CPAP呼吸機(jī)的器件選擇及設(shè)計(jì)方案
CPAP或持續(xù)氣道正壓通氣是一種呼吸道通氣方法，主要用于在家治療睡眠呼吸暫停癥。壓力傳感器、微處理器等器件在呼吸設(shè)備中扮演著重要角色。本文將探討該呼吸機(jī)系統(tǒng)的器件選型和相關(guān)設(shè)計(jì)方案。
CPAP或持續(xù)氣道正壓通氣是一種呼吸道通氣方法，主要用于在家治療睡眠呼吸暫停癥。在睡眠時(shí)，肌肉通常會(huì)自然放松，從而致使上呼吸道變窄。這會(huì)降低血液中的氧含量從而造成從睡眠中醒來(lái)。
壓力傳感器在呼吸設(shè)備中扮演著重要角色，它負(fù)責(zé)將物理值(例如氣道壓力和流量)轉(zhuǎn)換成差動(dòng)信號(hào)。空氣和氧氣流量傳感器生成的信號(hào)能幫助微處理器調(diào)節(jié)電機(jī)，從而調(diào)整或維持病人吸氣和呼氣所需的氣壓。通常情況下，這些極具成本效益的非線性傳感器具有大偏移和失調(diào)漂移，導(dǎo)致信號(hào)超出或低于按比例進(jìn)行的溫度變化。具有低偏移電壓和較小的時(shí)間和溫度漂移的放大器是信號(hào)調(diào)節(jié)的理想選擇。
通過(guò)對(duì)三個(gè)電流相位中的至少兩個(gè)相位和為電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋供電的直流總線電壓進(jìn)行監(jiān)控，可以實(shí)際控制直流電機(jī)。對(duì)相電流來(lái)說(shuō)，有兩種方法可以使用：高側(cè)或低側(cè)。直接相位測(cè)量或高側(cè)方法需要高速差動(dòng)放大器或電流并聯(lián)監(jiān)視器，這種方法通常更為精確。低側(cè)方法測(cè)量接近于半橋接地并使用更為簡(jiǎn)單的放大器，雖然成本更低，但是精度也更低。直流電機(jī)由離散FET驅(qū)動(dòng)。強(qiáng)烈推薦您使用TI的DRV系列，它提供了具有散熱保護(hù)功能的集成驅(qū)動(dòng)器和橋接器，并且體積更小具有更高的精度和效率。
微處理器負(fù)責(zé)執(zhí)行多個(gè)操作，其中包括對(duì)壓力信號(hào)進(jìn)行采樣和計(jì)算所需的氣道壓力及流量，以便與電機(jī)進(jìn)行通信。要高效實(shí)時(shí)地完成這些操作，需要高速、低功耗、高度集成的微處理器。高質(zhì)量DSP可被用于此類應(yīng)用，同時(shí)也能為病患提供極度安靜的環(huán)境。
系統(tǒng)方框圖
下載文檔穩(wěn)壓二極管是利用其反向擊穿時(shí)電流會(huì)急劇升高的特性進(jìn)行穩(wěn)壓，表現(xiàn)出此時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻 Rz，也就是增加的 電壓除以增加的電流 ，所得到的比值比較小，這樣就會(huì)使得外部電壓的波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓二極管兩端電壓影響較小。
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