詳解德州儀器CPAP呼吸機設計及解決方案

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，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備中扮演著重要角色，它負責將物理值(例如氣道壓力和流量)轉換成差動信號。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，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，導致信號超出或低于按比例進行的溫度變化。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驅(qū)動橋供電的直流總線電壓進行監(jiān)控，可以實際控制直流電機。對相電流來說，有兩種方法可以使用：高側或低側。

直接相位測量或高側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。直流電機由離散 FET 驅(qū)動。強烈推薦您使用 TI 的 DRV 系列，它提供了具有散熱保護功能的集成驅(qū)動器和橋接器，并且體積更小具有更高的精度和效率。

微處理器負責執(zhí)行多個操作，其中包括對壓力信號進行采樣和計算所需的氣道壓力及流量，以便與電機進行通信。要高效實時地完成這些操作，需要高速、低功耗、高度集成的微處理器。高質(zhì)量 DSP 可被用于此類應用，同時也能為病患提供極度安靜的環(huán)境。