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1. WO2020134759 - WIRELESS CHARGING SYSTEM FOR NERVE STIMULATOR AND UNDERVOLTAGE ACTIVATION METHOD

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

附图

1   2   3  

说明书

发明名称 : 一种用于神经刺激器的无线充电系统以及欠压启动方法

技术领域

[0001]
本发明涉及电子技术领域,具体涉及一种用于神经刺激器的无线充电系统以及欠压启动方法。

背景技术

[0002]
目前可充电植入式装置一般采用可充电电池,处于安全保护时,可充电电池需要增加过压、欠压和过流保护等相关保护电路。
[0003]
如中国专利申请公告号CN107482739A公开了一种电池感应充电装置及其系统与控制方法,电池感应充电系统包括了充电发射模块和电池感应充电装置,电池感应充电装置包括电池、感应线圈、充电电路、开关电路以及控制器,感应线圈感应充电发射模块发射的无线电磁波能量信号,通过充电电路将电磁波能量信号转换成电池的充电信号,控制器检测端在接收到充电信号后检测电池电压,当电池电压较低时,控制器充电控制端发出开启信号到开关电路,使电池充电,当充电完成后,控制器进入休眠状态,只有在能耗检测端检测到外部能耗事件发生时,控制器才被唤醒为工作状态,对电池充电;该专利是在能耗检测端检测到外部能耗事件发生时,控制器才被唤醒为工作状态,对电池充电,防止系统对电池进行反复充电;
[0004]
又如中国专利申请公告号CN201528214U公开了一种智能脉冲充电电路,包括有开关电源电路,直流脉冲发生器及反接保护电路、输出电流检测电路、电池电压检测电路、环境温度检测电路、充电模式控制电路、温度保护电路、自 动关机电路、输入电源检测电路、本机电源电路,所述的开关电源电路包括有连接于输入电源的依次连接的安规电路、整流电流检测电路、功率转换电路;该专利主要讲述的是对电池进行充电的电路;
[0005]
当电池处于过放电时,一旦达到电池欠压保护阈值时就会触发电池欠压保护电路,欠压保护电路内部放电开关电路处于断开状态,导致控制终端无法工作。由于此时控制终端处于非正常工作状态,所以无法和体外充电器进行调制信号传输,体外充电器就无法很快的得知体内各电路、模块的状态,此时,体外充电器给电池充电时充电回路建立缓慢,且不可控,充电回路建立过长还会给人体带来过热伤害。
[0006]
发明内容
[0007]
本发明要解决的技术问题是提供一种新的用于神经刺激器的无线充电系统,该系统具有在可充电电池处于欠压保护时,仍能够及时激活控制终端,从而快速建立充电回路,保证神经刺激器持续正常工作。
[0008]
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:一种无线充电装置,包括无线充电模块,与所述无线充电模块连接的电池模块,与所述电池模块连接的控制终端,所述电池模块至少包括欠压保护模块和可充电电池,用于控制所述电池模块向所述控制终端供电,所述无线充电装置还包括与所述无线充电模块与所述控制终端之间连接的第二稳压模块,所述第二稳压模块用于在所述电池模块欠压模式下控制输出工作电压至所述控制终端;还包括连接于所述控制终端与所述无线充电模块之间的调制通信模块,所述调制通信模块用于将所述控制终端输出的控制信号传输至所述无线充电模块。
[0009]
进一步的,优选地,所述电池模块与所述控制终端之间设有第一稳压模块。
[0010]
优选地,所述无线充电模块包括LC谐振电路,与所述LC谐振电路连接的整流滤波电路。
[0011]
更优选地,所述电池模块还包括与所述无线充电模块连接的过压保护电路、 与所述过压保护电路连接的稳压和充电管理模块,所述欠压保护模块与过压和过流保护电路集成设置并且连接在所述可充电电池与所述稳压和充电管理模块之间。
[0012]
更优选地,所述第一稳压模块连接于所述欠压保护模块与所述控制终端之间。
[0013]
更优选地,所述第一稳压模块包括第一稳压器。
[0014]
优选地,所述第二稳压模块与所述控制终端之间设有单向导电元件。
[0015]
更优选地,所述第二稳压模块包括第二稳压器。
[0016]
更优选地,所述单向导电元件包括二极管。
[0017]
优选地,所述第二稳压模块的输出电压大于所述控制终端的最低工作电压、小于所述欠压保护模块的欠压保护阈值。
[0018]
更优选地,所述调制通信模块一端连接至所述LC谐振电路和所述整流滤波电路之间,所述调制通信模块另一端与所述控制终端连接。
[0019]
一种应用于神经刺激器的无线充电系统,包括外部无线充电模块,还包括无线充电装置,所述的无线充电装置设置在体内,响应体外的外部无线充电模块发出的调制信号进行无线充电。
[0020]
一种无线充电欠压启动方法,包括以下步骤:
[0021]
(1)电池模块触发欠压保护,电池模块无法给控制终端供电,所述控制终端处于非正常工作状态,控制终端无法发出控制信号至调制通信模块和无线充电模块,无线充电模块无法响应外部调制信号,无线充电中止;
[0022]
(2)第二稳压模块被唤醒,第二稳压模块通过一端连接无线充电模块,另外一端给所述控制终端提供工作电压,当第二稳压模块检测到控制终端的工作 电压小于欠压阙值电压时,所述控制终端进入正常工作状态,所述控制终端输出控制信号并通过所述调制通信模块将控制信号输入到所述无线充电模块上,所述无线充电模块响应调制信号建立充电回路,重新启动无线充电。
[0023]
优选地,当所述第二稳压模块检测到所述控制终端的工作电压达到所述电池模块的欠压阙值电压时,所述第二稳压模块进入休眠状态,停止向所述控制终端模式提供电压。
[0024]
本发明的有益效果在于:本发明能够弥补电池模块由于过放电而受到欠压保护时导致无法快速充电的不足,通过第二稳压模块能及时对控制终端进行供电从而快速建立充电回路继而对电池模块进行快速充电,防止充电回路建立过长给人体带来过热伤害,也保证了电池模块充电的连续性以及控制终端的正常工作。

