具有安全系统的低功耗电池组的制作方法_2

文档序号:8926876阅读:来源:国知局
提供电能。壳体部分16B包括在它的内部的电源供应支持结构80。该支持结构80具有适合于在它的内部区域接收电池84的杯形形状。在一些实施例中,电池84固定在壳体部分16B上,并且这种结合可以通过部件代替。如图1所示,电源供应支持结构80的内部在几何上与电池84的形状相对应,从而帮助用户以自动防故障的方式置换电池。
[0024]在上壳体部分16A的内部设置有次要的或备用电池88,该电池连接到控制系统10中的各种元件,从而在电池84发生灾难性故障的情况下,或者在将电池84例行更换为带电的或新的部件的过程中,向控制系统提供备用电源。
[0025]当电池84和电池88都存在的时候,控制系统10将使用电池84为控制器,特别是驱动电子设备提供电能。当电池84耗尽时,控制器自动切换到备用电源,即电池88,或者切换到通过电源插口 87的适配器,并且该耗尽的电池被替换。电池84和88可能为任何合适的可充电电池类型,如锂离子、镍镉或任何其他合适的复合材料。
[0026]图1还显示了支持结构80还包括电源插口 87,以致控制系统10可以通过外部电源供电。该外部电源还可能是墙式(AC)适配器或车载(DC)适配器。
[0027]杯形壳体部分16A覆盖提供控制系统10的功能运作的部件,尤其涉及到植入的泵12的驱动。壳体部分16A覆盖数字处理器92和相关存储器94、泵驱动网络98和次要电池
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[0028]电能传导组件P设置在内部区域20中。该电能传导组件P与电源供应支持结构80相关联,并且连接来自电源的电能。该电源可能是电池84、通过电源插口 87的外部电源,或者次要电池88。该电能传导组件P向控制系统10的所有部件提供电能。
[0029]此外,电能传导组件P通过功率放大器98从数字处理器92到电能输出端46的电能驱动信号线,其中,该电能驱动信号可以通过缆线51连接到泵12的电机。
[0030]在内部区域20还设置有数据传导组件D。该数据传导组件D提供代表工作的当前状态的数据,包括泵12的当前状态。从泵接收的数据使得数据处理器92能够确定根据电机的各自绕组的时间变化的阻抗。作为对阻抗数据的响应,数字处理器92确定通过电源端口 46和电缆51施加到电机的合适的驱动电源信号。
[0031]控制系统10的输入设备可能采取键盘或按键的形式。在其他实施例中,输入设备50可能包括连接器。在另外的实施例中,输入设备50可能同时为键盘/按键和连接器。该输入设备允许用户或管理员改变或更改与控制系统10的工作相关的任何信息。
[0032]控制系统10可能还包括有线或无线收发器,TX/RX。该收发器连接到数字处理器92,并且发送和接收数据。这使得控制系统10能够与监控器通信,从而显示与控制系统有关的更具体的信息以及与患者的健康相关的用法。
[0033]图2为根据本发明的一个实施例的心室辅助系统的示意图。该系统包括附加特征,例如,低功耗处理器(LPP) 110和监控电路120。图2所示的系统的工作类似于图1所示的系统。类似的部件将不再讨论,本领域技术人员可以理解在这两个系统中类似的部件将以相同或相似的方式工作。
[0034]传统上,低功耗处理器用在设备中以便允许有不同的电源模式。LPP 110用于电池管理目的,减轻了数字处理器92的这些职能。在使用数字处理器来管理电池电量的现有技术中,电池电量通常的货架期为一到两个月。通过使用低功耗处理器来监控电池电量,本发明将电池的货架期延长到十二到十八个月。
[0035]优选地,LPP 110在电池88的内部。然而,本领域技术人员将理解,LPP 110可能与电池88位于相同的位置,或者这两者可以相邻并通过合适的接口通信。LPP 110可以是任何市场上可买到的低功耗处理器,如Microchip PIC24,XLP,然而,可以使用任何合适的处理器。
