阅读说明：本技术 直流供电电路及植入式医疗设备 (Direct current power supply circuit and implantable medical equipment ) 是由 宗升 李青峰 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种直流供电电路及植入式医疗设备,所述直流供电电路包括分压电路,用于对输出电压V<Sub>out</Sub>进行分压；电压调节支路,用于连接外部电源,并根据所述外部电源的电压和所述分压电路调节所述输出电压V<Sub>out</Sub>；控制芯片,用于提供基准电压V<Sub>ref</Sub>,并根据电压调节支路调节后的输出电压V<Sub>out</Sub>和所述基准电压V<Sub>ref</Sub>进行电压闭环控制。(The invention provides a direct current power supply circuit and implantable medical equipment, wherein the direct current power supply circuit comprises a voltage division circuit used for outputting voltage V out Carrying out partial pressure; a voltage regulating branch circuit for connecting with an external power supply and regulating the output voltage V according to the voltage of the external power supply and the voltage dividing circuit out (ii) a A control chip for providing a reference voltage V ref And the regulated output voltage V of the branch circuit is regulated according to the voltage out And said reference voltage V ref And performing voltage closed-loop control.)

直流供电电路及植入式医疗设备

技术领域

本发明涉及供电电路领域，具体涉及一种直流供电电路及植入式医疗设备。

背景技术

直流供电电路中集成的控制芯片可以将脉冲产生、闭环调节和过压过流保护等功能集成在一起，降低电路复杂性和研发周期。其中的控制芯片可产生电压基准V_ref，工程师需要根据具体应用选择合适比例的电阻将输出电压V_out进行分压，然后接入控制芯片的反馈脚(FB)，与V_ref进行比较，经过芯片内部的放大器，构成电压闭环调节机制。输出与控制芯片的连接关系如图1所示，其中V_out和V_ref的关系为

由上述关系可知，这种直流供电电路的输出电压V_out只能高于V_ref。由于V_ref是芯片内部提供的固定值，因此这种直流供电电路很难用于输出电压较低的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种直流供电电路，包括：

分压电路，用于对向控制芯片反馈的输出电压V_out进行分压；

电压调节支路，用于连接外部电源，并根据所述外部电源的电压和所述分压电路调节所述输出电压V_out；

控制芯片，用于提供基准电压V_ref，并根据电压调节支路调节后的输出电压V_out和所述基准电压V_ref进行电压闭环控制。

可选地，所述电压调节支路包括外部电源连接端和与其串联的电阻。

可选地，所述输出电压V_out与所述基准电压V_ref的关系为

其中R₁是所述分压电路中的分压电阻、R₃是所述电压调节支路中与所述外部电源连接端串联的电阻，V_c是外部电源的电压。

可选地，所述输出电压V_out与所述基准电压V_ref的关系为

其中R₁和R₂是所述分压电路中的两个串联的电阻、R₃是所述电压调节支路中与所述外部电源连接端串联的电阻，V_c是外部电源的电压。

可选地，所述电压调节支路用于连接多个外部电源。

可选地，所述电压调节支路用于连接独立电源、数模转换器的输出端、单片机的IO输出端、运放的输出端、单片机的PWM输出端中的至少一种外部电源。

可选地，所述电压调节支路中还包括滤波元件，用于处理外部电源输出的电压。

可选地，所述直流供电电路为DC/DC开关型电路或线性LDO电路。

本发明还提供一种植入式医疗设备，包括体内设备和体外程控设备，其中所述体内设备和/或所述体外程控设备设有上述直流供电电路。

可选地，所述体内设备和/或所述体外程控设备设有独立电源、数模转换器、运放以及单片机中的至少一种，作为所述外部电源。

根据本发明提供的直流供电电路，在分压电路对输出电压进行分压的基础上，加入电压调节支路接入外部电源，从而可以通过改变外部电源的电压来调节电路输出电压，在不改变芯片电压基准的情况下扩大输出电压的范围，使得直流供电电路可以用于输出电压较低的应用。

本发明提供的直流供电电路中的各个电阻可以全部采用定值电阻，只需要调节外部电源的电压值即可调节输出电路的输出电压，而不需要设置数字电位计和单片机来改变分压电阻的阻值，由此可以省去数字电位计以及对应的与单片机之间的通信电路，降低输出电路的成本和体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种直流供电电路的模块图；

图2为本发明实施例中的一种直流供电电路的电路图；

图3为本发明实施例中的另一种直流供电电路的电路图；

图4为本发明实施例中的第三种直流供电电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种直流供电电路，该电路具体可以是DC/DC开关型电路或线性LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)电路。如图1所示该电路包括：分压电路11、电压调节支路12和控制芯片13。

