【11】證書號數：I731756
【45】公告日： 中華民國 110 (2021) 年 06 月 21 日
【51】Int. Cl.： A61N1/36 (2006.01)
發明 全 7 頁
【54】名 稱：電荷補償裝置、電荷補償方法以及包括電荷補償裝置的電刺激產生系統
【21】申請案號：109124695 【22】申請日： 中華民國 109 (2020) 年 07 月 22 日
【72】發 明 人： 彭盛裕 (TW) PENG, SHENG-YU；盧怡晴 (TW) LU, YI-CHING；張煌祥 (TW) CHANG, HUANG-HSIANG；白有亘 (TW) PAI, YU-HSUAN
【71】申 請 人： 國立臺灣科技大學 NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
臺北市大安區基隆路四段 43 號
【74】代 理 人： 葉璟宗；卓俊傑
【56】參考文獻：
TW 200635627A CN 106606820A US 2020/0179702A1
CN 101052439A US 2020/0147413A1 審查人員：蔡宗澤
【57】申請專利範圍
1. 一種電荷補償裝置，用以透過對一電刺激產生裝置的一電極提供一補償電流的方式執行 一電荷補償，該電荷補償裝置包括：
一推挽式放大器電路，包括：
一反相輸入端，接收該電極的電壓；
一非反相輸入端，接收一第一參考電壓；以及
一輸出端，耦接該電極，用以輸出該補償電流，其中該補償電流依據該電極的電壓值與 該第一參考電壓的電壓值之間的差值而被調節，
其中，經該電荷補償的該電極的電壓值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值小於一閾 值。
2. 如申請專利範圍第 1 項所述的電荷補償裝置，還包括：
一第一開關，耦接在該推挽式放大器電路以及該電極之間，並受控於一第一控制信號；
一比較器電路，用以提供以該第一參考電壓的電壓值為中心的一安全窗口（safety window），該比較器電路在確認該電極的電壓值落於該安全窗口之內後，透過該第一控 制信號控制該第一開關斷開，以使該電荷補償停止，反之當該電極的電壓值未落於該安 全窗口之內時，則透過該第一控制信號控制該第一開關導通，以使該電荷補償持續。
3. 如申請專利範圍第 2 項所述的電荷補償裝置，其中該推挽式放大器電路還包括：
一第一電流源電路，耦接該輸出端，用以產生流入該輸出端的一第一電流；
一第二電流源電路，耦接該輸出端，用以產生流出該輸出端的一第二電流；
一差動電壓處理電路，耦接該第一電流源電路以及該第二電流源電路，用以依據該電極 的電壓值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值調整該第一電流的電流值以及該第二電 流的電流值，
其中，該推挽式放大器電路的該輸出端依據該第一電流以及該第二電流以向該電極提供 該補償電流，藉此調整該電極的電壓值。
一第一電晶體，耦接在一工作電壓與一第一節點之間，並受控於一第二節點的電壓；
一第二電晶體，耦接在該工作電壓與一第三節點之間，並受控於一第四節點的電壓；
一第三電晶體，耦接在該第一節點與該第二節點之間，並受控於該電極的電壓；
一第四電晶體，耦接在該第三節點與該第四節點之間，並受控於該第一參考電壓；
一第五電晶體，耦接在該第二節點與一參考接地電壓之間，並受控於一偏壓；
一第六電晶體，耦接在該第四節點與該參考接地電壓之間，並受控於該偏壓；
一第七電晶體，耦接在該第三節點與一第五節點之間，並受控於該電極的電壓；
一第八電晶體，耦接在該第一節點與一第六節點之間，並受控於該第一參考電壓；
其中，流經該第五節點的電流做為該第一電流源電路的輸入，該第六節點的電流做為該 第二電流源電路的輸入。
5. 如申請專利範圍第 2 項所述的電荷補償裝置，其中該比較器電路還包括：
