的電路
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年I月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案61/928，352和61/928，391的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及植入式醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電池充電電路。
【背景技術(shù)】
[0004]植入式刺激設(shè)備將電刺激遞送到神經(jīng)和組織以用于各種生物失常的治療，例如，用于治療心律失常的起搏器，用于治療心臟纖維顫動(dòng)的去顫器，用于治療耳聾的耳蝸激勵(lì)器，用于治療失明的視網(wǎng)膜激勵(lì)器，用于產(chǎn)生協(xié)調(diào)肢體運(yùn)動(dòng)的肌肉激勵(lì)器，用于治療慢性疼痛的脊髓激勵(lì)器，用于治療運(yùn)動(dòng)和心理失常的皮質(zhì)和深腦激勵(lì)器以及用于治療尿失禁、睡眠呼吸暫停、肩部半脫位等的其它神經(jīng)激勵(lì)器。下文的描述一般將集中于本發(fā)明在脊髓刺激(SCS)系統(tǒng)中的使用，例如公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利6，516，227中。然而，本發(fā)明可適用于任何植入式醫(yī)療設(shè)備或任何植入式醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)。
[0005]SCS系統(tǒng)通常包括在圖1A和IB中以平面圖和橫截面圖示出的植入式脈沖生成器(IPG) 10 ο IPG 10包括生物相容設(shè)備外殼30，其容納有所述IPG運(yùn)行所必需的電路和電池36。電極16被配置成接觸患者的組織并且由柔性體18承載，所述柔性體18還容納耦合到各個(gè)電極16的單個(gè)引線(xiàn)20。引線(xiàn)20還耦合到鄰面觸點(diǎn)22，其可插入固定在IPG 10上的頭部28中的引線(xiàn)連接器24，其中所述頭部可包含，例如，環(huán)氧樹(shù)脂。一旦插入，鄰面觸點(diǎn)22就連接到頭部觸點(diǎn)26，所述頭部觸點(diǎn)26又通過(guò)饋通引腳34經(jīng)由外殼饋通32耦合到外殼30內(nèi)的電路。
[0006]在示出的IPG10中，三十二個(gè)引線(xiàn)電極(E1-E32)分裂在四個(gè)引線(xiàn)14之間，其中頭部28含有2x2陣列的引線(xiàn)連接器24。然而，IPG中的引線(xiàn)和電極的數(shù)量是應(yīng)用特定的，因此能夠變化。在SCS應(yīng)用中，電極引線(xiàn)14典型地植入患者脊髓內(nèi)硬脊膜的附近，并且當(dāng)使用四引線(xiàn)IPG 10時(shí)，這些引線(xiàn)通常在硬脊膜的左右側(cè)中的每一側(cè)分裂兩個(gè)。鄰面電極22隧穿患者組織到達(dá)IPG外殼30所植入的遠(yuǎn)端位置，例如，臀部，在該點(diǎn)處其耦合到引線(xiàn)連接器24。在另一示例中，四引線(xiàn)IPG 10還可用于深腦刺激(DBS)。在設(shè)計(jì)用于在需要刺激的部位直接植入的其它IPG示例中，IPG可無(wú)引線(xiàn)的，而是具有出現(xiàn)在IPG主體上的用于接觸患者組織的電極16。
[0007]如圖1B的橫截面中所示，IPG 10包括:印刷電路板(PCB)40。電耦合到PCB 40的是電池36，在本示例中，電池36是可再充電的；耦合到PCB的頂面和底面的其它電路50a和50b;遙測(cè)線(xiàn)圈42，其用于與外部控制器(未示出)無(wú)線(xiàn)通信;充電線(xiàn)圈44，其用于從用以對(duì)電池36進(jìn)行再充電的外部充電器90(圖2)中無(wú)線(xiàn)接收磁性充電場(chǎng)；以及饋通引腳34(連接未示出)。若電池36為永久的且不可再充電，則無(wú)需充電線(xiàn)圈44。(可在于2013年9月13日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案序列號(hào)61/877,871中找到關(guān)于線(xiàn)圈42和44及其所通信的外部設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié))。
[0008]IPG 10中、尤其其中電池36是可再充電的IPG 10中需要注意一個(gè)問(wèn)題是電池管理電路的設(shè)計(jì)，其描述于共同擁有的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案2013/0023943中。圖2示出公開(kāi)案‘943中所公開(kāi)的電池管理電路84，對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要地論述?？稍俪潆婋姵?6可包含鋰離子聚合物電池，當(dāng)充滿(mǎn)電時(shí)，其可提供約4.2伏的電壓(Vbat = Vmax)。然而，其它可再充電電池化學(xué)也可用于電池36。
[0009]如所述，外部充電器90通常為手持式電池供電設(shè)備，其從線(xiàn)圈92生成磁性非數(shù)據(jù)調(diào)制充電場(chǎng)98(例如，80kHz)。在IPG 10中，前端充電電路96與磁場(chǎng)98相遇，此處通過(guò)在線(xiàn)圈中感生電流對(duì)充電線(xiàn)圈44進(jìn)行激勵(lì)。包括整流器且可選地包括濾波電容器和電壓-量值限制齊納二極管(例如，限制為5.5V)的整流器電路46對(duì)感生電流進(jìn)行處理以建立電壓Vl(例如，〈5.5V)，將此電壓通過(guò)防逆流二極管48以生成DC電壓Vdc。耦合到充電線(xiàn)圈44的晶體管102可由IPG 10進(jìn)行控制(通過(guò)控制信號(hào)LSK)以在磁場(chǎng)98的生成過(guò)程中通過(guò)負(fù)載位移鍵控(Load Shift Keying)向外部充電器90回傳數(shù)據(jù)，如眾所周知的那樣。