附图说明

[0025]
图1是本发明一种欠压启动电路的电路原理图一;
[0026]
图2是本发明一种欠压启动电路的电路原理图二;
[0027]
图3是本发明一种欠压启动电路的电路原理图三。
[0028]
图中标号说明:1、无线充电模块,11、LC谐振电路,12、整流滤波电路,2、电池模块,21、过压保护电路,22、稳压和充电管理模块,23、欠压保护模块,24、过压和过流保护电路,25、可充电电池,3、控制终端,4、调制通信模块,5、第二稳压模块,6、外部无线充电模块,8、第一稳压模块,9、传感器模块。

具体实施方式

[0029]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0030]
参照图1和2所示,本实施例公开了一种无线充电装置,包括无线充电模块1,与无线充电模块1连接的电池模块2,电池模块2用以接收无线充电模块1的直流电压信号并进行充放电管理,与电池模块2连接的控制终端3;电池模块2至少包括欠压保护模块23和可充电电池25,用于控制电池模块2向控制终端3供电;
[0031]
无线充电装置还包括与无线充电模块1与控制终端3之间连接的第二稳压模块5,第二稳压模块5用于在电池模块2欠压模式下控制输出工作电压至控制终端3;还包括连接于控制终端3与无线充电模块1之间的调制通信模块4,调制通信模块4用于将控制终端3输出的控制信号传输至无线充电模块1,无线充电模块1给欠压状态的电池模块2充电从而形成自反馈启动;
[0032]
第一稳压模块8,其连接于电池模块2与控制终端3之间,当电池模块2供电正常时,将电池模块2的电信号输出至控制终端3;
[0033]
第二稳压模块5,其连接于无线充电模块1与控制终端3之间;当电池模块2欠压时,将无线充电模块1的电信号输出至控制终端3;
[0034]
调制通信模块4,其连接于控制终端3与无线充电模块1之间,且将控制信号进行调制并耦合至无线充电模块1以进行互感方式通信;
[0035]
控制终端3与传感器模块9通信连接,传感器模块9与第一稳压模块8和第二稳压模块5电连接,传感器模块9通过第一稳压模块8或者第二稳压模块5供电,控制终端3根据传感器模块9接收到的感测信号加以处理得到控制信号,其中感测信号包括温度信号、功率需求大小信号;
[0036]
无线充电模块1包括与外部无线传输的LC谐振电路11,与LC谐振电路11连接的整流滤波电路12,LC谐振电路11由相互并联的接收线圈L和第一电容C1组成,接收线圈L和外部进行互感通信,通过LC谐振电路11进行电磁谐振产生电流,同时通过整流滤波电路12对电流进行整流滤波从而给控制终端3供电以及给电池模块2充电;
[0037]
电池模块2包括与无线充电模块1连接的过压保护电路21、与过压保护电路21连接的稳压和充电管理模块22,欠压保护模块23与过压和过流保护电路 24相串联,欠压保护模块23同时与稳压和充电管理模块22连接,过压和过流保护电路24同时与可充电电池25连接;
[0038]
在充电时,通过过压保护电路21对整流滤波后的电流进行一级过压保护,稳压和充电管理模块22对可充电电池25在充电时进行稳压充电管理,在过压保护电路21或稳压和充电管理模块22产生故障时,通过欠压保护模块23以及过压和过流保护电路24对可充电电池25进行整体保护;
[0039]
