詳解醫(yī)療呼吸機各應(yīng)用框圖 | 閱讀有獎

時間：2020-05-06 21:42:06

關(guān)鍵字：呼吸機 BSP MOSFET 安森美半導體

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[導讀]COVID-19住院人數(shù)的迅速增加給全球呼吸機庫存造成了前所未有的壓力。我司安森美半導體及業(yè)務(wù)被美國國土安全部視為必不可少的重要的基礎(chǔ)設(shè)施，因為我司是半導體器件供應(yīng)商之一，而半導體器件是醫(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庫存造成了前所未有的壓力。我司安森美半導體及業(yè)務(wù)被美國國土安全部視為必不可少的重要的基礎(chǔ)設(shè)施，因為我司是半導體器件供應(yīng)商之一，而半導體器件是醫(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。

如果患者不能自行呼吸，呼吸機會使空氣進出肺部，應(yīng)用或用例可能相當廣泛。通常，這機器會推動加濕和加熱的空氣及補充的氧氣進入肺部。這設(shè)備用于重癥監(jiān)護室、急診室、救護車（即急救情況）和家中。

醫(yī)療呼吸機方案框圖

隔離電源: PFC級

電網(wǎng)電壓由橋式整流器 GBU8K （800V，8A，200A過載峰值）進行整流。

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。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）。

隔離電源-諧振半橋LLC轉(zhuǎn)換級

主控制器 NCP1399 驅(qū)動高邊和低邊 N-MOSFET FCD260N65S3 （650V，12 A，260mΩ）。它采用專用輸出以驅(qū)動PFC控制器。此特性結(jié)合專有的跳周期模式技術(shù)，進一步提升輕載能效。 NCP1399 提供一系列保護功能，可確保任何應(yīng)用的安全操作。這包括過載保護、過流保護，以防止硬開關(guān)周期、欠壓檢測、光耦合器開路檢測、自動死區(qū)時間調(diào)整，過壓(OVP)和過溫(OTP)保護。

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

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

電源管理

兩個 LM2576 降壓轉(zhuǎn)換器用于降低LLC級的輸入電壓。接下來是兩個電源管理集成電路。 NCV97310 是三個輸出穩(wěn)壓器，含一個低Iq的電池連接的3A 、2MHz非同步開關(guān)和兩個低壓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3A的電流。 NCP6922C 在4x4 mm20引腳WQFN封裝中集成兩個高能效、帶動態(tài)電壓縮放(DVS)的800 mA降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和兩個低壓降(LDO)穩(wěn)壓器。

電池管理

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

NCP1871 器件基于一個完整的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、充電器適配器驗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，并提供圖像給主機處理器?？山?jīng)由一個I2C或系統(tǒng)管理總線接口編程。

微控制器(MCU)和處理

對于MCU管理方案，我們可提供標準邏輯器件–可編程時鐘 FS7140 用于時鐘分配。另外，我們的電壓監(jiān)控器 NCP308 用于監(jiān)測CPU的輸入電壓電平（支持手冊–外部重置）。此外，我們可以提供 FAN3852 麥克風上的語音指令輸入所需的器件到數(shù)字前置放大器。對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)字信號處理(DSP)。經(jīng)驗證， LC823455 是采用Sensory算法（需授權(quán)，包括觸發(fā)短語和多達75個命令）的語音用戶接口（VUI）。 LC823455 還支持多達4個麥克風輸入以及模擬和數(shù)字音頻輸出。

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

LCD顯示和觸摸屏模塊

對于LCD應(yīng)用，我們建議的器件主要用于背光驅(qū)動器和電容觸摸LED驅(qū)動器 CAT32 。如果設(shè)計人員希望不閃爍地驅(qū)動背光燈，可使用 NSI50150 線性驅(qū)動器結(jié)合數(shù)字電位計來設(shè)置背光燈強度，使用環(huán)境光傳感器 LV0104CS 進行外部光靈敏度測量，使用觸摸數(shù)字轉(zhuǎn)換器 LC717A10AR 來處理觸摸輸入。如果終端應(yīng)用需要顯示輸出，可使用我們的 HDMI ESD7104 保護來保護數(shù)據(jù)線。

無刷直流(BLDC)驅(qū)動模塊

對于氣泵主要器件BLDC壓縮機的驅(qū)動器，我們可提供 LV8968 BLDC門極驅(qū)動器，支持經(jīng)由串行外設(shè)接口(SPI)、脈寬調(diào)制(PWM)輸入進行編程，6個門極驅(qū)動器提供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都有過流、短路、過溫和門極欠壓保護。多種保護和監(jiān)測功能使該器件適合ISO26262應(yīng)用。三個獨立的低邊源極引腳支持多個分流測量。

該器件還包括一個可編程線性穩(wěn)壓器、一個快速電流檢測放大器和一個支持微控制器的窗口看門狗。SPI接口支持實時參數(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)存儲器中。各種可選的外設(shè)以支持從簡單的無傳感器反電動勢(BEMF)換向到復(fù)雜的磁場定向算法的電機控制。該方案可搭配Arduino DUE板使用。

閥模塊

閥由集成N-FET預(yù)驅(qū)動器 NCV7120 的十六進制電磁線圈電流控制器控制。每個預(yù)驅(qū)動器通道都含具有抖動調(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個低邊 N-MOSFET NTMFD5C680NL (3x，60V，26A，28mΩ)。為提高安全性和保護，該芯片集成3個高邊預(yù)驅(qū)動器。

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

兩個 MOSFET NTMFS5C468NL (40V，37A，10.3mΩ)用作故障保護。 NCV7120 經(jīng)由SPI與主MCU通信。3個二極管 MURS210T3G 用于再循環(huán)。

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本次活動，我們?yōu)榇蠹覝蕚淞耍?/span>

一等獎京東E卡 100元

二等獎京東E卡 50元

三等獎數(shù)據(jù)線收納包

參與條件

(1) 安森美半導體粉絲

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參與方式

(1) 點擊閱讀原文，填寫有效信息即可參與活動

(2) 活動期間每個ID只有一次參加機會

(3) 活動時間：4月29日—5月15日

活動詳情

(1) 我們將會在5月20日公布13位獲獎?wù)呙麊?/p>

(2) 本次活動獎品分為三種，一等獎京東E卡100元1名，二等獎京東E卡50元2名，三等獎數(shù)據(jù)線收納包10名，獲獎?wù)叩莫勂穼闹须S機抽取

(3) 獎品內(nèi)容以最終收到的包裹為準

(4) 我們將在活動結(jié)束后的48小時內(nèi)完成抽獎

(5) 請如實填寫個人信息，信息將用于寄送獎品

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

注意事項

若因信息不完整導致獎品無法寄出，Archetype不承擔任何責任，請確保提交的個人信息真實有效

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

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

安森美半導體及Archetype的員工、代理商/承包商/分包商的員工均沒有參與此活動的資格

點擊閱讀原文，參與活動

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