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CPAP マシン

テキサス・インスツルメンツの CPAP マシン・ソリューション

ブロック図

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ADC ADC ADC ADC ADC Touch Screen Controller Reference buffer Amplifer for Sensor Used to monitor the current from either the high-side or low-side measurement approach Used to monitor the current from either the high-side or low-side measurement approach Used to monitor the current from either the high-side or low-side measurement approach Used for health system monitoring of DC Bus voltage Audio Amplifier Audio DAC Clock Digital Isolators Digital Isolators Digital Isolators Digital Isolators RS-232 Logic Level Shift AC/DC Supply Backlight Memory card power MOSFET Driver Core & I/O Power System Power Digital Signal Processor Voltage References Voltage References Temp Sensor Fan Control

設計上の考慮事項

持続的気道陽圧法（CPAP）は、家庭で睡眠時の無呼吸を治療するためによく使用される呼吸補助装置です。睡眠中は、筋肉が自然に弛緩するため、気道の上部が狭くなります。このため、血液内の酸素が少なくなり、睡眠から覚めやすくなります。

圧力センサは、気道内の圧力や流量などの物理的な値を差動信号に変換することにより、呼吸補助装置の重要な役割を果たします。空気の流量センサは、息を吸い込んだり、吐き出したりする際に、必要な圧力に調節/維持できるように、マイクロプロセッサにモータを調整させる信号を生成します。一般的にセンサーは、大きなオフセット、オフセット・ドリフトによる信号のオーバーまたはアンダー・スケール、温度変化の非線形などの性能は、コストに大きく関係します。オフセット電圧が低く、時間と温度範囲にわたるオフセット・ドリフトが小さいアンプが、シグナル・コンディショニングに適しています。

DC モーターの実際の制御は、3 つの電流位相のうちの少なくとも 2 つ、およびモーター・ドライブ・ブリッジに供給される DC バス電圧を監視することによって実行できます。位相電流の測定には、ハイサイドとローサイドの 2 つの方式を使用できます。直接位相を測定するハイサイド方式には、高速差動アンプまたは電流シャント・モニタが必要であり、一般的に精度が高くなります。ローサイド方式では、よりシンプルなアンプを使用して、ハーフ・ブリッジ・グランド接続の近くを測定します。この際に使用するアンプは、低コストですが、精度も低くなります。DC モーターは、ディスクリート FET よって駆動されます。TI の DRV ファミリには、熱保護を備えたドライバとブリッジが内蔵されており、より小型で、より正確かつ効率が高いので、強くお勧めします。

マイクロプロセッサは、モーターと通信し複数の操作をするため、圧力信号のサンプリング、要求される気道内の圧力と流量の計算などを実行します。これらの操作を効率よく、リアルタイムで実行するには、高速、低消費電力、高集積のマイクロプロセッサを使用する必要があります。このようなアプリケーションには、高品質の DSP を使用できるので、患者に対して非常に静かに操作を行うことができます。

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名称 型番 会社名 ソフトウェア/ツール・タイプ
TMS320F2823x フラッシュ API SPRC665 Texas Instruments アプリケーション・ソフトウェア

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