一信號轉換器電路，用以將反應該電極的電壓值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值 的電流信號轉換為電壓信號以產生一第一電壓，該信號轉換器電路並提供反應該安全窗 口的寬度的一第二參考電壓；
一箝制電路，用以依據該第一電壓的電壓值與該第二參考電壓的電壓值之間的大小關係 來將該第一控制信號箝制在一第一電壓位準或是一第二電壓位準，
其中，當該第一控制信號處於該第一電壓位準時，該比較器電路透過該第一控制信號導 通該第一開關，以使該電荷補償持續，
其中，當該第一控制信號處於該第二電壓位準時，該比較器電路透過該第一控制信號斷 開該第一開關，以使該電荷補償停止。
6. 一種電刺激產生系統，包括：
一電刺激產生裝置，包含一電極；以及
如請求項 1 所述的電荷補償裝置，用以透過對該電刺激產生裝置的該電極提供該補償電 流的方式執行該電荷補償，以使經該電荷補償的該電極的電壓值與該第一參考電壓的電 壓值之間的差值小於一閾值。
7. 一種電荷補償方法，經由對一電刺激產生裝置的一電極提供一補償電流的方式執行一電 荷補償，該電荷補償方法包括：
由一推挽式放大器電路的一輸出端產生該補償電流，其中該補償電流依據該電極的電壓 值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值而被調節，
其中，經該電荷補償的該電極的電壓值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值小於一閾 值。
8. 如申請專利範圍第 7 項所述的電荷補償方法，還包括：
提供以該第一參考電壓為中心的一安全窗口；
由一比較器電路確認該電極的電壓值是否落於該安全窗口之內，其中：
在該電極的電壓值落於該安全窗口之內後，該比較器電路透過一第一控制信號斷開該推 挽式放大器電路與該電極之間的路徑；以及
當該電極的電壓值未落於該安全窗口之內時，比較器電路透過該第一控制信號保持該推 挽式放大器電路與該電極之間的路徑。
9. 如申請專利範圍第 8 項所述的電荷補償方法，其中該補償電流由流入該輸出端的一第一 電流與流出該輸出端的一第二電流組成，該電荷補償方法還包括：
由該推挽式放大器電路依據該電極的電壓值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值調整 該第一電流的電流值以及該第二電流的電流值，藉此調整該電極的電壓值。
10. 如申請專利範圍第 8 項所述的電荷補償方法，還包括：
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由該比較器電路將反應該電極的電壓值與該第一參考電壓的電壓值之間的差值的電流信 號轉換為電壓信號以產生一第一電壓，該比較器電路並提供反應該安全窗口的寬度的一 第二參考電壓；
由該比較器電路依據該第一電壓的電壓值與該第二參考電壓的電壓值之間的大小關係來 將該第一控制信號箝制在一第一電壓位準或是一第二電壓位準，
其中，當該第一控制信號處於該第一電壓位準時，由該比較器電路透過該第一控制信號 導通該第一開關，以使該電荷補償持續，
其中，當該第一控制信號處於該第二電壓位準時，由該比較器電路透過該第一控制信號 斷開該第一開關，以使該電荷補償停止。
圖式簡單說明
圖 1 繪示為本發明一實施例的電荷補償裝置的方塊示意圖。
圖 2 繪示為本發明一實施例的推挽式放大器電路的電路示意圖。
圖 3 繪示為本發明一實施例的信號轉換器電路的電路示意圖。
圖 4A 繪示為本發明一實施例中的電流 I_sum、參考電壓 V inp以及電壓 V inn之間的關係曲線 圖。
圖 4B 繪示為本發明一實施例中的電流 I_left、電流 I_right、參考電壓 V inp以及電壓 V inn之 間的關係曲線圖。
圖 5 繪示為本發明一實施例的箝制電路的電路示意圖。
圖 6 繪示為本發明一實施例的電刺激產生系統的方塊示意圖。
圖 7 繪示為本發明一實施例的電荷補償方法的步驟流程示意圖。
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