规充电电路中，所提供的电源电压通常大约为700V至1000V的数量级。充电电压的降低的优点一个在于，其有助于尺寸的减小以及位于充电部件上的应力的减小。
[0046]返回图3，充电电路40被示为具有包括单个初级绕组44和单个次级绕组46的变压器42。单个次级绕组46通过单个二极管48耦合至递送电路。根据本公开的进一步方面，递送电路包括多个输出电容器，通过控制多个电容器的耦合的耦合电路64 (图5)和164(图6)来控制该多个电容器。本公开中所使用的多个指的是两个或以上的整数。
[0047]在图5和6中进一步详细描述了耦合电路的堆叠操作的细节。简言之，耦合电路以堆叠配置堆叠输出电容，在各时间周期期间，该堆叠配置选自包括串联配置、并联配置、或的组合串联和并联配置的多个堆叠配置中的一个。例如，输出电容器可在将输出电容器充电至电源电压电平的期间以并联配置堆叠。在对输出电容器充电前或后，耦合电路可以任何其他期望的堆叠配置耦合输出电容器。可以包括“反激(flyback)”方式的任何已知的方式执行对输出电容器的充电。在共同转让的美国专利N0.5，265，588中阐述了一个这种方式，该专利通过引用整体结合于此。
[0048]在充电期间以并联配置的输出电容器的堆叠降低了对电容器充电所需的电源电压。在目前所描述的实施例中，与常规充电电路602相比，对输出电容器充电所需的电源电压可被降低至约250V。电压要求的降低还有助于与充电电路40相关联的部件的额定电压的降低以及部件数量的减少，此举可改进可植入医疗设备的可靠性。
[0049]变压器的构造的细节并不是理解本公开的实施例的关键，并可以是根据任何已知的技术。然而，利用如根据本发明的实施例所描述的具有单个初级绕组和单个次级绕组的变压器42，有助于了对输出电容器充电所需的变压器的尺寸的减小。由变压器的附加的次级绕组所另外占据的空间(诸如，充电电路602和耦合至输出电容器的附加的二极管的空间)可被分配至其他部件以用于额外的功能或可有助于充电电路40的整体覆盖区域的减小。
[0050]图4是示出了常规充电电路和根据本公开的充电电路的充电持续时间的比较分析的结果的示例性曲线图。曲线图54描绘了在X、Y图表轴上绘制的第一迹线56和第二迹线58。曲线图54的水平(X)轴表示以秒为单位的时间且垂直(Y)轴表示以伏特为单位的會κΜ。
[0051]示为实线的第一迹线56表示将以串联耦合的输出电容器充电至电压电压的常规充电电路602的绘图。示为虚线的第二迹线58表示将以并联耦合的输出电容器充电至电压电压的充电电路40的绘图。
[0052]迹线56、58比较地示出了常规充电电路和根据本公开的充电电路的相对充电充电持续时间。在该示例中，作为由根据本公开的经修改的刺激波形的递送有助于的降低的阈值要求的结果，充电电路充电到降低的能量水平。如曲线图54中所示，相对于常规充电电路602所花费的时间，充电电路40花费相对更短的时间来将输出电容器充电至电源电压。
[0053]图5和6描绘了根据本公开的替代实施例的治疗递送电路60a、60b(总称为“60”)。示例性治疗递送电路60生成具有可基于患者的生理响应定制的动态可配置波形的治疗刺激。这种治疗刺激波形可生成为具有台阶状前缘。
[0054]如先前在图3中所讨论的，递送电路60经由二极管48耦合至充电电路40。递送电路60包括多个输出电容器62a、62b、和62c (总称为“输出电容器62”)。输出电容器62由充电电路40充电并保持用于生成治疗刺激波形的能量。
[0055]根据本公开，输出电容器62相对于彼此的堆叠是动态可配置的。输出电容器62中的至少一个耦合至耦合电路。耦合电路动态配置输出电容器以形成各种并联和串联组合。
[0056]图5描述了其中用并联耦合的多个输出电容器62发起治疗的递送的实施例。该实施例可被用于在植入期间引起患者的心室纤颤以有助于除颤阈值测试。输出电容器可随后根据本公开的动态重新配置技术被重新配置以用于治疗递送。为了便于参考，结合图5A-5C中所示出的电路图来讨论图5的描述。图5A-5C中的每一个描绘了根据图5的实施例，在耦合输出电容器用于治疗递送的不同阶段后的功能等效电路。
[0057]转到图5的实施例，第一开关(诸如，三端双向可控硅开关66a)具有耦合至电容器62b的负极端子的第一端子和耦合至电容器62a的阳极端子、二极管48的阴极和二极管68a的阳极的三端双向可控硅开关66a的第二端子。耦合电路64还包括第二三端双向可控娃开关66b，该第二三端双向可控娃开关66b在第一端子处親合至电容器62c的负极端子和在第二端子处耦合在电容器62b的正极端子、二极管68a的阴极、和二极管68b的阳极之间。二极管68a、68b通过设置治疗刺激能量的电荷的流动方向来维持放电极性。
[0058]耦合电路64进一步包括递送控制模块70。三端双向可控硅开关66a、66b的栅极分别通过栅极触发的场效应晶体管(FET) 72a、72b耦合至递送控制模块70。递送控制模块70激活或停用FET 72 (分别切换至“导通”或“截止”位置)以控制输出电容器62的堆叠配置。FET 72的选择性激活或停用将分别使三端双向可控硅开关66切换为导通或截止(激活或停用)。递送控制模块70可进一步被耦合至分别将输出电容器62b和62c连接至共同接地(Vcc)的FET 74a,74bο用假想线中示出的二极管76a和76b分别表示FET 74a和74b的本征体二极管。
