JP2018093717A - 過電圧保護装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過電圧保護装置において、電流制限装置25は、医療機器の電子構成要素12と患者インターフェースとの間の患者側配線14に直列に配置される。バイアス電圧生成装置は、少なくとも1つの患者側配線から延在する配線に配置されたバイアス素子22と、少なくとも1つのバイアス素子と直列に接続された追加の回路素子24と、を有する。バイアス電圧生成装置は、患者側配線の過渡過電圧に応答して、バイアス素子を介して電流制限装置に所定のバイアス電圧を印加し、電流制限装置は、スイッチオフされ、患者側配線を流れる電流を制限する。
【選択図】図2
Description
Claims (15)
- 第1の端部と第2の端部とを接続する第1の配線と、
前記第1の端部と前記第2の端部との間の前記第1の配線に接続された電流制限装置であって、前記電流制限装置はオン状態とオフ状態とを有し、前記オフ状態のときに通過する電流を前記第1の端部と前記第2の端部との間に制限し、所定のバイアス電圧に応答して前記オン状態から前記オフ状態に切り替わるように構成された前記電流制限装置と、
前記第1の配線から延在する第2の配線と、
前記第2の配線に接続され、少なくとも1つのバイアス素子と、少なくとも1つのバイアス電圧生成装置と直列に接続された追加の回路素子とを有するバイアス電圧生成回路と、
前記第1の配線の過渡過電圧に応答して前記電流制限装置に前記所定のバイアス電圧を印加するように構成された前記バイアス素子と前記追加の回路素子と、
を有し、
前記電流制限装置は、スイッチオフされ、前記第1の配線を流れる電流を制限する、過電圧保護装置。 - 前記第1の配線は医療機器の第1の患者側配線であり、前記第1の端部は前記医療機器の内部回路と通信し、前記第2の端部は患者インターフェースを有する、請求項1に記載の過電圧保護装置。
- それぞれのバイアス抵抗は、50オームから1キロオームの範囲の抵抗を有し、
及び/又は、
前記追加の回路素子は、第1のバイアス抵抗と第2のバイアス抵抗との間に接続された少なくとも1つの電圧制限装置を有し、
及び/又は、
前記電流制限装置は、第1のデプリーション型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)と第2のデプリーション型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)とを有する、請求項2に記載の過電圧保護装置。 - 少なくとも1つの前記電圧制限装置は、過渡電圧抑制器(TVS)を有し、
及び/又は、
前記電圧制限装置は、前記第1のバイアス抵抗の前記第2の端部に接続された第1の一方向性のTVSと、前記第1の一方向性のTVSと前記第2のバイアス抵抗の前記第2の端部との間に接続された第2の一方向性のTVSと、を有する、請求項3に記載の過電圧保護装置。 - それぞれのMOSFETは、
第2の端子に接続されるドレイン端子と、
前記医療機器の前記内部回路に接続されるソース端子と、
ゲート端子と、
を有し、
前記第1のバイアス抵抗は、第1のMOSFETの前記ゲート端子に接続され、
前記第2のバイアス抵抗は、第2のMOSFETの前記ゲート端子に接続される、請求項3又は請求項4に記載の過電圧保護装置。 - 少なくとも1つの前記追加の回路素子は、
第1のバイアス抵抗と直列に接続されて第1の分圧器を形成する第1の抵抗と、
第2のバイアス抵抗と直列に接続されて第2の分圧器を形成する第2の抵抗と、
第1の電流制限装置に接続された前記第1のバイアス抵抗と前記第1の抵抗との間の第1の接続部と、
第2の電流制限装置に接続された前記第2のバイアス抵抗と前記第2の抵抗との間の第2の接続部と、を有する、請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載の過電圧保護装置。 - 前記第1の患者側配線と第2の患者側配線と、反対側にある前記第1の端部と前記第2の端部と、を有する第2の患者チャネルと、
前記医療機器の前記内部回路と通信するそれぞれの前記第1の端部と、
それぞれ第1の患者インターフェースと第2の患者インターフェースと、前記第2の患者チャネルの前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線とにそれぞれ第1の電流制限装置と第2の電流制限装置とを有する前記第2の端部と、