[0010]如公開(kāi)案‘943中所論述，向電池管理電路84提供Vdc，電池管理電路84連同IPG 10的運(yùn)行所必需的其它電路可位于專(zhuān)用集成電路(ASIC)上，其中IPGlO的運(yùn)行所必需的其它電路包括:電流生成電路(用于向電極16的所選一個(gè)(些)提供指定電流)；遙測(cè)電路(用于對(duì)與圖1B的遙測(cè)線(xiàn)圈42相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào))；各種測(cè)量和生成器電路；系統(tǒng)存儲(chǔ)器；等等。前端充電電路96和電池36通常包含:芯片外(ASIC外)組件，連同IPG 10中的其它電子設(shè)備，例如遙測(cè)線(xiàn)圈42;耦合到電極16的各種DC截?cái)嚯娙萜?未示出)；微控制器100，其可通過(guò)數(shù)字總線(xiàn)88與ASIC(以及電池管理電路84)通信；以及與本文關(guān)系不大的其它組件。在一個(gè)不例中，微控制器100可包含Part Number MSP430，其由Texas Instruments制造，描述于http://www.t1.com/lsds/ti/microcontroller/16_bit_msp430/overview.page?DCMP =MCU_othertHQS = msp430處的數(shù)據(jù)表中。ASIC可如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案2012/0095529中所描述。
[0011]圖2中的電池管理電路84由兩個(gè)電路塊組成:充電電路80，其用于生成對(duì)電池36進(jìn)行充電的電流；以及負(fù)載隔離電路82，其用于將電池36可控地連接到在IPG 10的正常運(yùn)行過(guò)程中電池36所供電的負(fù)載75或與其斷開(kāi)。負(fù)載75可包含芯片內(nèi)(ASIC內(nèi))電路塊(例如電流生成電路和前述的遙測(cè)電路43)和芯片外(ASIC外)組件(例如微控制器100)兩者。
[0012]如所描繪，充電電路80、負(fù)載隔離電路82和電池36通常具有T形拓?fù)?，其中充電電?0介于前端充電電路96(Vdc)和電池36的正極端子(Vbat)之間，并且負(fù)載隔離電路82介于Vbat和負(fù)載75之間。
[0013]如公開(kāi)案’943中所論述，取決于若干條件，負(fù)載隔離電路82能夠防止電池36(Vbat)向負(fù)載(Vload)供電。例如，若負(fù)載75正引出相當(dāng)高的電流(如由過(guò)電流檢測(cè)電路74通過(guò)斷定控制信號(hào)01來(lái)指示的那樣)，或者若Vbat過(guò)低(如由欠壓檢測(cè)電路70通過(guò)斷定控制信號(hào)UV來(lái)指示的那樣)，或者若舌簧開(kāi)關(guān)78指示外部磁場(chǎng)信號(hào)μ(例如，在由患者許可外部關(guān)機(jī)磁鐵的存在的緊急情況下)，負(fù)載75將通過(guò)開(kāi)關(guān)62或64從Vbat去耦合，如由“或”門(mén)76輔助。在上文參考的公開(kāi)案‘943中更詳細(xì)地論述了負(fù)載隔離電路82。若Vbat過(guò)高，則還提供放電電路68以故意地消耗電池36。
[0014]與本公開(kāi)內(nèi)容更為相關(guān)的是充電電路80，其開(kāi)始于Vdc，即前端充電電路96響應(yīng)于外部充電器90的磁場(chǎng)98而生成的DC電壓。Vdc分成并聯(lián)連接在Vdc和Vbat之間的的充電電路80中的兩個(gè)路徑:涓流充電(trickle charging)路徑和主動(dòng)充電(active charging)路徑，其任一者可用于向電池36(Vbat)提供電池充電電流(Ibat)。
[0015]涓流充電路徑是被動(dòng)的，S卩，其運(yùn)行不受控制信號(hào)的控制，并且除了由Vdc所提供的生成用于電池36的充電電流(Itrickle)的功率之外無(wú)需其它功率。如所示，涓流充電路徑向限流電阻器50和一個(gè)或多個(gè)二極管52呈現(xiàn)Vdc，并且用于向電池36提供小充電電流I tr i ckI e。當(dāng)電池36顯著耗盡時(shí)，S卩，若Vbat低于閾值Vt I，例如2.7V，使用小涓流充電電流尤其有效。
[0016]為了生成Itrickle，Vdc必須高于電阻器50和二極管52上的電壓降與電池36的電壓Vbat之和。在典型條件下并且假設(shè)使用三個(gè)二極管52和一個(gè)200歐姆電阻器50，電阻器50和二極管52上的電壓降將為約2.0伏。因此，若Vdc大于約2.0V+Vbat，則Itrickle將被動(dòng)地流入電池36。若不滿(mǎn)足此條件——其指示Vdc太小(或許因?yàn)橥獠砍潆娖?0和IPG 10之間的耦合較差)，或Vbat太高(其可當(dāng)電池36被逐漸充電時(shí)出現(xiàn))——二極管52將防止電池36通過(guò)涓流充電路徑反向消耗。Itrickle通常為大約10毫安。此為令人滿(mǎn)意地小，這是因?yàn)槿艚邮盏教叩某潆婋娏?Ibat)，則顯著耗盡的可再充電電池36可能被損壞，如我們所熟知。
[0017]在圖2中，主動(dòng)充電路徑從Vdc經(jīng)由電流/電壓源56前進(jìn)到電池36，其中電流/電壓源56用于產(chǎn)生充電電流Iactive。在圖2的示例中，主動(dòng)充電路徑還經(jīng)過(guò)用于電池管理電路84的控制和保護(hù)量具，包括結(jié)合充電電流檢測(cè)器72使用的充電電流感測(cè)電阻器58，以及結(jié)合過(guò)壓檢測(cè)器66使用的過(guò)壓保護(hù)開(kāi)關(guān)60，以在電池電壓Vbat超出最大值(例如Vmax = 4.2V)時(shí)將主動(dòng)充電路徑斷路。
[0018]圖3A示出用于主動(dòng)充電路徑中的電流/電壓源56的電路。如其名稱(chēng)所暗示，源56可被控制以在主動(dòng)充電過(guò)程中向電池36提供恒定電流或恒定電壓。源56包含由P通道晶體管104和106組成的電流反射鏡，其由Vdc供電并接收由參考電流生成器電路113提供的參考電流Iref。電流反射鏡控制晶體管104在電流反射鏡輸出晶體管106中反射Iref的表示以產(chǎn)生主動(dòng)充電電流Iactive。在所示出的示例中，并聯(lián)有線(xiàn)連接M個(gè)輸出晶體管106，因此輸出晶體管106所提供的電流等于Iactive =M*Iref。還可使用單個(gè)更寬的輸出晶體管106 (比電流反射鏡控制晶體管104寬M倍)。
[0019]可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)Itrim[2:0]來(lái)調(diào)整用于產(chǎn)生Iref的參考電流生成器113，并且參考電流生成器113還包含電流反射鏡。如示出，將系統(tǒng)參考電流I’(例如，I OOnA)反射到晶體管116、118和120，其各自串聯(lián)耦合到由Itrim控制信號(hào)所控制的選通晶體管。晶體管116、118和120優(yōu)選為不同的寬度，或包含不同數(shù)量的并聯(lián)晶體管，以提供對(duì)Iref的不同貢獻(xiàn)。例如，取決于1壯加0、1壯加1和1壯11112中的哪個(gè)控制信號(hào)是有效的，晶體管116、118和120可向Iref分別貢獻(xiàn)I’*N、I’*2N和I’*4N，因此允許Iref以增量I’*N從I’*N變化到I’*7N?？墒褂妙~外的Itrim控制信號(hào)和額外的電流反射鏡輸出晶體管(例如，116-120)在更寬的范圍內(nèi)和/或以更小的分辨度控制Iref。以此方式調(diào)整Iref繼而通過(guò)上述電流反射鏡晶體管104和106的運(yùn)行來(lái)調(diào)整Iactive。