[0059]在一个实施例中，输出电容器62可以第一配置堆叠，使得所有电容器并联親合。通过使FET 74导通并通过使三端双向可控硅开关66截止来实现以并联配置的输出电容器62的堆叠。输出电容器62可然后以该并联配置被充电至预定的电压电平。如图3所描述的，通过二极管48设置充电极性(即，电流从充电电路40流动至输出电容器62的方向)。输出电容器62a经由具有到共同接地的连接的二极管48充电。输出电容器62b通过二极管48、二极管68a，通过具有到共同接地的连接的FET 74a充电。输出电容器62c通过二极管48、二极管68a、二极管68b，通过具有到共同接地的连接的FET 74b充电。在一些实施例中，可观察输出电容器62b、62c的由于通过二极管68充电引起的相对于整体电荷电压的最小电压降。然而，这种电压差类似于由常规电路中的用于每个电容器的单个次级变压器绕组中失配引起的电压差。
[0060]在确认输出电容器62被完全充电之后，親合电路64以期望的堆叠配置来配置输出电容器62，从而发起治疗的传递。例如，输出电容器62可保持在第一配置或配置可从第一配置改变为与第一配置不同的第二配置。更进一步地，本公开有助于在治疗递送期间，输出电容器62从第二到第三和甚至进一步到其他随后配置的动态重新配置。由此，输出电容器62以在治疗递送之前或期间的多个配置中的给定一个来配置。通过以任何给定配置的输出电容器62释放的能量与不同治疗递送阶段相一致。
[0061]例如，治疗通过可通过递送桥耦合至递送电路60的电极所递送，该递送桥设置在HV输出626中。递送桥的操作不影响本发明的操作并且因此没有示出或讨论。本质上，递送桥包括开关，开关配置包括电极的递送路径。换言之，如中公开文献中详细描述的，递送桥将治疗刺激能力的流动引导至心脏并回到以单极或双极电极配置的IMD。治疗刺激能量可在多个阶段中通过电极从输出电容器释放，使得电容器62a通过二极管68a、68b放电；电容器62b通过二极管68b放电；且电容器62c直接经由递送桥直接放电。
[0062]在一个实施例中，采用维持第一配置的输出电容器62发起治疗递送。换言之，输出电容器62a、62b、和62c以并联配置堆叠达预定时间间隔。在该第一阶段中，输出电容器62a、62b、和62c与充电电路解耦并且耦合至电极(未示出)以开始电容器的放电以递送治疗的第一阶段。图5A描绘了以第一配置堆叠输出电容器62的功能等效电路。如图5A所示，输出电容器62串联耦合并且电容器的共同端子连接至递送桥。通过将FET 74配置在导通位置并通过使三端双向可控硅开关66截止来实现图5A的等效电路。
[0063]如上所述，在第一预定间隔的持续时间期间在输出电容器放电后，输出电容器62的耦合可被从第一配置重新配置成第二配置。可以构想，可选择性地改变从开始放电到重新配置输出电容器耦合的时间的持续时间，以提供期望的波形。而且，可通过改变每个间隔的电容器的堆叠的配置来成形波形，应当记住，输出电容器可单独地或以任何组合重新配置以实现第二、第三、和随后的治疗递送阶段的堆叠配置。
[0064]继续该说明性实施例，电容器中的一个(诸如，输出电容器62c)的堆叠可被重新配置为第二配置。在第一阶段中在开始释放电容器62a、62b和62c中的能量的一部分后的间隔(第一预定间隔)后，该重新配置将输出电容器62c与电容器62a和62b的并联组合以串联耦合。在图5B中描绘了第二配置的等效电路。通过使三端双向可控硅开关66b转到导通位置同时使FET 74b截止来执行将电容器62c串联耦合至并联耦合的电容器62a和62b。将输出电容器62a、62b、和62c的堆叠重新配置成串联耦合电容器62c发起治疗递送的第二阶段。第一预定间隔被定义成与在将提供刺激波形的期望斜坡分布(profile)的输出电容器62的放电期间的时间点对应。响应于使三端双向可控硅开关66b导通以使电容器62c与输出电容器62a、62b的并联组合进行串联耦合，使FET 74b截止防止通过地面短路。
[0065]在说明性实施例中，在治疗递送的第二阶段的第二预定间隔期间释放输出电容器62中的一些能量。电容器可被再重新配置成提供用于串联堆叠所有三个输出电容器的第三配置。特定地，输出电容器62b与输出电容器62a串联放置。在图5C中描绘了第三配置的等效电路。通过使三端双向可控硅开关66a转向导通位置同时使FET 74a截止来执行电容器62a到电容器62b的串联耦合。三端双向可控硅开关66b保持在导通位置并且FET 74b保持在截止位置。
[0066]图6描绘了递送电路的替代实施例。采用第一、单个电容器的放电发起根据图6的实施例的治疗的递送。根据本公开的用于治疗递送的动态重新配置技术，多个电容器的其他输出电容器可然后与第一电容器串联親合。
[0067]为了便于参考，结合图6A-6E中所示出的电路图来讨论图6的描述。图6A - 6E中的每一个描绘了根据图6的实施例的用于治疗递送的不同阶段的输出电容器的耦合的功能等效电路。此外，采用相同的附图标记来标记对应于图5中的递送电路60a的元件的图6的递送电路60B的元件。读者可参考图5的前述描述