前記第2の患者チャネルの前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線との間に延在する前記第2の配線に接続された第1のバイアス電圧生成回路と同一であり、前記第2の患者チャネルのそれぞれ前記第1の患者側配線又は前記第2の患者側配線に過渡電圧パルスが発生した場合に、前記第2の患者チャネルの少なくともそれぞれ前記第1の電流制限装置又は前記第2の電流制限装置をオフにするバイアス電圧を生成するように構成される第2のバイアス電圧生成回路と、をさらに有し、
及び/又は、
前記第1の患者チャネルと前記第2の患者チャネルとの前記バイアス電圧生成回路の第1のバイアス素子と第2のバイアス素子とはバイアス抵抗を有し、
前記追加の回路素子は前記バイアス抵抗の間に接続された少なくとも1つの電圧制限装置を有する、請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の過電圧保護装置。 - 少なくとも1つの前記追加の回路素子は、それぞれの患者チャネルの前記バイアス抵抗の間に接続された第1の一方向性の電圧制限装置と第2の一方向性の電圧制限装置とを有し、
接続配線は、前記第1の患者チャネルの前記第1の一方向性の電圧制限装置と前記第2の一方向性の電圧制限装置との間の第1の位置で接続された前記第1の端部と、前記第2の患者チャネルの前記第1の一方向性の電圧制限装置と前記第2の一方向性の電圧制限装置との間の第2の位置で接続された前記第2の端部と、を有し、
及び/又は、
それぞれの前記患者チャネルの前記追加の回路素子は、それぞれの前記患者チャネルの前記バイアス抵抗の間に接続された第1の双方向性の電圧制限装置を有し、それぞれの前記患者チャネルの第1の接続部と第2の接続部とは、第1のバイアス抵抗と双方向性の電圧制限装置との間と、第2のバイアス抵抗と双方向性の電圧制限装置との間とにそれぞれ配置され、
第1の電流経路は、前記第1の患者チャネルの前記第1の接続部と前記第2の患者チャネルの前記第2の接続部との間に延在し、第2の双方向性の電圧制限装置が前記第1の電流経路に配置され、
第2の電流経路は、前記第1の患者チャネルの前記第1の接続部と前記第2の患者チャネルの前記第1の接続部との間に延在し、第3の双方向性の電圧制限装置が前記第2の電流経路に配置され、
第3の電流経路は、前記第1の患者チャネルの前記第2の接続部と前記第2の患者チャネルの前記第1の接続部との間に延在し、第4の双方向性の電圧制限装置が前記第3の電流経路に配置され、
第4の電流経路は、前記第1の患者チャネルの前記第2の接続部と前記第2の患者チャネルの前記第2の接続部との間に延在し、第5の双方向性の電圧制限装置が前記第4の電流経路に配置される、請求項7に記載の過電圧保護装置。 - 前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線と、反対側にある前記第1の端部と前記第2の端部と、を有する第3の患者チャネルと、
前記医療機器の前記内部回路と通信するそれぞれの前記第1の端部と、
それぞれ前記第1の患者インターフェースと前記第2の患者インターフェースと、前記第3の患者チャネルの前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線とにそれぞれ前記第1の電流制限装置と前記第2の電流制限装置とを有する前記第2の端部と、
前記第2の患者チャネルの前記第1のバイアス電圧生成回路と前記第2のバイアス電圧生成回路と同一であり、前記第3の患者チャネルのそれぞれ前記第1の患者側配線又は前記第2の患者側配線に過渡電圧パルスが発生した場合に、前記第3の患者チャネルの少なくともそれぞれ前記第1の電流制限装置又は前記第2の電流制限装置をオフにするバイアス電圧を生成するように構成される第3のバイアス電圧生成回路と、をさらに有する、請求項7又は請求項8に記載の過電圧保護装置。 - 前記第1の患者チャネルと前記第2の患者チャネルとの前記バイアス電圧生成回路の前記第1のバイアス素子と前記第2のバイアス素子とは、第1のバイアス抵抗と第2のバイアス抵抗とを有し、
少なくとも1つの前記追加の回路素子は、前記第1のバイアス抵抗と直列に接続された第1の抵抗と、前記第2のバイアス抵抗並びに第1の分圧器と第2の分圧器とを形成する前記第1の抵抗と直列に接続される第2の抵抗と、前記第1の電流制限装置に接続された前記第1の分圧器の抵抗の間の接続部と、前記第2の電流制限装置に接続された前記第2の分圧器の抵抗との間の接続部と、を有し、