[0020]由源控制器86發(fā)出控制信號(hào)Itrim，其中源控制器86通過(guò)數(shù)字總線(xiàn)88與微控制器100通信，因此微控制器100可控制源控制器86以繼而通過(guò)Itrim和下文將進(jìn)一步討論的其它控制信號(hào)來(lái)對(duì)源56進(jìn)行控制。
[0021]源56運(yùn)行以生成充電電流所在的模式取決于微控制器100所知的電池電壓Vbat的量值。若電池36顯著放空，即，Vbat〈Vtl (例如，2.7)，則微控制器100命令源控制器86停用源56。此通過(guò)源控制器86向參考電流生成器113發(fā)出充電啟用控制信號(hào)Ch_en=‘0’而發(fā)生，其中充電啟用控制信號(hào)Ch_en=‘0’關(guān)閉N通道晶體管108并停用參考電流Iref的生成，由此停用Iactive的生成。因此，在這種情況下，電池36可僅通過(guò)涓流充電路徑進(jìn)行充電，并且只有當(dāng)磁場(chǎng)98和Vdc存在并且充足時(shí)。
[0022]若￥匕&0￥^但是低于下文將進(jìn)一步描述的上閾值￥七2(即，若￥七1〈￥匕&七〈￥七2)，則源56以恒定電流模式運(yùn)行。在此模式中，Ch_en= ‘ I ’，并且晶體管108允許Iref由此允許Iactive以由Itrim控制信號(hào)最終設(shè)定的量值流動(dòng)。當(dāng)源56以恒定電流模式運(yùn)行時(shí)，Iactive通常為大約50毫安。主動(dòng)電流路徑中的P通道晶體管開(kāi)關(guān)114在恒定電流模式中完全接通，因此允許Iacti ve無(wú)阻抗地從源56流至電池36。
[0023]若Vbat>Vt2(例如，4.0V)，則源56以恒定電壓模式運(yùn)行。在此模式中，仍斷定Ch_en和Itrim控制信號(hào)。在本示例中，Vt2閾值的越過(guò)和充電模式的切換不依賴(lài)于微控制器100，而是受到源56中的Vbat測(cè)量電路111的影響。在此電路111中通過(guò)高阻抗電阻器梯確定Vbat，其中高阻抗電阻器梯產(chǎn)生指示Vbat的電壓Va。在放大器112中對(duì)Va和已知的帶隙參考電壓Vref進(jìn)行比較。當(dāng)VaXVref時(shí)，指示Vbat>Vt2，放大器112開(kāi)始斷開(kāi)晶體管114，并且源56以恒定電壓模式運(yùn)行，向電池36的正端子提供基本上恒定電壓。在此模式中，當(dāng)電池36的內(nèi)部電池電壓增大時(shí)，其內(nèi)部電阻導(dǎo)致Iactive按指數(shù)規(guī)律下降，直到Vbat達(dá)到最大值Vmax(例如，4.2V)。此時(shí)，微控制器100將認(rèn)為對(duì)電池36的充電完成，并且將再次斷定Ch_en=‘0’以進(jìn)一步削減主動(dòng)充電O (此外，也可斷開(kāi)過(guò)電壓開(kāi)關(guān)60)。相反，當(dāng)Va〈Vref，指示Vbat〈Vt2時(shí)，放大器112導(dǎo)通P通道晶體管114，并且，源56以恒定電流模式運(yùn)行，如前述那樣。視需要，可使用控制信號(hào)Vtrim來(lái)微調(diào)電壓Va以對(duì)本質(zhì)上設(shè)定閾值Vt2的梯中的電阻進(jìn)行微調(diào)。
[0024]圖3B大體上示出充電電路80的運(yùn)行以在充電會(huì)期(charging sess1n)作為時(shí)間的函數(shù)產(chǎn)生由嚴(yán)重耗盡電池36 (S卩，其中Vbat低于更低的閾值V(UV) = 2.0V)所接收的充電電流(Ibat)，包括如前述由充電電路80啟用的涓流、恒定電流和恒定電壓模式。還示出這些模式中的每一個(gè)的充電電流的典型值，以及作為百分?jǐn)?shù)不出的電池36的容量。
[0025]圖2的電池管理電路84提供額外的保護(hù)，如公開(kāi)案‘943中所論述。例如，優(yōu)選地，將在數(shù)量上與二極管52匹配的二極管54連接在涓流充電路徑和主動(dòng)充電路徑之間，其確保過(guò)電壓開(kāi)關(guān)60的源極和漏極偏壓到相同的電壓，S卩Vbat，即使在Vbat較低時(shí)也是如此。因此，二極管54通過(guò)過(guò)電壓開(kāi)關(guān)60保護(hù)電池36不被非故意地放電，尤其在當(dāng)Vbat已嚴(yán)重較低時(shí)的、以及在因此可能難以向P通道晶體管60的柵極提供適當(dāng)高的電壓以使其斷開(kāi)時(shí)的不適當(dāng)時(shí)間處。
[0026]低電平的￥&&丨的問(wèn)題重大。若￥&&丨嚴(yán)重耗盡，8卩，例如，若￥&&丨〈￥(1^)〈2.0￥，則難以通過(guò)傳統(tǒng)的涓流充電技術(shù)來(lái)恢復(fù)(再充電)電池36。這是因?yàn)?，如上文所提及，可再充電電池不能在不損壞的情況下處理較大的充電電流，并且當(dāng)Vbat〈V(UV)時(shí)，如由涓流充電路徑中的組件(50，52)的電阻R被動(dòng)地設(shè)置的那樣，Itrickle可能太大。實(shí)際上，本發(fā)明人注意到，公開(kāi)案‘ 943的涓流充電路徑加劇了此問(wèn)題:盡管I tri ckle的量值應(yīng)與Vbat的量值理想地成比例(即，Itrickle隨著Vbat的減小而減小)以防止電池?fù)p壞，但是可出現(xiàn)此理想的反面。這是因?yàn)镮 trickle = (Vdc-Vbat)/R，因此I tri ckle隨著Vbat的減小而增大，如圖313所示。Itrickle的這種行為與對(duì)嚴(yán)重耗盡電池進(jìn)行安全地再充電所希望的相反。
[0027]此外，在任何情況下均難以控制Itrickle的量值，這是因?yàn)槠潆SVdc的變化而變化。Vdc根據(jù)外部充電器90中的充電線(xiàn)圈92與IPG 10中的充電線(xiàn)圈44之間的耦合而變化，該耦合受到線(xiàn)圈之間的距離、軸向偏移和角偏移的影響。參看，例如，美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)案2013/0096651。因?yàn)椴煌颊呔哂幸圆煌纳疃群徒嵌戎踩氲腎PG，所以Vdc在患者之間將不同；例如，具有較淺(良好耦合)植入的患者將比具有較深(不良耦合)植入的患者寄存更高的Vdc。此外，對(duì)于給定的患者，Vdc也會(huì)不時(shí)地變化，因?yàn)樵摶颊咴诓煌某潆姇?huì)期不會(huì)總是將外部充電器90定位在相對(duì)于IPG 10的完全相同的地方，或者因?yàn)樵诔潆姇?huì)期此定位可能移位。這些影響中的任何一個(gè)均可導(dǎo)致Vdc發(fā)生變化，典型地從2.5到5.5V。這種Vdc變化意味著在一種情況下Itrickle可能太低而不顯著，或者下另一種情況下太高，加劇電池可靠性問(wèn)題。
