詳解醫(yī)療呼吸機(jī)各應(yīng)用框圖 | 閱讀有獎(jiǎng)

時(shí)間：2020-05-06 21:42:06

關(guān)鍵字：呼吸機(jī) BSP MOSFET 安森美半導(dǎo)體

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[導(dǎo)讀]COVID-19住院人數(shù)的迅速增加給全球呼吸機(jī)庫(kù)存造成了前所未有的壓力。我司安森美半導(dǎo)體及業(yè)務(wù)被美國(guó)國(guó)土安全部視為必不可少的重要的基礎(chǔ)設(shè)施，因?yàn)槲宜臼前雽?dǎo)體器件供應(yīng)商之一，而半導(dǎo)體器件是醫(yī)療設(shè)備制造商供應(yīng)鏈中的關(guān)鍵器件。我司的產(chǎn)品用于各種醫(yī)療設(shè)備

COVID-19住院人數(shù)的迅速增加給全球呼吸機(jī)庫(kù)存造成了前所未有的壓力。我司安森美半導(dǎo)體及業(yè)務(wù)被美國(guó)國(guó)土安全部視為必不可少的重要的基礎(chǔ)設(shè)施，因?yàn)槲宜臼前雽?dǎo)體器件供應(yīng)商之一，而半導(dǎo)體器件是醫(yī)療設(shè)備制造商供應(yīng)鏈中的關(guān)鍵器件。

我司的產(chǎn)品用于各種醫(yī)療設(shè)備，包括幫助COVID-19重癥患者維持呼吸的呼吸機(jī)。

如果患者不能自行呼吸，呼吸機(jī)會(huì)使空氣進(jìn)出肺部，應(yīng)用或用例可能相當(dāng)廣泛。通常，這機(jī)器會(huì)推動(dòng)加濕和加熱的空氣及補(bǔ)充的氧氣進(jìn)入肺部。這設(shè)備用于重癥監(jiān)護(hù)室、急診室、救護(hù)車（即急救情況）和家中。

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醫(yī)療呼吸機(jī)方案框圖

隔離電源: PFC級(jí)

電網(wǎng)電壓由橋式整流器 GBU8K （800V，8A，200A過(guò)載峰值）進(jìn)行整流。

功率因數(shù)校正(PFC)控制器 NCP1654 控制隔離電源單元的PFC升壓級(jí)。它控制功率 N-MOSFET FCPF250N65S3R 0L （650V，12A，250mΩ）。

二極管 MSR860G （600V，8A）也用于PFC升壓。

NCP1654 的輔助電源由 NCP139 9 的專用輸出供電（LLC級(jí)）。

隔離電源-諧振半橋LLC轉(zhuǎn)換級(jí)

主控制器 NCP1399 驅(qū)動(dòng)高邊和低邊 N-MOSFET FCD260N65S3 （650V，12 A，260mΩ）。它采用專用輸出以驅(qū)動(dòng)PFC控制器。此特性結(jié)合專有的跳周期模式技術(shù)，進(jìn)一步提升輕載能效。 NCP1399 提供一系列保護(hù)功能，可確保任何應(yīng)用的安全操作。這包括過(guò)載保護(hù)、過(guò)流保護(hù)，以防止硬開關(guān)周期、欠壓檢測(cè)、光耦合器開路檢測(cè)、自動(dòng)死區(qū)時(shí)間調(diào)整，過(guò)壓(OVP)和過(guò)溫(OTP)保護(hù)。

同步整流控制器 NCP4306 用于半橋轉(zhuǎn)換器次級(jí)端整流；它驅(qū)動(dòng) N-MOSFET FQP55N10 (100C，55A，26mΩ，TO-220)或 NTMFS6H848NL (80 V，59 A，8.8mΩ，SO-8FL/ DFN-5封裝）。

從次級(jí)端到半橋控制器對(duì) NCP139 9 的響應(yīng)由兩個(gè)光耦合器 FOD8717 或 FODM1008 完成。

電源管理

兩個(gè) LM2576 降壓轉(zhuǎn)換器用于降低LLC級(jí)的輸入電壓。接下來(lái)是兩個(gè)電源管理集成電路。 NCV97310 是三個(gè)輸出穩(wěn)壓器，含一個(gè)低Iq的電池連接的3A 、2MHz非同步開關(guān)和兩個(gè)低壓1.5A 2MHz同步開關(guān)；全部使用集成功率晶體管。高壓開關(guān)能夠以恒定的2MHz開關(guān)頻率將4.1V至18V的電池輸入轉(zhuǎn)換為5V或3.3V的輸出，可提供高達(dá)3A的電流。 NCP6922C 在4x4 mm20引腳WQFN封裝中集成兩個(gè)高能效、帶動(dòng)態(tài)電壓縮放(DVS)的800 mA降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和兩個(gè)低壓降(LDO)穩(wěn)壓器。

