JPH06197448A - 出力エネルギーを高める方法および装置 - Google Patents

出力エネルギーを高める方法および装置

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JPH06197448A
JPH06197448A JP5226988A JP22698893A JPH06197448A JP H06197448 A JPH06197448 A JP H06197448A JP 5226988 A JP5226988 A JP 5226988A JP 22698893 A JP22698893 A JP 22698893A JP H06197448 A JPH06197448 A JP H06197448A
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capacitors
output energy
load
series
series connection
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JP5226988A
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Sven-Erik Hedberg
ヘードベリ スヴェン−エリク
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Siemens Elema AB
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Siemens Elema AB
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
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    • A61N1/38Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
    • A61N1/39Heart defibrillators
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の充電されたコンデンサC1,C2,C
3からの出力エネルギーを高める方法。 【構成】 コンデンサのそれぞれは、負荷を介して順次
放電され、コンデンサは種々異なった組み合わせにおい
て連続的に直列接続され、前記組み合わせのそれぞれ
は、前記コンデンサの部分またはすべてを含んでおりか
つ順次前記負荷を介して放電される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の充電されたコン
デンサからの出力エネルギーを高める方法および装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】並列に接続された2つのコンデンサが充
電され、その後コンデンサがパルスを発生するために直
列に接続されて充電バッテリーの電圧の2倍に等しい振
幅を有するパルスを発生することは従来より公知の技術
である。この技術は例えばペースメーカーにおいて使用
されている。
【0003】
【発明の課題】本発明の課題は、複数のコンデンサの容
量の和と同じ容量を有する単一のコンデンサから放電さ
れるパルスより一層方形のパルスに近似しているパルス
の発生期間に、複数のコンデンサにおいて蓄積されたエ
ネルギーの最大可能な出力を可能にすることである。
【0004】
【発明の概要】この課題はそれぞれ、請求項1および請
求項5に記載の本発明の方法および装置によって解決さ
れる。
【0005】複数のコンデンサにおけるそれぞれのコン
デンサは比較的短い時定数を有しており、その結果相応
の放電パルスが許容できない位に減衰するかもしれな
い。しかし、本発明によれば“新しい”コンデンサが順
次接続され、かつ種々異なった組み合わせ列における2
つまたはそれ以上のコンデンサが連続的に、それぞれの
コンデンサがこのようにして個々に使用されたとき放電
のために直列に接続されるので、このようにして発生さ
れた合成放電パルスの電圧が維持され、その結果多かれ
少なかれ方形のパルスが実現される。
【0006】コンデンサは、エネルギーの最高に可能な
出力のために並列または直列に接続することができる。
【0007】本発明による方法の有利な実施例によれ
ば、それぞれのコンデンサ放電は、負荷における電圧が
前以て決められたレベル、有利には放電すべてに対して
一定のレベルに低下したとき、停止される。択一的に、
それぞれのコンデンサ放電は、前以て決められた時間間
隔、有利には放電すべてに対して一定の時間間隔の間続
けることが許される。
【0008】本発明による装置は、コンデンサを所望の
電圧に充電するために充電回路と、コンデンサを種々異
なった放電形態において接続する制御可能な切換装置と
を有している。