少なくとも1つの接続配線は、前記第1の患者チャネルの前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との間に接続された前記第1の端部と、前記第2の患者チャネルの前記第1の抵抗と前記第2の抵抗との間に接続された前記第2の端部とを有する、請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載の過電圧保護装置。 - 1つ以上の電子部品と、
医療機器の電子部品の間で電気信号を伝える第1の患者側配線と第2の患者側配線とを有し、前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線とにそれぞれ接続される第1の患者インターフェースと第2の患者インターフェースとを有する少なくとも1つの患者チャネルと、
を有し、
前記患者チャネルに関連付けられ、前記第1の患者側配線に配置された第1の電流制限装置と、前記第2の患者側配線に配置された第2の電流制限装置と、前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線との外側にそれぞれ配置された第1のバイアス電圧生成装置と第2のバイアス電圧生成装置とを有し、第1の配線と第2の配線との過渡電圧に応答して、前記第1の配線又は前記第2の配線を流れる電流を制限するために、それぞれ前記第1の電流制限装置又は前記第2の電流制限装置をオフにし、所定のバイアス電圧を生成するように構成される過電圧保護回路と、を有する医療機器。 - 第1の電圧生成装置と第2の電圧生成装置とは、それぞれ前記第1の患者側配線と前記第2の患者側配線とに接続された第1の端部をそれぞれ有する各々の第1のバイアス抵抗と第2のバイアス抵抗と、バイアス電圧を制御するために、それぞれ前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス抵抗との間に接続された少なくとも1つの電圧制限装置と、を有し、
及び/又は、
少なくとも1つの前記電圧制限装置は、前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス抵抗との間に直列に接続された第1の一方向性の電圧制限装置と第2の一方向性の電圧制限装置とを有し、
及び/又は、
少なくとも1つの前記電圧制限装置は、前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス抵抗との間に接続された1つの双方向性の電圧制限装置を有し、
及び/又は、
少なくとも1つの前記電圧制限装置は、第1の分圧器を形成するために前記第2のバイアス抵抗に接続された第1の抵抗と、前記第1の分圧器と直列に接続された前記第2のバイアス抵抗に接続され、第2の分圧器を形成する第2の抵抗と、を有する、請求項11に記載の医療機器。 - 前記第1のバイアス抵抗と前記第2のバイアス抵抗とは、それぞれ10キロオームから1メガオームの範囲の抵抗を有し、前記第1の抵抗と前記第2の抵抗とはそれぞれ22キロオームから3.3メガオームの抵抗を有し、
及び/又は、
前記第1の抵抗と並列に接続された第1のコンデンサと、前記第2の抵抗と並列に接続された第2のコンデンサと、をさらに有する、請求項12に記載の医療機器。 - 前記第1の電流制限装置と前記第2の電流制限装置とは、それぞれ患者インターフェースに接続されたドレイン、前記電子部品に接続されたソース、及びゲートを有する金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を有し、それぞれのバイアス抵抗は、それぞれのMOSFETのゲートに接続される、請求項12又は請求項13に記載の医療機器。
- 体内又体表で使用され、少なくとも1つの患者インターフェースを有する電子医療機器の過電圧保護方法であって、
前記患者インターフェースと医療機器の電子部品との間の電流経路に直列に電流制限装置を接続し、
前記電流経路に接続された第1の端部を含むバイアス素子を有する前記電流経路から延在する配線のバイアス電圧生成回路と、前記バイアス素子と直列に接続された追加のバイアス電圧制限素子と、を接続し、
前記電流経路の過渡電圧に応じて、前記バイアス電圧生成回路に所定のバイアス電圧を発生させ、前記電流制限装置に前記所定のバイアス電圧を印加して前記電流制限装置をスイッチオフし、前記電子部品への前記電流経路又は前記電子部品からの前記電流経路における電流を制限する、過電圧保護方法。
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