電池管理

開關(guān)電池充電器模塊設(shè)計(jì)用于2-3-4電池單元應(yīng)用。

NCP1871 器件基于一個(gè)完整的NMOS DC-DC控制器構(gòu)建，把高壓充電器適配器電壓降低到與電池組電壓在相同范圍的穩(wěn)壓系統(tǒng)電源。這限制了系統(tǒng)供電電壓變化并提高了核心轉(zhuǎn)換器的能效。

該器件含壓降監(jiān)測(cè)、充電器適配器驗(yàn)證和模塊以及智能電池連接控制。密切監(jiān)控適配器電流、充電電流和系統(tǒng)電流，并提供圖像給主機(jī)處理器?？山?jīng)由一個(gè)I2C或系統(tǒng)管理總線接口編程。

微控制器(MCU)和處理

對(duì)于MCU管理方案，我們可提供標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件–可編程時(shí)鐘 FS7140 用于時(shí)鐘分配。另外，我們的電壓監(jiān)控器 NCP308 用于監(jiān)測(cè)CPU的輸入電壓電平（支持手冊(cè)–外部重置）。此外，我們可以提供 FAN3852 麥克風(fēng)上的語(yǔ)音指令輸入所需的器件到數(shù)字前置放大器。對(duì)于器件反饋我們可以提供音頻放大器 NCP2820 。 LC823455 是成熟的音頻處理器，帶有雙ARMcortex M3和32位數(shù)字信號(hào)處理(DSP)。經(jīng)驗(yàn)證， LC823455 是采用Sensory算法（需授權(quán)，包括觸發(fā)短語(yǔ)和多達(dá)75個(gè)命令）的語(yǔ)音用戶接口（VUI）。 LC823455 還支持多達(dá)4個(gè)麥克風(fēng)輸入以及模擬和數(shù)字音頻輸出。

為了處理來(lái)自傳感器的輸入，我們提供低噪聲運(yùn)算放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器 NCD98010 。為了控制連接到設(shè)備的可選USB，提供負(fù)載開關(guān) FPF1048 和 ESD8472 保護(hù)。對(duì)于聯(lián)接，我們提供醫(yī)療版本的 RSL10藍(lán)牙系統(tǒng)單芯片 和雙向光耦合器 FOD8012A 。

LCD顯示和觸摸屏模塊

對(duì)于LCD應(yīng)用，我們建議的器件主要用于背光驅(qū)動(dòng)器和電容觸摸LED驅(qū)動(dòng)器 CAT32 。如果設(shè)計(jì)人員希望不閃爍地驅(qū)動(dòng)背光燈，可使用 NSI50150 線性驅(qū)動(dòng)器結(jié)合數(shù)字電位計(jì)來(lái)設(shè)置背光燈強(qiáng)度，使用環(huán)境光傳感器 LV0104CS 進(jìn)行外部光靈敏度測(cè)量，使用觸摸數(shù)字轉(zhuǎn)換器 LC717A10AR 來(lái)處理觸摸輸入。如果終端應(yīng)用需要顯示輸出，可使用我們的 HDMI ESD7104 保護(hù)來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)線。

無(wú)刷直流(BLDC)驅(qū)動(dòng)模塊

對(duì)于氣泵主要器件BLDC壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，我們可提供 LV8968 BLDC門極驅(qū)動(dòng)器，支持經(jīng)由串行外設(shè)接口(SPI)、脈寬調(diào)制(PWM)輸入進(jìn)行編程，6個(gè)門極驅(qū)動(dòng)器提供400mA門極電流到外部電源橋，因而可使用低阻抗功率FET以及邏輯電平FET。所有FET都有過(guò)流、短路、過(guò)溫和門極欠壓保護(hù)。多種保護(hù)和監(jiān)測(cè)功能使該器件適合ISO26262應(yīng)用。三個(gè)獨(dú)立的低邊源極引腳支持多個(gè)分流測(cè)量。

