详解德州仪器CPAP呼吸机设计及解决方案

详解德州仪器CPAP呼吸机设计及解决方案

CPAP 或持续气道正压通气是一种呼吸道通气方法，主要用于在家治疗睡眠呼吸暂停症。在睡眠时，肌肉通常会自然放松，从而致使上呼吸道变窄。这会降低血液中的氧含量从而造成从睡眠中醒来。压力传感器在呼吸设备中扮演着重要角色，它负责将物理值(例如气道压力和流量)转换成差动信号。空气和氧气流量传感器生成的信号能帮助微处理器调节电机，从而调整或维持病人吸气和呼气所需的气压。

通常情况下，这些极具成本效益的非线性传感器具有大偏移和失调漂移，导致信号超出或低于按比例进行的温度变化。具有低偏移电压和较小的时间和温度漂移的放大器是信号调节的理想选择。

通过对三个电流相位中的至少两个相位和为电机驱动桥供电的直流总线电压进行监控，可以实际控制直流电机。对相电流来说，有两种方法可以使用：高侧或低侧。

直接相位测量或高侧方法需要高速差动放大器或电流并联监视器，这种方法通常更为精确。低侧方法测量接近于半桥接地并使用更为简单的放大器，虽然成本更低，但是精度也更低。直流电机由离散 FET 驱动。强烈推荐您使用 TI 的 DRV 系列，它提供了具有散热保护功能的集成驱动器和桥接器，并且体积更小具有更高的精度和效率。

微处理器负责执行多个操作，其中包括对压力信号进行采样和计算所需的气道压力及流量，以便与电机进行通信。要高效实时地完成这些操作，需要高速、低功耗、高度集成的微处理器。高质量 DSP 可被用于此类应用，同时也能为病患提供极度安静的环境。