[0028]因此，本發(fā)明人注意到使用被動(dòng)涓流充電對(duì)植入式醫(yī)療設(shè)備的電池進(jìn)行充電的問(wèn)題，尤其在低電池電壓下，并且提供了新的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]本發(fā)明公開(kāi)了一種用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電池充電電路，在一個(gè)示例中，其包含:可再充電電池，其具有電池電壓并且被配置成接收電池充電電流;前端電路，其被配置成在接收到無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)時(shí)生成DC電壓;欠壓檢測(cè)電路，其被配置成指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓；以及，源電路，其被配置成當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示電池電壓低于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為電池充電電流的第一電池充電電流，并且當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示電池電壓高于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為電池充電電流的第二電池充電電流。
[0030]所述源電路可包含電流反射鏡，其被配置成從參考電流產(chǎn)生所述電池充電電流并且可由所述DC電壓供電。所述電路可進(jìn)一步包含第一參考電流生成器和第二參考電流生成器，其中所述第一和第二參考電流生成器被配置成互相排他地啟用以提供所述參考電流。當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示電池電壓低于所述閾值電壓時(shí)，可啟用所述第一參考電流生成器，而當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示電池電壓高于所述閾值電壓時(shí)可啟用所述第二參考電流生成器。
[0031]第一電池充電電流的量值可獨(dú)立于DC電壓的量值，其還可為可調(diào)整的。第二電池充電電流的量值是可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的。所述第一電池充電電流小于所述第二參考電流。
[0032]在另一示例中，一種用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電池充電電路包含:可再充電電池，其具有電池電壓并且被配置成接收電池充電電流;前端電路，其被配置成在接收到無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)時(shí)生成DC電壓;欠壓檢測(cè)電路，其被配置成指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓；以及源電路，其被配置成從參考電流產(chǎn)生所述電池充電電流，其中所述源電路包含:第一參考電流生成器，其被配置成當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示電池電壓低于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為參考電流的第一參考電流；以及，第二參考電流生成器，其被配置成當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示電池電壓高于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為參考電流的第二參考電流。
[0033]所述源電路可包含電流反射鏡，其被配置成從所述參考電流產(chǎn)生所述電池充電電流并且可由所述DC電壓供電。所述第一參考電流生成器可由所述DC電壓供電，并且所述第一參考電流的量值可獨(dú)立于DC電壓的量值。優(yōu)選地，所述第一參考電流的量值是不可調(diào)整的并且由所述第一參考電流生成器設(shè)定。所述第二參考電流生成器是由所述電池電壓供電，并且所述第二參考電流的量值是可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的。所述第一參考電流可小于所述第二參考電流。
[0034]所述前端電路可包含:線(xiàn)圈，其被配置成由所述無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)激勵(lì)；以及，整流器電路，其被配置成從被激勵(lì)的線(xiàn)圈產(chǎn)生DC電壓。
[0035]所述欠壓檢測(cè)電路不受控制信號(hào)的控制，并且可向所述源電路發(fā)出欠壓控制信號(hào)，其中所述欠壓控制信號(hào)指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓。
[0036]所述電路可進(jìn)一步包含:開(kāi)關(guān)，其被配置成將所述電池充電電流傳送到所述電池，其中所述開(kāi)關(guān)由電池電壓測(cè)量電路(并且由此的根據(jù)電池電壓)來(lái)控制。
[0037]優(yōu)選地，所公開(kāi)的電路在所述DC電壓和所述電池電壓之間不包含被動(dòng)涓流充電路徑。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1A和IB以平面圖和橫截面圖示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有可再充電電池的植入式脈沖生成器(IPG);
[0039]圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于IPG的電池管理電路，其包括涓流充電路徑和主動(dòng)充電路徑兩者；
[0040]圖3A示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于主動(dòng)電流路徑中的電流/電壓源的電路，而圖3B以時(shí)間的函數(shù)示出由涓流充電路徑和主動(dòng)充電路徑兩者提供的電池充電電流的圖示；
