詳解德州儀器CPAP呼吸機設計及解決方案

CPAP 或持續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節電機，從而調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節的理想選擇。

通過對三個電流相位中的至少兩個相位和為電機驅動橋供電的直流總線電壓進行監控，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監視器，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境。