[0036]LPP 100工作在休眠状态或唤醒状态。休眠状态引起小的电流量来维持内部计时机制,以便确定何时进入唤醒状态。在唤醒状态中,LPP 10使得若干电路,包括监控器电路120,能够确定电池84、电池88或这两者的剩余电量。
[0037]监控电路120是电池燃料计量电流。一般而言,电池燃料计量电路(也被称为“电池能源管理电路”)是通过测量电流、电压和温度来确定电池的电量从而提供电池管理。一种这样的电池能源管理电路为德州仪器的BQ20Z65电池能源管理电路,然而,任何合适的电池能源管理集成电路都可以实现必要功能。该监控电路120还包括保护电路,其有助于检测电池84和88的过电压或电压不足,或者检测何时电池84和88的温度超过特定阈值。
[0038]监控电路120还工作在两个状态:默认安全状态和正常工作状态。该默认安全状态是监控电路120上电初始后进入的第一个状态。在默认安全状态中,监控电路120不会或没有检测LPP 110,并且因此不会或没有检测发送到数字信号处理器92的信号,其中,该数字信号处理器负责监控电池84、电池88或这二者的电量。在默认安全状态中,位于控制器中的数字信号处理器92与电池监控电路120通信以便连续地监控电池84、电池88或这二者的电量。正常工作状态是监控电路120检测到LPP 110的存在时所进入的状态。在正常工作状态中,监控电路120使得它自己能够被LPP 110关闭,并且当LPP 110进入睡眠状态,它能够重新启用。正常工作状态使得LPP 110能够监控电池84、电池88或这二者的电量,它的优点将在下面讨论。如果监控电路120不能检测到LPP 110,它将回到默认安全状
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[0039]图2显示了监控电路120是独立的模块。然而,本领域技术人员将认识到,该监控电路可以位于LPP 110、电池88或电池84—起。此外,LPP 110、监控电路120和电池88可以实现为一个集成的单元。
[0040]LPP 110同时与数字处理器92和监控电路120通信,以便确定电池84和电池88的电量状态。在工作中,当设备没有使用在需要节约电池84和88的电量的情况下,LPP 110关闭监控电路120。当监控电路120被关闭时,来自电池84或电池88的电荷将不会流过。
[0041]在一个实施例中,低功耗处理器周期性地“唤醒”,如每小时、每天(例如,每24小时)、每周或每月,以便对电池进行检查。此外,定期的唤醒可以通过用户编程以便发生在不同的时间间隔。这是与现有技术所公开的连续检查电池的剩余电量所不同的技术。通过电池管理的周期性唤醒,这里所描述的特征提供了一种低功耗处理器,其节省了电池的电量,并且使得电量能够用于更主要的功能,如,控制泵12。
[0042]在可选的实施例中,每当采用外部电源时,低功耗处理器都将“唤醒”。该外部电源可以是电池84或通过电源插口 87连接的电源适配器,如墙上适配器或车载适配器。监控电路120周期性的活动相比使用处理器连续监控电池电量的现有技术节省了电量,从而大大地延长了存储或运送中的货架期(例如,大于12个月)。
[0043]对于低电量的电池,如内部电池88,这种功能的完全关闭可能是至关重要的。此夕卜,本实施例可能还连同低功耗处理器周期性唤醒使用。换句话说,该低功耗处理器可能同时周期性地唤醒,或者当连接外部电源时唤醒。
[0044]当LPP 10唤醒,其激活监控电路120。接着,该监控电路120通过采样与电池相关的电流、电压和/或温度,采取必要的步骤来确定电池84、电池88或这二者的电量状态。根据电池的状态信息,监控电路120通过显示设备40或显示设备42显示当前电量。例如,如果监控电路120确定剩余电量低于预定阈值,除了产生用户警告来表示电池88需要更换,显示设备40和/或42可能显示该电量。警告可能持续一段预定的时间,接着将关闭以节省电池电量。
[0045]在设备生产时,该设备被设为默认状态。这包括监控电路120
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