壓力傳感器、微處理器等器件在呼吸機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

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，肌肉通常會自然放松，從而致使上呼吸道變窄。這會降低血液中的氧含量從而造成從睡眠中醒來。

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)換成差動信號。空氣和氧氣流量傳感器生成的信號能幫助微處理器調(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間和溫度漂移的放大器是信號調(diào)節(jié)的理想選擇。

通過對三個電流相位中的至少兩個相位和為電機(jī)驅(qū)動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)。對相電流來說，有兩種方法可以使用：高側(cè)或低側(cè)。直接相位測量或高側(cè)方法需要高速差動放大器或電流并聯(lián)監(jiān)視器，這種方法通常更為精確。低側(cè)方法測量接近于半橋接地并使用更為簡單的放大器，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。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)行多個操作，其中包括對壓力信號進(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，同時也能為病患提供極度安靜的環(huán)境。

系統(tǒng)方框圖

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