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开源参考板加速医疗呼吸机设计

通过保罗Heney|2020年9月7日

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tramic Motion Control GmbH & Co. KG现在是Maxim Integrated的一部分,今天宣布了TMC4671+TMC6100-TOSV-REF设计板,一种可达12V至36V的无刷直流伺服驱动器,最高可达6A RMS,用于医疗呼吸机和呼吸系统设计。为了缩短设计周期,开源模块采用了树莓派风格的会话边界控制器(SBC)连接器和压力传感器附加板的空间。

医用呼吸机设计必须部署传感器技术,用于监测和反应压力,流量,体积,呼吸率和其他参数的变化。因此,Trinamic的参考设计板包括一个霍尔传感器接口和连接器,用于可选的压力传感器加载载板。结果,可以使用由Trinamic开发的参考设计板开发的自由固件直接在覆盆子PI上直接可视化。硬件和软件是开源,符合Trinamic开源通风机(TOSV)项目的目标,从而导致了此参考设计。

“参考设计显示工程师如何使用易于可用的组件构建医用呼吸机,绕过传统部件的更长的交货时间,”Trinamic创始人迈克尔兰特说。“该设计采用动态控制的高RPM涡轮机BLDC电机,以允许使用压力和体积传感器来实现压力控制和流量控制的通风模式。这些重要的功能使工程师能够解决技术先进的呼吸机的直接需求,这是由快速变化的Covid-19危机驱动的。“

Trinamic以前控制CPAP设备涡轮机的经验表明,为低感应无刷直流电机提供快速和动态控制是非常具有挑战性的。它需要仔细考虑高开关频率和电流波纹之间的权衡,以及它们相应的开关损耗和定子损耗。

由于嵌入式TMC4671伺服控制器IC,该模块产生脉冲宽度调制(PWM)频率和100 kHz的电流控制器时钟,独立于微控制器。这种方法将系统的当前消耗降低了15%,而频率为25 kHz,而不会损害性能。

I2C和模拟传感器的附加电路板支持各种制造商提供的压力传感器。TMC4671 + TMC6100-TOSV-REF插入单板计算机以访问用户界面和高级控制功能。在TOSV项目的示例之后,模块使用Raspberry PI与触摸屏显示。

完整的TMC4671+TMC6100-TOSV-REF参考板现已通过Trinamic的分销渠道提供。所有硬件、固件和软件在MIT许可下都是开源的。

特点和优点:
•单轴BLDC伺服驱动器,可达6A个RMS /阶段
•电源电压12V至36V
•集成过压保护
•HALL传感器接口
•车载温度传感器
•数字I/O和模拟输入
附加板连接器用于标准或自定义传感器接口板
•覆盆子Pi连接器用于外部SBC

Trinamic运动控制
www.trinamic.com/motionControl.


了下:破解危机:应对COVID-19
标记:trinamic

关于作者

保罗Heney

Paul J. Heney是《设计世界》杂志的副总裁兼编辑总监,拥有工程科学与力学学士学位,佐治亚理工学院的技术通信和生物医学工程辅修专业。他在流体动力、航空航天、机器人、医疗、绿色工程和一般制造领域有近25年的写作经验。他的文章获得了美国商业出版编辑协会颁发的许多地区性和全国性的奖项。

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