【0009】切換装置は、インテリジェンスの変化する
に基づいて制御することができ、かつ充電回路および切
換装置は、制御ユニット、本発明の装置の1つの有利な
実施例によれば、有利にはマイクロプロセッサによって
制御される。制御ユニットによって、放電に対するコン
デンサの最も有利な組み合わせは計算することができか
つ切換装置または制御ユニットによって準備することが
でき、または制御ユニットは、効果的と実証されている
予めプログラミングされたコンデンサ接続シーケンスか
ら選択することができる。
【0010】本発明による装置の別の有利な実施例によ
れば、コンデンサおよびコンデンサの直列接続における
電圧を放電期間に測定しかつ測定された電圧が前以て決
められたレベルに低下したとき放電を停止するために測
定回路が設けられている。測定回路は有利には、前記測
定された電圧値を、後続の出力パルスのそれぞれの放電
後に制御ユニットに送出するAD変換器を有している。
いずれかのコンデンサに不都合な電圧が測定されると、
極性を例えば、所定の状況下で反転することができ、こ
のコンデンサを接続形態から排除することができるかま
たは場合によっては反転された極性を有することができ
る。
【0011】
【実施例】次に、心細動除去器に適用されたものとして
の本発明の装置の1実施例を図面を参照して詳細に説明
する。
【0012】図1の心細動除去器は、マイクロプロセッ
サの形における制御ユニットを含んでいるデフィブリレ
ータ回路2を有している。マイクロプロセッサはそのポ
ートを介して、コンデンサC1,C2,C3に対する充
電回路4および切換装置6を制御する。
【0013】細動除去パルスを発生するための放電動作
がスタートする前に、コンデンサC1,C2,C3は、
充電回路4を用いてバッテリーから充電される。
【0014】放電動作期間中の種々の形態におけるコン
デンサC1,C2,C3の内部接続は、デフィブリレー
タ回路2におけるマイクロプロセッサによって制御され
る。
【0015】種々の形態においてコンデンサC1,C
2,C3を内部接続するためのスイッチ8,10,1
2,14,16は、切換装置6によって制御される。し
かし、切換装置6とスイッチ8,10,12,14,1
6との間の接続は、不要な混乱を取り除くために図示さ
れていない。放電動作と関連した切換えを、図2を参照
して以下に一層詳しく説明する。
【0016】それぞれのコンデンサC1,C2,C3に
おける電圧は、おのおのの放電フェーズ後に測定回路2
0によって測定される。測定回路20は、1つまたは複
数のコンデンサにおける電圧が前以て決められたレベル
に低下したとき、デフィブリレータ回路2におけるマイ
クロプロセッサを介して、行われている放電を停止する
ために放電動作の期間中の1つのコンデンサまたは複数
のコンデンサにおける電圧を連続的に測定することもで
きる。測定回路20は有利にはAD変換器を含むことが
でき、このAD変換器は、測定されたコンデンサ電圧を
表している、測定された電圧に対する値をデフィブリレ
ータ回路2のマイクロプロセッサに供給する。
【0017】これに関連してあるコンデンサにおいて不
都合にも電圧が生じると、このコンデンサは、考察され
た接続形態において除外することができる。例えば、所
定のコンデンサの極性を反転することができる。即ち異
なった電圧に充電された2つのコンデンサが直列に接続
されかつ同じ電流が回路内を流れると、放電は続きかつ
電流は比較的高い電圧を有するコンデンサによって生
じ、そこで比較的低い電圧に充電されたコンデンサの極
性が反転される。従って、反転された極性を有するこの
種のコンデンサは、考察の接続形態においてバイパスさ
れるかまたは本発明による装置において反転された極性
を有することになる。
【0018】図2には、出力コンタクトDEFIB1お
よびDEFIB2における出力電圧の時間経過が示され
ている。この例において、コンデンサC1,C2,C3
は同じ大きさであるものと仮定した。時間および電圧軸
は、図に適した時間および電圧単位に分割されている。
【0019】コンデンサC1,C2,C3は、コンデン
サC1,C2,C3を所望の電圧に充電するために、そ
れぞれの放電動作の前に充電回路4に並列に接続されて
いる。所望の電圧に充電されると放電動作が始まり、ス
イッチ8,10,12,14,16,18は最初図1に
示されている位置にあり、この場合いずれのスイッチ
8,10,12,14,16,18も導通していない。
【0020】放電動作の最初の3つのフェーズにおい
て、コンデンサC1,C2,C3は順次、所定の時間間
隔の間、即ち図2の20時間単位の間、コンデンサC
1,C2,C3のそれぞれを放電するためにコンタクト
DEFIB1およびDEFIB2に接続され、その場合
コンデンサC1,C2,C3の電圧は同じレベルに低下
する。それからコンデンサC1およびC2は直列に接続
されており、かつこの直列接続は、付加的な20時間単
位の間、即ち図2における60時間単位から80時間単
