新冠肺炎大流行在全球造成了严重破坏,越来越多的人住进了医院。患者对呼吸机的需求量非常大,因此医生正在努力制作简易呼吸机来满足需求。许多公司通过各种方式为这项事业做出了巨大贡献,包括开放他们的知识产权。瑞萨电子也通过提供呼吸机组装电路板的参考设计,为这项全球事业提供帮助。

这是一个呼吸机系统参考设计,可以提供在走廊或非 ICU 病房使用的便携式呼吸机。本机可在辅助控制和压力控制两种模式下为患者提供高压氧气。辅助控制模式为病人每次吸气提供一定的气量。流量传感器 (FS1023) 可以监测吸气管处的气体流量,而潮气量则由 MCU 使用流速对时间的积分进行计算。氧气阀由 MCU 控制,控制氧气比。压力控制模式为患者每次吸气提供一定的压力。面罩上连接了一个近端空气压力传感器,可以监测吸气压力,并将这一信息发送给 RX23W MCU。用于提供压力及将空气鼓入系统的鼓风机由 RX23T MCU 控制的电机控制板驱动。RX23T和RX23W通过I2C进行通信。同时,在系统中增加了一个加湿器,用于为患者提供温润的空气。

该系统使用了两个 MCU,以提高安全性,因为这些设备可以相互监测和重置。

系统优势

  • 安全系统使用两个 MCU,可以相互监测
  • 系统支持辅助控制模式和压力控制模式
  • 硬件能够提供低潮气量、峰值压力、断开连接和呼吸暂停警报
  • FS1023 可以监测气量和流速
  • MCU 控制的阀门可以控制氧气比,流量传感器可监测氧气比
  • 呼气压力由 MCU 通过呼气阀控制
  • 氧气传感器用于检测 FiO2(吸入氧浓度)
  • 鼓风机由压力/流量传感器反馈控制
  • LCD 亮度由监测环境光的光传感器控制
  • 采用电池平衡监测器以延长电池寿命

系统框图

ventilator system application diagram

推荐产品

产品 描述 相关文档 订购
       
微控制器      
RX23W 32 位 MCU,带 Bluetooth® 5 ,用于物联网终端设备、系统控制和在单个芯片上实现的无线通信 数据手册 选择特定设备
RX23T 内置浮点运算单元 (FPU) 的微控制器,最适合控制单个逆变器 数据手册 选择特定设备
       
LDO      
ISL9007 低 IQ 和高 PSRR 的高电流 LDO 数据手册 购买/样品
ISL80410 40V、低静态电流、150mA 线性稳压器 数据手册 购买/样品
       
降压稳压器      
ISL85410 宽 VIN 1A ,1A 同步降压稳压器 数据手册 购买/样品
       
电池组监控器 IC      
ISL94202 独立式 3 至 8 芯锂离子电池组监控器 数据手册 购买/样品
       
升降压控制器      
ISL81601 60V 双向四开关同步升降压控制器 数据手册 购买/样品
       
传感器      
FS1023 气体和液体流量传感器模块 数据手册 购买/样品
ISL29034 集成式数字光传感器 数据手册 购买/样品
       
半桥驱动器      
HIP2103 60V、1A/2A 峰值、半桥驱动器(带 4V UVLO) 数据手册 购买/样品
       
运算放大器      
ISL28148 4.5 MHz,带超低输入偏置电流的单路精密轨对轨输入-输出 (RRIO) 运算放大器 数据手册 购买/样品
ISL28191 单路电源超低噪声,超低失真,轨到轨输出运算放大器 数据手册 购买/样品