[0041]圖4示出改良電池管理電路，尤其不包括涓流充電路徑、但是包括主動(dòng)充電路徑中的改良源電路的改良充電電路；
[0042]圖5A示出供改良源電路使用的用于監(jiān)測(cè)欠壓條件的電路；
[0043]圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的改良源電路，包括:在欠壓條件期間由Vdc供電的欠壓參考電流生成器，其允許生成較小的穩(wěn)定充電電流；以及在未斷定欠壓條件時(shí)由Vbat供電的參考電流生成器，其允許根據(jù)控制信號(hào)生成充電電流；
[0044]圖5C示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的使用改良充電電路提供的作為時(shí)間的函數(shù)的電池充電電流的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0045]本發(fā)明公開(kāi)了一種用于對(duì)例如IPG等植入式醫(yī)療設(shè)備(IMD)中的電池進(jìn)行充電的改良充電電路。所述充電電路包括源，其能夠通過(guò)電流反射鏡產(chǎn)生恒定充電電流，其中所述電流反射鏡接收用于設(shè)定充電電流的參考電流。提供兩個(gè)參考電流生成器。第一參考電流生成器由Vdc供電(由前端電路在接收到磁性充電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的電壓)，并且在Vbat被嚴(yán)重耗盡時(shí)被啟用以產(chǎn)生較小的不可調(diào)參考電流，其具有獨(dú)立于Vdc電源的穩(wěn)定量值。此允許電流反射鏡產(chǎn)生較小的充電電流，其亦獨(dú)立于Vdc并且考慮到電池的耗盡狀態(tài)，即使Vbat的低值太低以致于通常不能可靠地控制充電電路也是如此。一旦電池電壓適當(dāng)恢復(fù)，則啟用所述第二參考電流生成器以產(chǎn)生參考電流?？赏ㄟ^(guò)控制信號(hào)來(lái)調(diào)整由第二參考電流生成器產(chǎn)生的參考電流的量值、以及由此的所得的充電電流的量值，其中若Vbat升高，則所述控制信號(hào)現(xiàn)在是可靠的。使用被動(dòng)生成的欠壓控制信號(hào)來(lái)啟用和停用第一和第二參考電流生成器的使用。通過(guò)使用此改良充電電路，可對(duì)電池進(jìn)行充電，而無(wú)需被動(dòng)涓流充電路徑，即使電池嚴(yán)重耗盡也是如此。
[0046]如所述，本發(fā)明人注意到與如圖2的現(xiàn)有技術(shù)中所使用的被動(dòng)涓流充電電路相關(guān)的問(wèn)題。給定對(duì)電流/電壓源56進(jìn)行編程的能力(通過(guò)Itrim控制信號(hào))以設(shè)定主動(dòng)充電路徑中的Iactive的量值，本發(fā)明人認(rèn)為，當(dāng)電池36顯著耗盡(例如，低于Vtl = 2.7V)時(shí)，簡(jiǎn)單地從充電電路80去除涓流充電路徑并且對(duì)源56進(jìn)行編程以提供顯著更小的充電電流。事實(shí)上，此包含啟用源56以在這些較低電壓下為Vbat運(yùn)行，從而提供通常模仿由Itrickle提供的充電電流量值(例如，10_安)的較小充電電流。
[0047]然而，現(xiàn)有技術(shù)的主動(dòng)充電路徑中使用的充電電路80在低電平的Vbat下可能不能良好運(yùn)行，尤其若電池36嚴(yán)重耗盡(Vbat〈V( UV ) = 2.0)時(shí)。這是因?yàn)閂bat通常還向充電電路80提供電源。例如，并且如圖3A所示，Vbat測(cè)量電路111中的放大器112由Vbat供電。參考電流生成器113最終也依靠Vbat并且由Vbat供電，尤其是因?yàn)橄到y(tǒng)參考電流I’是使用Vbat來(lái)生成?？刂菩盘?hào)(Itrim、Vtrim、Ch_en)也依賴(lài)于Vbat，因?yàn)槲⑻幚砥?10和源控制器86也是由Vbat供電。因此，在Vbat被嚴(yán)重耗盡時(shí)，源56中的模擬電路和數(shù)字控制信號(hào)可能不能可靠地運(yùn)行。此妨礙了源56在這些較低電池電壓下的使用以提供所需的較小充電電流。
[0048]圖4示出用于例如IPG10等的具有可再充電電池36的植入式醫(yī)療設(shè)備的改良充電電路180。如圖4中所描繪的電池管理電路84中的許多組件與上文所論述的且示于圖2的公開(kāi)案‘943相同，因此不再描述。例如，負(fù)載隔離電路82可保持不變，并且如前述運(yùn)行。為易于觀(guān)察，在圖4中去除了一些組件(外部充電器90、前端充電電路96)。
[0049]改良充電電路180中存在若干差異。首先，不存在涓流充電路徑，并且主動(dòng)充電路徑包括改良電流/電壓源電路156，其排他地使用以對(duì)電池36進(jìn)行充電，即使當(dāng)電池嚴(yán)重耗盡時(shí)也是如此。應(yīng)注意，涓流充電路徑的去除簡(jiǎn)化了充電電路180，包括先前連接在涓流充電路徑和主動(dòng)充電路徑之間的二極管54(圖2)的去除。盡管去除涓流充電路徑可優(yōu)選地去除上文識(shí)別出的問(wèn)題，但是其仍可用于充電電路180，但是或許被被動(dòng)地設(shè)置(由電阻器50、二極管52;圖2)以提供毫安級(jí)的極小電流，從而僅確保不會(huì)損壞電池36得極小ItrickleAP使Vbat被嚴(yán)重耗盡到接近零伏特的電平也是如此。
[0050]其次，源156接收欠壓控制信號(hào)UV作為輸入。為方便起見(jiàn)，此控制信號(hào)UV可與欠壓檢測(cè)電路70發(fā)出的控制信號(hào)相同，后者用于通過(guò)如前述的負(fù)載隔離電路82中的開(kāi)關(guān)62和64來(lái)控制電池36與負(fù)載75的連接。然而，可將控制信號(hào)UV從不同的欠壓檢測(cè)器(未示出)供應(yīng)至IJ源156，或許設(shè)置為在與壓檢測(cè)器70不同的閾值電壓(V(UV) =2.0V)處觸發(fā)。
[0051]圖5A示出如公開(kāi)案‘943中所公開(kāi)的用于欠壓檢測(cè)器70的電路。注意到，欠壓檢測(cè)器70不接收控制信號(hào)并且不受控制信號(hào)的控制，因此被動(dòng)輸出控制信號(hào)UV，這是優(yōu)選的，因?yàn)楫?dāng)控制信號(hào)不可信賴(lài)時(shí)，此電路必須在低電平的Vbat下可靠地工作。當(dāng)Vbat>V(UV) =2.0V時(shí)，由二極管170和電阻器172形成的分壓器在N通道晶體管176的柵極處形成適當(dāng)高的電壓以將其接通，其將UV拉向‘O’。與此相反，當(dāng)Vbat〈V(UV) = 2.0V時(shí)，晶體管176的柵極處的電壓非足夠高地接通該晶體管。因此，通過(guò)上拉電阻174將UV拉向‘I’(即，拉向Vbat)。電阻器172和174均處于幾十兆歐的范圍內(nèi)。因此，二極管170(及其數(shù)量)和電阻器172上的正向壓降可有效地運(yùn)行以設(shè)定閾值V(UV)的值。盡管未示出，但是控制信號(hào)UV可在欠壓檢測(cè)器70的輸出處被緩沖以改良其完整性。