位まで、直列接続されたC1およびC2を放電するため
に出力コンタクトDEFIB1およびDEFIB2に接
続される。
【0021】コンデンサC3は引き続いて、3つすべて
のコンデンサC1,C2およびC3によって形成される
直列接続が、付加的な20時間単位の間、即ち80時間
単位から100時間単位まで放電のために出力コンタク
トDEFIB1およびDEFIB2に接続されるよう
に、直列接続されたC1およびC2に接続される。
【0022】比較のために、3つのコンデンサC1,C
2,C3と同じ容量を有する単一コンデンサによって供
給される出力パルスが図2に一緒に示されている。図2
に示されているように、本発明の装置によって、この単
一コンデンサからの放電パルスより方形のパルスに一層
近似している出力パルスが実現される。
【0023】本発明により、所定の時点における細動除
去パルスの位相反転を介して双極のパルスを実現するこ
ともできる。従って、図2に示されている例において、
パルスの位相は、直列に接続されたコンデンサC1およ
びC2の放電が始まるとき60時間単位の時点において
反転することができる。
【0024】図2に示されている過程が実現されるよう
に、スイッチ8,10,12,14,16,18を放電
動作の種々の位相においてセットすべき方法は、図1か
ら明らかである。
【0025】図2には、それぞれ個々のコンデンサが比
較的短い時定数を有し、その結果個々のコンデンサはそ
れぞれ著しく急速に減衰するパルスを発生することにな
るが、新しいコンデンサは順次接続されかつそれから直
列接続された2つまたはそれ以上のコンデンサが放電さ
れるので、出力電圧は上昇し、かつコンデンサは比較的
大きな程度に放電することができることが示されてい
る。
【0026】装置が2つより多くのコンデンサを含んで
いるとき、エネルギーの可能な最高の使用が実現される
ように、放電動作期間中のこれらコンデンサの内部接続
は並列かまたは直列とすることができる。この場合、上
述したように、コンデンサにおける電圧を反転するとよ
い。その場合コンデンサの極性を反転することができる
かまたはコンデンサを単純に接続しないようにすること
ができる。
【0027】デフィブリレータ回路2におけるマイクロ
プロセッサの適当なプログラミングによって、マイクロ
プロセッサは最も有利なコンデンサ形態を計算するかま
たは予め効果的と認められているプログラミングされた
接続シーケンスから選択することができる。
【0028】ここまで大きさの等しい3つのコンデンサ
を有する本発明の装置の1例について説明してきたが、
コンデンサの数およびそれらの大きさはともに、本発明
の装置において任意選択できることは勿論である。
【0029】心細動除去器に適用される例を使用した装
置について説明してきたが、本発明の装置は、コンデン
サの出力エネルギーの増加および蓄積されたエネルギー
の可能な最高の利用が望まれる多種のその他の応用にも
使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置を備えた心細動除去器のブロック
線図である。
【図2】装置の機能を説明するための、本発明の装置を
備えた細動除去回路からの出力パルスの例を示す線図で
ある。
【符号の説明】
C1,C2,C3 コンデンサ、 4 充電回路、 6
切換装置、 8,10,12,14,16,18 ス
イッチ、 20 測定回路

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の充電されたコンデンサ(C1,C
    2,C3)からの出力エネルギーを高める方法におい
    て、 前記コンデンサのそれぞれを負荷を介して順次放電し、
    前記コンデンサを種々異なった組み合わせにおいて順次
    直列接続し、前記組み合わせのそれぞれは前記コンデン
    サの部分またはすべてを含んでおりかつ前記組み合わせ
    を順次前記負荷を介して放電することを特徴とする出力
    エネルギーを高める方法。
  2. 【請求項2】 前記複数のコンデンサの中のある数のコ
    ンデンサ(C1,C2)を、前記複数のコンデンサ(C
    1,C2,C3)のそれぞれが放電された後、直列に接
    続し、その後この直列接続を負荷を介して放電し、それ
    から前記複数のコンデンサの1つまたは複数のコンデン
    サ(C3)を存在している直列接続と直列に接続し、か
    つコンデンサ(C1,C2,C3)のこの新しい直列接
    続を負荷を介して放電し、それから前記複数のコンデン
    サの1つまたは複数の付加的なコンデンサを存在してい
    る直列接続に接続し、この操作を、前記複数のコンデン
    サの中のすべてのコンデンサが直列接続され、放電され
    るまで続けることを特徴とする請求項1記載の出力エネ
    ルギーを高める方法。
  3. 【請求項3】 それぞれの放電を、負荷における電圧が
