疫情肆虐呼吸机告急！深度剖析Microchip的呼吸机设计解决...
近期疫情发展趋势严峻，全球呼吸机告急。bopla全球冠状病毒大流行使制造商承受更大的压力，需要制造大量的医疗呼吸机，这是许多重症患者所需的复杂的呼吸回路。随着对呼吸机设备的需求达到空前的高水平，企业们正在全天候工作以提高产量以尽快生产这些救助生命设备。amphenol icc医用呼吸机如此重要，大家到底对它了解多少呢？本篇将重点介绍用于医用呼吸机产品设计的供应商解决方案。http://bbs.cnaiplus.com/forum.php?mod=attachment&aid=Njk5NTY4fGY0NmUyOWM4fDE2Mzk5Njk3NzR8MTA4NjF8NzYzNzAy&noupdate=yes
产品：Microchip，本篇将考虑呼吸机设计的主要组成部分，键盘抽屉深入研究电源和传感子系统。
传感–模拟前端
选择传感器通常是一项艰巨的任务，您必须在设备的操作条件、所需的准确度和精度、尺寸以及成本（大多数情况下）之间取得平衡。您可以选择通过I2C或SPI接口输出数字信号的完全集成传感器，如果存在合适的设备，这将非常方便，但是这通常会限制您的选择。另一种选择是在与ADC接口之前选择模拟传感器并设计定制的传感器调节电路，以更好地满足您的应用需求。如果您不确定如何开始使用此方法，Microchip提供了一些有用的应用说明，可以从AN990模拟传感器调节电路-概述开始。
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MicrochipVentilatorReferenceDesign-BlockDiagram
仪表放大器在传感器调节电路中特别有用，因为它们具有很高的输入阻抗和共模抑制性能，这意味着它们对从远程传感器转换器采集信号时可能遇到的干扰具有鲁棒性。MicrochipMCP6N11（755-9546）是一个备受欢迎的选择，可作为开发套件（749-6451）提供，供您在完成最终设计之前进行试验。
数字电位器是许多传感器调节电路的通用组件，可以在运行中调节偏移和增益，并提供自动化工厂校准功能。MCP4561数字电位器具有多种配置，包括10kΩ（687-8449）和50kΩ（817-3588）。
压力是呼吸机设计中最重要的控制因素之一–对患者肺部施加的压力控制不好实际上会对其造成重大伤害。Microchip提供了专门指导的压力传感器的模拟接口方法的应用说明。
有时，监测流经电路一部分的电流很有用，例如在电源管理情况下（用于防止过电流）以及在电机控制中。通常，将感测电阻器（或“分流器”）与负载串联放置，测量该电阻器两端的电位。为了最小化电路中的损耗，使用了阻抗非常低的电阻，该电阻虽然将功耗降至最低，但确实意味着跨电阻测量的电势很小，因此需要高水平的放大。Microchip针对该特定用途进行了优化的一系列电流感应放大器，MCP6C02T系列提供采用VDFN封装的20V/V (193-5515) 、50V/V (192-5517) 、100V/V (193-5520) 版本，100V/V也可作为SOT-23（187-6267）器件提供。
电源
为确保向呼吸机稳定供电，通常包括提供电池电源（即使仅在设备移动到新位置时提供临时电源），使其在本地电源故障时具有弹性。锂离子和锂聚合物电池是现代设备中最常用的可充电电池化学物质，但是如果处理不当会非常危险，因此通常需要专门的电荷控制器。Microchip提供了一种适用于多种设计的流行器件MCP73831锂离子锂聚合物电池充电控制器，采用SOT-23和DFN封装，电池充电调节电压范围为4.2-4.5V。例如，SOT-234.2V（738-6360）、4.4V（738-6367）器件。对于空间受限的设计，还可提供DFN封装，例如4.2V充电调节DFN器件MCP73831-2ACI/MC（823-1035）。
在医疗应用中，通常最好使用更稳定的电池化学成分，例如磷酸铁锂（LiFePO4），这些电池要求不同的充电参数，因此需要针对此应用优化充电控制器。MicrochipMCP73123（687-8679）专为磷酸铁锂电池而设计，提供集成的输入过压保护。
您可能希望在充电时操作设备，在这种情况下，有必要考虑设备工作时的功率要求以及电池的充电电流，并优先考虑系统功率，同时确保外部电源或电池电量不过载。MicrochipMCP73871提供了一个用于负载共享和电池管理的集成解决方案，可在评估板（687-2700）上使用它来加快开发时间，并通过电压比例电流充电功能（681-0875）进行了演示。该设备具有标准形式（669-6187）、安全定时器（669-6196）和电池电量低指示器（669-6199）。
为了使可充电电池的可用容量最大化，通常需要使用升压转换器来达到系统运行所需的电压。MicrochipMCP16251升压转换器（177-3216）提供了一种灵活的解决方案，其可配置输出电压为1.8-5.5V，最小输入电压低至0.35V。该器件可在评估板（798-3081）上使用，具有用于评估（146-3391）的欠压锁定（UVLO）电路。UVLO可确保在电池电压达到某个低电压值后关闭转换器，直到其上升到迟滞以上才重启。
系统的通电受控并且只有在有足够的电源可用时尝试通电非常重要。如果器件的上电顺序中未考虑输入电压，则存在在操作期间发生掉电或失控停机的风险。电压监控器设备确保只有在电压足以使设备正常运行的情况下才可以从输入（电池或外部）为系统供电。MicrochipMCP131x系列为各种脱扣电压和通电/复位策略（即推挽、漏极开路、高电平有效和低电平有效配置）提供了各种各样的器件。数据表中提供了可用选项的完整详细信息。常见的版本是MCP1316T-29LE/OT：脱扣电压（738-6285）为2.9V和MCP1316T-31RE/OT：脱扣电压（188-0215）为3.1V。
电机
呼吸机设计中的一个重要因素是电机控制–有效的电机控制可确保优化施加到肺部的压力以及吸气和呼气速率，以实现有效呼吸。可以使用多种技术来控制为风扇供电的无刷直流电机，带有电源模块（799-0269）的MCP8024BLDC电机栅极驱动器集成了三个半桥驱动器，以驱动配置为驱动3相无刷直流电机的外部NMOS/NMOS晶体管对。该器件具有额外的功能，可提供高达20mA的稳压电源来为配套的MCU供电。
无线连接
您可能希望在呼吸机设计中考虑无线连接，以便于患者监测或机器的配置和控制。RN4870系列低功耗蓝牙模块提供了一种便捷的解决方案，可将低功耗蓝牙（BLE）连接集成到您的设计中。这些器件可以通过UART接口与器件微控制器连接，并充当传统UART接口的直接有线替代方案。作为预先认证的蓝牙5.0模块（123-8535）提供，无线认证和蓝牙软件开发的复杂性大大降低。RN4870还可以作为子板（123-8526）（用于支持PICtailPlus接口的器件，例如Explorer系列）或作为MikroElecktronikaClickBoard（168-3002）提供。
看完本篇，相信大家对呼吸机产品的设计有了很大的了解。其实，近几年随着我国呼吸机技术不断进步，国内呼吸机企业不断向中高端市场发展。高端化是呼吸机行业重要的发展趋势，随着我国医药卫生体制改革深入，居民医疗卫生支付能力提高，高端呼吸机的需求量将保持稳定增长。随着人们对呼吸设备认识的逐步深入，相关物理技术的全面更新，越来越多的新型医用呼吸机将不断问世，为我国医用呼吸机的临床应用提供更为广阔的市场前景。
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