当可充电电池25过放电而导致可充电电池25的电压低于欠压保护模块23的保护阈值时就触发欠压保护,欠压保护电路内部放电开关电路处于断开状态,控制终端3无法得电从而无法正常工作,此时控制终端3无法发出信号给无线充电模块1,从而无法给可充电电池25快速充电;
[0040]
欠压保护模块23与控制终端3之间设有第一稳压模块8,通过第一稳压模块8对可充电电池25给控制终端3供的电进行精准稳压,第一稳压模块8包括第一稳压器LDO1;
[0041]
第二稳压模块5与控制终端3之间设有单向导电元件,单向导电元件优选采用二极管D,通过第二稳压模块5对外部给控制终端3供的电进行稳压,通过二极管D提供单向导通,保证外部给控制终端3的供电方向,防止漏电流的产生,第二稳压模块5包括第二稳压器LDO2,第二稳压模块5也可以采用其他现有的稳压电路;
[0042]
第二稳压模块5的输出电压大于控制终端3的最低工作电压、小于欠压保护模块23的欠压保护阈值,其中,大于控制终端3的最低工作电压能够保证控制终端3的正常工作,小于欠压保护模块2的欠压保护阈值使得在给可充电电池25充电时,可充电电池25的电压逐渐上升高于欠压保护阈值后,仍旧通过可充电电池25给控制终端3供电而不是通过外部进行供电,从而实现自动切换,使第二稳压模块5一直处于备用状态,减少第二稳压模块5的损耗,节约能源;
[0043]
调制通信模块4由相互串联的第二电容C2和MOS管组成,MOS管同时与控制终端3连接,第二电容C2同时与LC谐振电路11连接,通过调制通信模块4将控制终端3发出的控制信号调制到接收线圈L上,接收线圈L将接收到信息 信号耦合传输给外部,外部根据接收的信息信号来调整自身的工作状态,其中,MOS管还可以由三极管进行替换或者在调制通信模块4上并联电感。
[0044]
将上述实施例中的无线充电装置运用到神经刺激器中,将无线充电装置设置在体内,外部无线充电模块6设置在体外,无线充电装置的无线充电模块1响应体外的外部无线充电模块6发出的调制信号从而对充电电池25无线充电或者直接对控制终端3供电;
[0045]
一种无线充电欠压启动方法,包括以下步骤:
[0046]
(1)电池模块2触发欠压保护,电池模块2无法给控制终端3供电,控制终端3处于非正常工作状态,控制终端3无法发出控制信号至调制通信模块4和无线充电模块1,无线充电模块1无法响应外部调制信号,无线充电中止;
[0047]
(2)第二稳压模块5被唤醒,第二稳压模块5通过一端连接无线充电模块1,另外一端给控制终端3提供工作电压,当第二稳压模块5检测到控制终端3的工作电压小于欠压阙值电压时,控制终端3进入正常工作状态,控制终端3输出控制信号并通过调制通信模块4将控制信号输入到无线充电模块1上,无线充电模块1响应调制信号建立充电回路,重新启动无线充电。
[0048]
当第二稳压模块5检测到控制终端3的工作电压达到电池模块2的欠压阙值电压时,第二稳压模块5进入休眠状态,停止向控制终端3提供电压,此时通过电池模块2给控制终端3供电。
[0049]
参照图3所示,本实施例中欠压保护模块23与过压和过流保护电路24还可以相并联,并且两端分别与稳压和充电管理模块22以及可充电电池25连接。
[0050]
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