    前以て決められたレベルに低下したとき、停止する請求
    項1または2記載の出力エネルギーを高める方法。
  4. 【請求項4】 それぞれの放電を、前以て決められた時
    間間隔の間続ける請求項1から3までのいずれか1項記
    載の出力エネルギーを高める方法。
  5. 【請求項5】 コンデンサの充電を制御するために充電
    回路(4)が設けられている、複数の充電されたコンデ
    ンサ(C1,C2,C3)からの出力エネルギーを高め
    る装置において、 制御可能な切換装置(6)が設けられており、該切換装
    置はまず、前記コンデンサ(C1,C2,C3)のそれ
    ぞれを負荷に接続してこれらコンデンサが順次放電され
    るようにし、かつそれから前記コンデンサを直列に、順
    次種々異なった組み合わせにおいて接続し、該組み合わ
    せのそれぞれは前記コンデンサの部分またはすべてを有
    しており、かつ前記組合わせを前記直列接続を放電する
    ために前記負荷に順次接続することを特徴とする出力エ
    ネルギーを高める装置。
  6. 【請求項6】 制御可能な切換装置(6)は、複数のコ
    ンデンサ(C1,C2,C3)の中のある数のコンデン
    サ(C1,C2)を直列に接続しかつこの直列接続を、
    前記複数のコンデンサ(C1,C2,C3)のそれぞれ
    が放電のために負荷に接続された後、放電のために負荷
    に接続し、それから前記複数のコンデンサにおける1つ
    または複数の付加的なコンデンサ(C3)を存在してい
    る直列接続に直列に接続し、かつ前記複数のコンデンサ
    の中のすべてのコンデンサが直列に接続されかつ負荷を
    介して放電されるまでこの新しい直列接続を放電のため
    に負荷に接続することを繰り返すように構成されている
    請求項5記載の出力エネルギーを高める装置。
  7. 【請求項7】 切換装置(6)は、コンデンサ(C1,
    C2,C3)のそれぞれの放電後、前記複数のコンデン
    サの中の第1および第2のコンデンサ(C1,C2)の
    直列接続を前記直列接続を放電するために負荷に接続
    し、それからそれぞれの放電の後、付加的なコンデンサ
    (C3)によって増大された直列接続を、前記複数のコ
    ンデンサの中のコンデンサすべてが直列に接続されかつ
    負荷を介して放電されるまで放電のために負荷に接続す
    るように構成されている請求項5または6記載の出力エ
    ネルギーを高める装置。
  8. 【請求項8】 測定回路(20)は、コンデンサ(C
    1,C2,C3)における電圧を測定するように構成さ
    れている請求項5から7までのいずれか1項記載の出力
    エネルギーを高める装置。
  9. 【請求項9】 すべての放電が前以て決められた期間持
    続するように切換装置(6)を制御するタイマーが設け
    られている請求項5から7までのいずれか1項記載の出
    力エネルギーを高める装置。
  10. 【請求項10】 充電回路(4)および切換装置(6)
    を制御するために制御ユニットが設けられている請求項
    5から9までのいずれか1項記載の出力エネルギーを高
    める装置。
  11. 【請求項11】 制御ユニットは、コンデンサ(C1,
    C2,C3)に対するプログラミングされた接続シーケ
    ンスに従って切換装置(6)を制御するように構成され
    ている請求項10記載の出力エネルギーを高める装置。
  12. 【請求項12】 測定回路(20)は、測定された電圧
    値を制御ユニットに供給するAD変換器を有している請
    求項10または11記載の出力エネルギーを高める装
    置。
  13. 【請求項13】 コンデンサ(C1,C2,C3)を充
    電するための充電回路(4)は、並列に接続されたコン
    デンサ(C1,C2,C3)を電流または電圧源に接続
    するために設けられている請求項5から12までのいず
    れか1項記載の出力エネルギーを高める装置。
  14. 【請求項14】 コンデンサ(C1,C2,C3)はす
    べて、等しい大きさである請求項5から13までのいず
    れか1項記載の出力エネルギーを高める装置。
  15. 【請求項15】 制御ユニットは、デフィブリレータ回
    路(2)の部分であり、かつコンデンサ(C1,C2,
    C3)の放電およびコンデンサの直列接続は心細動除去
    パルスを形成する請求項5から14までのいずれか1項
    記載の出力エネルギーを高める装置。
JP5226988A 1992-09-16 1993-09-13 出力エネルギーを高める方法および装置 Pending JPH06197448A (ja)

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