其中分压电路11用于对向控制芯片反馈的输出电压V_out进行分压。被分压之前的电压值即为供电电路向用电对象的输出电压值，或称为供电电压值。

电压调节支路12用于连接外部电源，并根据外部电源的电压V_c和分压电路调节输出电压V_out。V_c可由任何电源产生，例如独立电源、数模转换器的输出端、单片机的IO输出端、单片机的PWM(pulse width modulation)输出端、运放(运算放大器)的输出端等等，本电路可以借助其应用场景中的其它电源实现对输出电压的调节目的。

控制芯片13用于提供基准电压V_ref，并根据电压调节支路调节后的输出电压V_out和基准电压V_ref进行电压闭环控制。具体连接关系是将V_out接入芯片的反馈脚(FB)，此时的输入电压是经过分压和调节的值，可以称之为反馈电压。将输入的电压与固定不变的V_ref进行比较，经过芯片内部的放大器，构成电压闭环调节机制，其中V_ref与控制芯片的型号相关。外部电源的电压V_c、基准电压V_ref、输出电压V_out三者的值相互关联，在基准电压V_ref不变的情况下，通过改变外部电源的电压V_c即可允许本电路输出不同大小的V_out。

根据本发明实施例提供的直流供电电路，在分压电路对输出电压进行分压的基础上，加入电压调节支路接入外部电源，从而可以通过改变外部电源的电压来调节电路输出电压，在不改变芯片电压基准的情况下扩大输出电压的范围，使得直流供电电路可以用于输出电压较低的应用。

电压调节支路12可以同时连接多个外部电源，V_c的值与同时连接的各个外部电源的电压值和连接关系相关，使得调节方式更加灵活，满足各种输出需求。

图2示出了一种优选的直流供电电路，该电路具体是一个DC/DC电路，其中包括DC/DC控制芯片，该芯片内部产生电压基准V_ref；串联的电阻R1和电阻R2构成分压电路对反馈的输出电压V_out进行分压；电源连接端和与其串联的电阻R3组成电压调节支路与电阻R2并联，外部电源的电压为V_c(外部电源连接端有一个或多个分别连接各个外部电源)。V_out经过分压和调节后接入DC/DC控制芯片的FB端，与电压基准V_ref进行比较，并由此构成电压闭环调节机制。

基于图2所示的连接关系，输出电压V_out与基准电压V_ref的关系为

其中R₁和R₂是分压电路中的两个串联的电阻、R₃是电压调节支路中与外部电源连接端串联的电阻，V_c是外部电源的电压。

在本实施例中，输出电压V_out小于或等于基准电压V_ref。当V_c变大时，V_out减小，并且可以减小到0V，甚至是负电压。因此本发明实施例可使输出电压低于芯片内固定的基准电压V_ref。

根据上述优选实施例，其中的各个电阻可以全部采用定值电阻，只需要调节外部电源的电压值即可调节输出电路的输出电压，而不需要设置数字电位计和单片机来改变分压电阻的阻值，由此可以省去数字电位计以及对应的与单片机之间的通信电路，降低输出电路的成本和体积。

图3示出了另一种优选的直流供电电路，其中包括DC/DC控制芯片，该芯片内部产生电压基准V_ref；电阻R1对反馈的输出电压V_out进行分压；电源连接端和与其串联的电阻R3组成电压调节支路与电阻R1连接，外部电源的电压为V_c(外部电源连接端有一个或多个分别连接各个外部电源)。V_out经过分压和调节后接入DC/DC控制芯片的FB端，与电压基准V_ref进行比较，并由此构成电压闭环调节机制。

基于图3所示的连接关系，输出电压V_out与基准电压V_ref的关系为

其中R₁是分压电阻、R₃是电压调节支路中与外部电源连接端串联的电阻，V_c是外部电源的电压。

图4示出了另一种优选的直流供电电路，其中包括DC/DC控制芯片，该芯片内部产生电压基准V_ref；电阻R1和R2组成分压电路对反馈的输出电压V_out进行分压；外部电源为单片机的PWM输出电压V_cc，本实施例中的电压调节支路设有滤波电容C_f，用于对于外部电压进行滤波。V_out经过分压和调节后接入DC/DC控制芯片的FB端，与电压基准V_ref进行比较，并由此构成电压闭环调节机制。

本发明实施例提供一种植入式医疗设备，包括体内设备和体外程控设备，其中体内设备可以是诸如脑神经刺激器等有源植入设备，体外程控设备用于控制体内设备实现相应的疗法，体内设备和体外程控设备可分别设有如图1-图4所示的直流供电电路。

体内设备和体外程控设备中可设置独立电源、数模转换器、运放(运算放大器)以及单片机中的至少一种，作为直流供电电路的外部电源。其中优选采用单片机的IO输出端、数模转换器、运放输出端作为外部电源。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。