权利要求书

[权利要求 1]
一种无线充电装置,其特征在于,包括无线充电模块,与所述无线充电模块连接的电池模块,与所述电池模块连接的控制终端,所述电池模块至少包括欠压保护模块和可充电电池,用于控制所述电池模块向所述控制终端供电,所述无线充电装置还包括与所述无线充电模块与所述控制终端之间连接的第二稳压模块,所述第二稳压模块用于在所述电池模块欠压模式下控制输出工作电压至所述控制终端;还包括连接于所述控制终端与所述无线充电模块之间的调制通信模块,所述调制通信模块用于将所述控制终端输出的控制信号传输至所述无线充电模块。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述电池模块与所述控制终端之间设有第一稳压模块。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述无线充电模块包括LC谐振电路,与所述LC谐振电路连接的整流滤波电路。
[权利要求 4]
如权利要求2所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述电池模块还包括与所述无线充电模块连接的过压保护电路、与所述过压保护电路连接的稳压和充电管理模块,所述欠压保护模块与过压和过流保护电路集成设置并且连接在所述可充电电池和所述稳压和充电管理模块之间。
[权利要求 5]
如权利要求4所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述第一稳压模块连接于所述欠压保护模块与所述控制终端之间。
[权利要求 6]
如权利要求2或5所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述第一稳压模块包括第一稳压器。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述第二稳压模块与所述控制终端之间设有单向导电元件。
[权利要求 8]
如权利要求1或7所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述第二稳 压模块包括第二稳压器。
[权利要求 9]
如权利要求7所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述单向导电元件包括二极管。
[权利要求 10]
如权利要求1所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述第二稳压模块的输出电压大于所述控制终端的最低工作电压、小于所述欠压保护模块的欠压保护阈值。
[权利要求 11]
如权利要求3所述的一种无线充电装置,其特征在于,所述调制通信模块一端连接至所述LC谐振电路和所述整流滤波电路之间,所述调制通信模块另一端与所述控制终端连接。
[权利要求 12]
一种应用于神经刺激器的无线充电系统,包括外部无线充电模块,其特征在于,还包括如权利要求1~11任意一项所述的无线充电装置,所述的无线充电装置设置在体内,响应体外的外部无线充电模块发出的调制信号进行无线充电。
[权利要求 13]
一种无线充电欠压启动方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)电池模块触发欠压保护,电池模块无法给控制终端供电,所述控制终端处于非正常工作状态,控制终端无法发出控制信号至调制通信模块和无线充电模块,无线充电模块无法响应外部调制信号,无线充电中止; (2)第二稳压模块被唤醒,第二稳压模块通过一端连接无线充电模块,另外一端给所述控制终端提供工作电压,当第二稳压模块检测到控制终端的工作电压小于过压阙值电压时,所述控制终端进入正常工作状态,所述控制终端输出控制信号并通过所述调制通信模块将控制信号输入到所述无线充电模块上,所述无线充电模块响应调制信号建立充电回路,重新启动无线充电。
[权利要求 14]
如权利要求13所述的一种无线充电欠压启动控制方法,其特征在于, 当所述第二稳压模块检测到所述控制终端的工作电压达到所述电池模块的过压阙值电压时,所述第二稳压模块进入休眠状态,停止向所述控制终端模式提供电压。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]