[0052]圖5B示出電流/電壓源電路156的變化。主動(dòng)控制的參考電流生成器113大部分保持如上文關(guān)于圖2所描述，并且同樣由控制信號(hào)Itrim控制以調(diào)整Iref，并由此調(diào)整Iactive。然而，如下文進(jìn)一步解釋?zhuān)瑑H當(dāng)Vbat>V(UV) = 2.0V時(shí)才啟用主動(dòng)控制的參考電流生成器113并用于向電流反射鏡晶體管104提供Iref。這是希望的在當(dāng)給定由Vbat供電的主動(dòng)控制的參考電流生成器113(尤其如系統(tǒng)參考電流I’所反映的那樣)以及及其對(duì)Vbat的通常依賴(lài)(如對(duì)由Vbat最終生成的I trim控制信號(hào)的信賴(lài)性所反映)時(shí)，其可導(dǎo)致生成器113在低電平的Vbat下不可靠地的允許。注意到，增加了“與”門(mén)190以控制參考電流啟用晶體管108的柵極，如下文將進(jìn)一步解釋。
[0053]在源156中新提供額外的欠壓參考電流生成器160以向電流反射鏡晶體管104和106提供小的第二參考電流Iref (UV)，但是僅在Vbat〈V(UV) = 2.0V時(shí)才啟用。欠壓參考電流生成器160包括用于產(chǎn)生Iref (UV)的電流源185。然而，電流源185非依賴(lài)于Vbat或由Vbat供電，而是替代地由Vdc供電。
[0054]常規(guī)設(shè)計(jì)的電流源185產(chǎn)生Iref(UV)，其量值相對(duì)獨(dú)立于其電源電壓Vdc的量值，希望這樣是因?yàn)槿缜笆觯琕dc可變化。參看，例如，USP 6，737，909(論述了電流源185的電路及其對(duì)電源電壓的獨(dú)立性)。在電流源185中通過(guò)電阻器R(UV)以及通過(guò)其各種晶體管的調(diào)整大小來(lái)設(shè)定Iref(UV)的量值，而不使用主動(dòng)生成的控制信號(hào)，在低電壓下其可能不可靠。注意到，Iref (UV)通過(guò)向電流反射鏡晶體管104和106提供Iref (UV)的晶體管186反射。設(shè)定Iref (UV)以通過(guò)電流反射鏡晶體管104和106產(chǎn)生量值較小的Iactive，其不會(huì)損壞即使嚴(yán)重耗盡的電池36，例如，為毫安級(jí)。如下文進(jìn)一步解釋?zhuān)瑑?yōu)選地，Iref(UV)小于Iref。
[0055]如前述，取決于Vbat的量值，向源156提供控制信號(hào)UV和/或由逆變器117生成的其互補(bǔ)信號(hào)UV*從而以互相排他的方式啟用和停用生成器160和113。
[0056]具體地，向欠壓參考電流生成器160中的啟用晶體管188的柵極提供UV，所述啟用晶體管188僅在Vbat〈V(UV) (UV= ‘ I ’)時(shí)才允許通過(guò)晶體管186向電流反射鏡晶體管104和106提供Iref (UV)。當(dāng)Vbat>V(UV) (UV=‘0’)時(shí)，啟用晶體管188斷開(kāi)，并且生成器160被停用以不再產(chǎn)生Iref(UV)，因此其被停用以不再對(duì)電池充電電流有貢獻(xiàn)。
[0057]向主動(dòng)控制的參考電流生成器113中的“與”門(mén)190提供控制信號(hào)UV*連同由源控制器86發(fā)出的充電啟用控制信號(hào)Ch_en，因此必須將所有這些控制信號(hào)設(shè)定為‘I’以接通啟用晶體管108來(lái)允許產(chǎn)生Iref。因此，如果Vbat足夠高(Vbat>V(UV) ;UV=‘0’)且如果源控制器86(最終微控制器100)確認(rèn)生成器113應(yīng)運(yùn)行，則僅啟用參考電流生成器113。當(dāng)Vbat〈V(UV)(UV=‘I’)時(shí)，啟用晶體管108斷開(kāi)并且停用生成器113以不再產(chǎn)生Iref，因此停用生成器113以不再對(duì)電池充電電流有貢獻(xiàn)。
[0058]由群選通￥匕&0則量電路111中的下拉晶體管192，因此當(dāng)￥匕&伏￥(1^)(群=‘1’)時(shí)，P通道晶體管114的柵極被拉向‘0’以接通此晶體管。事實(shí)上，在此模式中有效地停用放大器112，因?yàn)槠漭敵鰧⒂蓪⒋溯敵隼蚪拥氐木w管192所遮掩。當(dāng)Vbat>V(UV) (UV = ‘ O ’)時(shí)，下拉晶體管192被斷開(kāi)，并且放大器112可運(yùn)行以測(cè)量Vbat并控制主動(dòng)充電路徑中的晶體管114以實(shí)現(xiàn)從恒定電流充電向恒定電壓充電的轉(zhuǎn)變。
[0059]應(yīng)注意，所公開(kāi)的用于啟用和停用生成器160和113的電路以及作為Vbat的函數(shù)的測(cè)量電路ill僅為示例，并且可使用其它電路。
[0060] 手中有了對(duì)改良源電路156的這種解釋?zhuān)F(xiàn)在可討論并理解其運(yùn)行。當(dāng)Vbat被嚴(yán)重耗盡時(shí)，即，當(dāng)Vbat〈V(UV) =2.0V時(shí)，源156通過(guò)被動(dòng)生成的控制信號(hào)UV= ‘ I ’啟用欠壓參考電流生成器160以產(chǎn)生不可調(diào)的較小參考電流Iref (UV)，由此生成較小的不可調(diào)充電電流Iactive以對(duì)電池36進(jìn)行充電。如前述，在此模式中，停用主動(dòng)控制的參考電流生成器113和Vbat測(cè)量電路111。注意到，在此模式中，在沒(méi)有主動(dòng)生成的控制信號(hào)的情況下源156的運(yùn)行發(fā)生?？刂菩盘?hào)Itrim、Vtrim和Ch_en的狀態(tài)是不相干的，因?yàn)樵?56中的接收這些控制信號(hào)的電路被有效地停用。
[0061 ] 當(dāng)生成器160已將電池36充電到其不再?lài)?yán)重耗盡的程度時(shí)，即，當(dāng)Vbat>V(UV)=2.0V(UV=‘0’)時(shí)，停用欠壓參考電流生成器160，并且啟用主動(dòng)控制的參考電流生成器113。因此，可通過(guò)以Itrim控制信號(hào)調(diào)整Iref來(lái)調(diào)整(并且增大)充電電流Iactive，其中給定Vbat的增大，所述I trim控制信號(hào)現(xiàn)在能夠被可靠地產(chǎn)生。Vbat測(cè)量電路111也被啟用并且是可靠地控制的，因此可以以上文所述的方式運(yùn)行以使源156從恒定電流充電向恒定電壓充電轉(zhuǎn)變(即，當(dāng)Vbat超過(guò)Vt2)。事實(shí)上，在此模式中，源156的作用類(lèi)似于圖2的源56。
