詳解德州儀器CPAP呼吸機(jī)設(shè)計(jì)及解決方案

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(lèi)應(yīng)用，同時(shí)也能為病患提供極度安靜的環(huán)境。