用于植入式医疗设备的DC‑DC转换器的制作方法

文档序号:11607424阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其包括:

开关电容转换器内核,其包括多个功率三极管开关,用于接收一输入电压,并输出一输出电压;

开关驱动器与所述开关电容转换器内核相连,用于打开所述开关电容转换器内核中相应的功率三极管开关,为一连接所述输出电压的负载供电;

开关信号路由器与所述开关驱动器相连, 用于选择性地传递所述开关驱动器需要的信号;

增益选择解码器与所述开关信号路由器相连;

增益控制器与所述增益选择解码器相连,所述增益选择解码器用于解码所述增益控制器发出的增益选择的指令;

输入调节器,与所述增益控制器相连,接收所述输入电压及一参考电压,用于指示所述输入电压与所述参考电压的相对关系,并将该关系传输至所述增益控制器;

输出调节器,与所述增益控制器相连,接收所述输出电压及所述参考电压,用于指示所述输出电压与所述参考电压的相对关系,并将该关系传输至所述增益控制器;

时钟发生器,与所述开关信号路由器、所述增益控制器及所述输出调节器分别相连;以及

计数器,与所述增益控制器相连;其中:

所述输入调节器包括适应性数模转换器用于根据所述输入电压和所述参考电压确定所需的转换增益比;以及控制逻辑电路与所述适应性数模转换器相连,用于控制所述适应性数模转换器;

所述输出调节器包括多个比较器,以及控制逻辑电路与所述比较器相连;

所述增益控制器用于根据所述输入调节器和所述输出调节器提供的信息,控制所述开关电容转换器内核所需的转换增益比,所述转换增益比为所述输出电压与所述输入电压的比值;

当所述输出电压位于所述参考电压以下一预设阈值范围内时,所述增益控制器被关闭,所述开关电容转换器内核的开关频率按DFS(Discrete-frequency Scaling)算法做离散幅度的调整,使所述输出电压逐渐接近所述参考电压;

当所述输出电压高于或等于所述参考电压时,所述开关电容转换器内核停止其开关的工作;以及

当所述输出电压低于所述参考电压时,所述开关电容转换器内核重启其开关的工作。

2.根据权利要求1所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述开关电容转换器内核包括多个功率三极管开关及泵电容器,其提供的所述转换增益比为1/2, 2/3, 1, 3/2及2。

3.根据权利要求1所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述输入调节器的所述适应性数模转换器包含比较器及多个锁存器;所述锁存器与所述比较器相连,用于根据所述比较器的结果产生预设数位的数据,该数据描述所述参考电压与所述输入电压的比值,并用于设定所需的转换增益比。

4.根据权利要求1所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述增益控制器包含一数字电路,当所述输出电压位于所述参考电压以下的所述预设阈值范围以下时,该数字电路通过调整所述转换增益比,较大幅度地调正所述输出电压。

5.根据权利要求1所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述计数器用于每次当所述开关电容转换器内核的开关频率发生变化后,计数一预设数量的时钟周期,以使得所述输出电压有充分的时间对该变化做出相应的反应。

6.根据权利要求1所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述时钟发生器包括比较器;逻辑电路与所述比较器相连并驱动所述比较器;以及时钟信号发生器与所述逻辑电路相连,并输出两个时钟信号;该两个时钟信号被传输至所述开关信号路由器及所述开关驱动器,并进而控制所述开关电容转换器内核。

7.一种用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其包括:

开关电容转换器内核,其包括多个功率三极管开关,用于接收一输入电压,并输出一输出电压;

开关驱动器与所述开关电容转换器内核相连,用于打开所述开关电容转换器内核中相应的功率三极管开关,为一连接所述输出电压的负载供电;

开关信号路由器与所述开关驱动器相连, 用于选择性地传递所述开关驱动器需要的信号;

增益选择解码器与所述开关信号路由器相连;

增益控制器与所述增益选择解码器相连,所述增益选择解码器用于解码所述增益控制器发出的增益选择的指令;

输入调节器,与所述增益控制器相连,接收所述输入电压及一参考电压,用于指示所述输入电压与所述参考电压的相对关系,并将该关系传输至所述增益控制器;

输出调节器,与所述增益控制器相连,接收所述输出电压及所述参考电压,用于指示所述输出电压与所述参考电压的相对关系,并将该关系传输至所述增益控制器;

时钟发生器,与所述开关信号路由器、所述增益控制器及所述输出调节器分别相连;以及

计数器,与所述增益控制器相连;其中:

所述输入调节器包括适应性数模转换器用于根据所述输入电压和所述参考电压确定所需的转换增益比;以及控制逻辑电路与所述适应性数模转换器相连,用于控制所述适应性数模转换器;

所述输出调节器包括多个比较器,以及控制逻辑电路与所述比较器相连;

所述增益控制器用于根据所述输入调节器和所述输出调节器提供的信息,控制所述开关电容转换器内核所需的转换增益比,所述转换增益比为所述输出电压与所述输入电压的比值;

所述增益控制器包含一数字电路,当所述输出电压位于所述参考电压上下的一预设阈值范围以外时,该数字电路通过调整所述转换增益比,较大幅度地调正所述输出电压;以及

当所述输出电压位于所述参考电压上下的所述预设阈值范围内时,所述增益控制器被关闭,所述开关电容转换器内核的开关频率按DFS(Discrete-frequency Scaling)算法做离散幅度的调整,使所述输出电压逐渐接近所述参考电压。

8.根据权利要求7所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述开关电容转换器内核包括多个功率三极管开关及泵电容器,其提供的所述转换增益比为1/2, 2/3, 1, 3/2及2。

9.根据权利要求7所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述输入调节器的所述适应性数模转换器包含比较器及多个锁存器;所述锁存器与所述比较器相连,用于根据所述比较器的结果产生预设数位的数据,该数据描述所述参考电压与所述输入电压的比值,并用于设定所需的转换增益比。

10.根据权利要求7所述的用于植入式医疗设备的DC-DC转换器,其中所述时钟发生器包括比较器;逻辑电路与所述比较器相连并驱动所述比较器;以及时钟信号发生器与所述逻辑电路相连,并输出两个时钟信号;该两个时钟信号被传输至所述开关信号路由器及所述开关驱动器,并进而控制所述开关电容转换器内核。

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