[0062]圖5C大體上示出改良充電電路180的運(yùn)行以產(chǎn)生由嚴(yán)重耗盡電池36(8卩，其中Vbat<V(UV) = 2.0V)接收的電池充電電流Ibat，類(lèi)似于上文用于現(xiàn)有技術(shù)的圖3B中所示。當(dāng)Vbat<V(UV)時(shí)，由源156產(chǎn)生較小的不可調(diào)充電電流(Iactive = M*Iref(UV))。此充電電流不但足夠小以防止對(duì)嚴(yán)重耗盡電池36的損壞，而且借由欠壓參考電流生成器160中的電流源185所提供的Iref (UV)的恒定的、不依賴(lài)于電源的值而保持恒定。注意到，與現(xiàn)有技術(shù)中所使用的涓流充電路徑的運(yùn)行相比，為此低值的Vbat提供恒定充電電流是更優(yōu)選的，如前述那樣，在現(xiàn)有技術(shù)中所使用的涓流充電路徑在較低值的Vbat下不想要地產(chǎn)生較高的涓流電流。
[0063]一旦Vbat達(dá)到V(UV) = 2.0并且不再?lài)?yán)重耗盡，則啟用主動(dòng)控制的參考電流生成器113，這是因?yàn)榻o定Vbat的增大可假設(shè)源156的可靠運(yùn)行及其主動(dòng)生成的控制信號(hào)。然而，注意到，此時(shí)電池36仍顯著耗盡(<Vtl = 2.7V)，因此設(shè)定現(xiàn)在啟用的主動(dòng)控制的參考電流生成器113以根據(jù)Itrim控制信號(hào)提供Iref的最大值是不可取的。因此，如示出，優(yōu)選地?cái)喽↖ trim控制信號(hào)以逐漸增大Iref，由此Iacti ve = M*Iref，直到電池36不再顯著耗盡(即，當(dāng)Vbat>Vtl = 2.7V時(shí))為止，此時(shí)可通過(guò)I trim將Iref設(shè)定為較高或最大限度。然而，由主動(dòng)控制的參考電流生成器113最終產(chǎn)生的電池充電電流M*Iref優(yōu)選地大于由欠壓參考電流生成器160產(chǎn)生的M*Iref(UV)，即使M*Iref逐漸增大也是如此。如前述，當(dāng)恒定電壓充電開(kāi)始并繼續(xù)直到對(duì)電池36的充電完成時(shí)(Vbat = Vmax = 4.2)，恒定電流充電可在這些電平下繼續(xù)，直到Vbat = Vt2 = 4.0。
[0064]由于改良充電電路180不存在用于防止通過(guò)前述過(guò)電壓開(kāi)關(guān)60泄漏的二極管54(圖2)，所以可采用其它方法來(lái)解決此問(wèn)題。例如，USP 6，020，778公開(kāi)了一種用于傳輸門(mén)的電路，其可用于包括P通道傳輸晶體管和N通道傳輸晶體管兩者的過(guò)電壓開(kāi)關(guān)60。專(zhuān)利‘778中進(jìn)一步公開(kāi)了一種電路，其用于將P通道傳輸晶體管的阱偏壓到傳輸門(mén)任一側(cè)的最高電壓并且用于將N通道傳輸晶體管的阱偏壓到這些電壓中的較低值。
[0065]盡管公開(kāi)了通過(guò)微控制器100和源控制器86對(duì)源156的控制，但是非必須采用這種區(qū)分控制的方法。替代地，用于充電電路iso的控制電路可替代地集成入其它ηω設(shè)計(jì)中，例如，位于單個(gè)集成電路上。充電電路180本身還可集成有這種控制電路，例如，位于前述ASIC中。
[0066]可結(jié)合上文引用的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案61/928，352中所公開(kāi)的電池充電技術(shù)來(lái)使用本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)，其中在美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案61/928,352中所公開(kāi)的電池充電技術(shù)中，在Hffi的整個(gè)壽命中可根據(jù)與電池容量相關(guān)的歷史參數(shù)調(diào)整電池充電電流。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電池充電電路，包含: 可再充電電池，其具有電池電壓并且被配置成接收電池充電電流； 前端電路，其被配置成在接收到無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)時(shí)生成DC電壓； 欠壓檢測(cè)電路，其被配置成指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓；以及 源電路，其被配置成: 當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示出電池電壓低于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為電池充電電流的第一電池充電電流;以及 當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示出電池電壓高于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為電池充電電流的第二電池充電電流。2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述源電路包含電流反射鏡，其被配置成從參考電流產(chǎn)生所述電池充電電流。3.如權(quán)利要求2所述的電路，其中，所述電流反射鏡由所述DC電壓供電。4.如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述源電路進(jìn)一步包含第一參考電流生成器和第二參考電流生成器，其中，所述第一參考電流生成器和第二參考電流生成器被配置成互相排他地啟用以提供所述參考電流。5.如權(quán)利要求4所述的電路，其中，當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示出電池電壓低于所述閾值電壓時(shí)啟用所述第一參考電流生成器，并且其中，當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示出電池電壓高于所述閾值電壓時(shí)啟用所述第二參考電流生成器。6.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第一電池充電電流的量值獨(dú)立于所述DC電壓的量值。