該器件還包括一個(gè)可編程線性穩(wěn)壓器、一個(gè)快速電流檢測(cè)放大器和一個(gè)支持微控制器的窗口看門狗。SPI接口支持實(shí)時(shí)參數(shù)設(shè)置和診斷。關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)可編程到非易失性一次性可編程(OTP)存儲(chǔ)器中。各種可選的外設(shè)以支持從簡(jiǎn)單的無(wú)傳感器反電動(dòng)勢(shì)(BEMF)換向到復(fù)雜的磁場(chǎng)定向算法的電機(jī)控制。該方案可搭配Arduino DUE板使用。

閥模塊

閥由集成N-FET預(yù)驅(qū)動(dòng)器 NCV7120 的十六進(jìn)制電磁線圈電流控制器控制。每個(gè)預(yù)驅(qū)動(dòng)器通道都含具有抖動(dòng)調(diào)制功能的可編程PWM電流控制器。它能夠控制電磁線圈的6個(gè)低邊 N-MOSFET NTMFD5C680NL (3x，60V，26A，28mΩ)。為提高安全性和保護(hù)，該芯片集成3個(gè)高邊預(yù)驅(qū)動(dòng)器。

內(nèi)部裝有電荷泵，可驅(qū)動(dòng)高邊 N-MOSFET NTMFS5C442NL (40V，130A，2mΩ)作為反極性保護(hù)。為此使用了3個(gè)外部二極管 HN2D02FUTW1T1G 。

兩個(gè) MOSFET NTMFS5C468NL (40V，37A，10.3mΩ)用作故障保護(hù)。 NCV7120 經(jīng)由SPI與主MCU通信。3個(gè)二極管 MURS210T3G 用于再循環(huán)。

yǒu

有

jiǎng

獎(jiǎng)

huó

活

dòng

動(dòng)

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歡迎大家轉(zhuǎn)載本篇文章，并在評(píng)論區(qū)留下您的想法。點(diǎn)擊閱讀原文，參與我們的有獎(jiǎng)活動(dòng)，填寫有效信息，即可獲得抽獎(jiǎng)資格！

本次活動(dòng)，我們?yōu)榇蠹覝?zhǔn)備了：

一等獎(jiǎng) 京東E卡 100元

二等獎(jiǎng) 京東E卡 50元

三等獎(jiǎng) 數(shù)據(jù)線收納包

參與條件

(1) 安森美半導(dǎo)體粉絲

如果您還不是粉絲，請(qǐng)先關(guān)注安森美半導(dǎo)體微信公眾號(hào) ，然后參與活動(dòng)

(2) 填寫完整準(zhǔn)確信息

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參與方式

(1) 點(diǎn)擊閱讀原文，填寫有效信息即可參與活動(dòng)

(2) 活動(dòng)期間每個(gè)ID只有一次參加機(jī)會(huì)

(3) 活動(dòng)時(shí)間：4月29日—5月15日

活動(dòng)詳情

(1) 我們將會(huì)在5月20日公布13位獲獎(jiǎng)?wù)呙麊?/p>

(2) 本次活動(dòng)獎(jiǎng)品分為三種，一等獎(jiǎng)京東E卡100元1名，二等獎(jiǎng)京東E卡50元2名，三等獎(jiǎng)數(shù)據(jù)線收納包10名，獲獎(jiǎng)?wù)叩莫?jiǎng)品將從中隨機(jī)抽取

(3) 獎(jiǎng)品內(nèi)容以最終收到的包裹為準(zhǔn)

(4) 我們將在活動(dòng)結(jié)束后的48小時(shí)內(nèi)完成抽獎(jiǎng)

(5) 請(qǐng)如實(shí)填寫個(gè)人信息，信息將用于寄送獎(jiǎng)品

(6) 公布獲獎(jiǎng)名單后，京東卡號(hào)和卡密將通過(guò)手機(jī)短信發(fā)給京東卡獲獎(jiǎng)?wù)?，?shù)據(jù)線收納包將以快遞方式寄送給獲獎(jiǎng)?wù)?/p>

注意事項(xiàng)

若因信息不完整導(dǎo)致獎(jiǎng)品無(wú)法寄出，Archetype不承擔(dān)任何責(zé)任，請(qǐng)確保提交的個(gè)人信息真實(shí)有效

*本次活動(dòng)由Archetype舉辦，最終解釋權(quán)歸Archetype所有

活動(dòng)參與者將被默認(rèn)為該參與者同意所提供的信息將根據(jù)安森美半導(dǎo)體隱私政策條款使用

安森美半導(dǎo)體及Archetype的員工、代理商/承包商/分包商的員工均沒(méi)有參與此活動(dòng)的資格

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