7.如權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第一電池充電電流的量值是不可調(diào)整的。8.如權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第二電池充電電流的量值是可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)調(diào)整的。9.如權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第一電池充電電流小于所述第二參考電流。10.如權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述前端電路包含:線(xiàn)圈，其被配置成由所述無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)激勵(lì)；以及，整流器電路，其被配置成從被激勵(lì)的線(xiàn)圈產(chǎn)生DC電壓。11.如權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述欠壓檢測(cè)電路不受控制信號(hào)的控制。12.如權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述欠壓檢測(cè)電路向所述源電路發(fā)出欠壓控制信號(hào)，其中，所述欠壓控制信號(hào)指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓。13.如權(quán)利要求1-12中的任一項(xiàng)所述的電路，進(jìn)一步包含:開(kāi)關(guān)，其被配置成將所述電池充電電流傳送到所述電池，其中，所述開(kāi)關(guān)由電池電壓測(cè)量電路控制。14.如權(quán)利要求13所述的電路，其中，所述開(kāi)關(guān)是可根據(jù)所述電池電壓進(jìn)行控制的。15.如權(quán)利要求1-14中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述電路在所述DC電壓和所述電池電壓之間不包含被動(dòng)涓流充電路徑。16.—種用于植入式醫(yī)療設(shè)備的電池充電電路，包含: 可再充電電池，其具有電池電壓并且被配置成接收電池充電電流； 前端電路，其被配置成在接收到無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)時(shí)生成DC電壓； 欠壓檢測(cè)電路，其被配置成指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓；以及 源電路，其被配置成從參考電流產(chǎn)生所述電池充電電流，所述源電路包含: 第一參考電流生成器，其被配置成當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示出電池電壓低于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為參考電流的第一參考電流;以及 第二參考電流生成器，其被配置成當(dāng)所述欠壓檢測(cè)電路指示出電池電壓高于所述閾值電壓時(shí)產(chǎn)生作為參考電流的第二參考電流。17.如權(quán)利要求16所述的電路，其中，所述源電路包含電流反射鏡，其被配置成從所述參考電流產(chǎn)生所述電池充電電流。18.如權(quán)利要求17所述的電路，其中，所述電流反射鏡由所述DC電壓供電。19.如權(quán)利要求16-18中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第一參考電流生成器由所述DC電壓供電。20.如權(quán)利要求19所述的電路，其中，所述第一參考電流的量值獨(dú)立于所述DC電壓的量值。21.如權(quán)利要求16-20中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第一參考電流的量值是不可調(diào)整的并且由所述第一參考電流生成器設(shè)定。22.如權(quán)利要求16-21中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第二參考電流生成器是由所述電池電壓供電。23.如權(quán)利要求16-22中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第二參考電流的量值是可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整的。24.如權(quán)利要求16-23中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述第一參考電流小于所述第二參考電流。25.如權(quán)利要求16-24中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述前端電路包含:線(xiàn)圈，其被配置成由所述無(wú)線(xiàn)充電場(chǎng)激勵(lì)；以及，整流器電路，其被配置成從被激勵(lì)的線(xiàn)圈產(chǎn)生DC電壓。26.如權(quán)利要求16-25中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述欠壓檢測(cè)電路不受控制信號(hào)的控制。27.如權(quán)利要求16-26中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述欠壓檢測(cè)電路向第一參考電流生成器和第二參考電流生成器發(fā)出欠壓控制信號(hào)，其中，所述欠壓控制信號(hào)指示所述電池電壓是高于還是低于閾值電壓。28.如權(quán)利要求16-27中的任一項(xiàng)所述的電路，進(jìn)一步包含:開(kāi)關(guān)，其被配置成將所述電池充電電流傳送到所述電池，其中，所述開(kāi)關(guān)由電池電壓測(cè)量電路控制。29.如權(quán)利要求28所述的電路，其中，所述開(kāi)關(guān)是可根據(jù)所述電池電壓進(jìn)行控制的。30.如權(quán)利要求16-29中的任一項(xiàng)所述的電路，其中，所述電路在所述DC電壓和所述電池電壓之間不包含被動(dòng)涓流充電路徑。
【文檔編號(hào)】A61N1/378GK105916550SQ201580004515
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日
【發(fā)明人】戈蘭·N·馬恩費(fèi)爾特, 拉斐爾·克爾布納魯, 喬迪·巴拉蒙
【申請(qǐng)人】波士頓科學(xué)神經(jīng)調(diào)制公司