呼吸支持设备及其温度控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种呼吸支持设备及其温度控制电路，该电路包括电源模块

【技术实现步骤摘要】
呼吸支持设备及其温度控制电路


[0001]本技术属于温度控制
，尤其涉及一种呼吸支持设备及其温度控制电路
。

技术介绍

[0002]在使用呼吸支持设备时，患者需要接受高浓度
、
高流速的氧气或空气，这些气体往往是冷干的，会对呼吸道造成刺激和伤害
。
呼吸支持设备
(
例如单水平呼吸机
、
双水平呼吸机
、
高流量湿化治疗仪
)
都配有加温管路，加温管路的主要作用是加热和湿化呼吸支持设备输送给患者的气体，使其达到适当的温度，通常为
30℃
到
37℃
之间，这有助于减轻呼吸道的刺激和不适感，并且可以提高氧气的溶解度，使患者更有效地吸收氧气
。
此外，加温管路在湿化呼吸支持设备输送的气体的同时还可以防止冷凝水的出现，湿化后的气体可以减轻呼吸道黏膜的干燥和炎症反应，并提高患者的舒适感和耐受性
。
[0003]目前，市面上的呼吸支持设备的加温管路温度控制是
MCU
主动通过
PWM
方式控制加温管路的加热功率，然后周期性地通过加温管路端的温度传感器反馈的温度值来调整
PWM
的占空比，以调整加温管路的加热功率，从粗调到多次反复的微调，最终使加温管路的温度维持在目标温度附近
。
这种控制方式存在以下缺点：
[0004](1)
控制周期耗时比较长：需要从粗调到多次微调才能到维持目标温度；
[0005](2)
占用
MCU
资源较多：从粗调
、
微调到维持目标温度阶段再到使用结束，
MCU
需要全程参与；
[0006](3)
控制精度较低：控温精度一般只能做到
±
2℃。
[0007]如图1所示的现有呼吸支持设备加温管路温度控制装置示意图，呼吸支持设备开机后，
MCU
根据用户设定好的加温管路温度值
(
即目标温度
)
，以
PWM
信号方式给到加温控制电路控制加温管路的初始加热功率，初始加热功率一般会比较高，以便于使加温管路的温度快速上升；同时，
MCU
周期性地获取温度传感器的反馈值，以监测加温管路的温度变化情况；当加温管路温度接近设定的目标温度时，
MCU
通过降低
PWM
占空比来调小加温管路的加热功率；当加温管路温度超过设定的目标温度时，
MCU
关掉
PWM
信号，直到
MCU
检测到加温管路温度低于设定的目标温度时再次提供适当占空比的
PWM
信号，以维持加温管路温度在设定的目标温度附近波动
。
因
MCU
获取温度传感器的反馈值具有周期性，然后再根据反馈值做出相应判断并给出调整指令，周期性地反馈调节在时间上具有一定的滞后性，导致加温管路温度波动幅度大，如图2所示
。
现有温度控制方式可参见名称为一种呼吸支持设备湿化调节的方法及其系统
(
申请公布号为
CN110180066A)。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种呼吸支持设备及其温度控制电路，以解决传统控制方式控制周期长，占用
MCU
资源较多以及控制精度较低的问题
。
[0009]本技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种温度控制电路，
包括电源模块
、
控制模块
、
温度比较模块
、
加热驱动模块以及用于采集加热元件温度的温度采集模块；所述控制模块与所述温度比较模块的第一输入端连接，所述温度采集模块与所述温度比较模块的第二输入端连接，所述温度比较模块的输出端与所述加热驱动模块的输入端连接，所述加热驱动模块的输出端与所述加热元件连接；所述电源模块与所述控制模块
、
温度比较模块
、
加热驱动模块以及温度采集模块连接
。
[0010]进一步地，所述温度比较模块包括数字电位器和运算放大器；所述数字电位器的输入端与所述控制模块连接，所述数字电位器的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接；所述运算放大器的同相输入端作为温度比较模块的第二输入端与所述温度采集模块连接；所述运算放大器的输出端与所述加热驱动模块连接
。
[0011]进一步地，所述温度比较模块与所述控制模块通过
I2C
总线进行连接
。
[0012]进一步地，所述加热驱动模块包括
MOS
管以及电阻
R1
；所述
MOS
管的栅极
、
电阻
R1
的第一端分别与所述温度比较模块的输出端连接；所述
MOS
管的源极
、
电阻
R1
的第二端分别与所述温度采集模块连接，所述
MOS
管的源极和电阻
R1
的第二端接地；所述
MOS
管的漏极与加热元件连接
。
[0013]进一步地，所述温度采集模块包括温度传感器以及电阻
R2
，所述温度传感器的输入端与所述加热驱动模块连接，所述温度传感器的输出端与电阻
R2
的第一端连接，电阻
R2
的第二端与所述电源模块连接，所述温度传感器的输出端还与所述温度比较模块的第二输入端连接
。
[0014]进一步地，所述加热元件为加热管路或加热板
。
[0015]进一步地，所述控制模块的选用型号为
STM32F
系列的
MCU。
[0016]基于同一构思，本技术还提供一种呼吸支持设备，所述设备包括如上所述的温度控制电路
。
[0017]有益效果
[0018]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0019]本技术所提供的一种呼吸支持设备及其温度控制电路，温度比较模块接收控制模块发送的用户设定好的目标温度以及温度采集模块采集的加热元件的实时温度值，将目标温度和实时温度值进行比较，并根据比较结果来控制加热驱动模块的工作，从而控制加热元件的工作
。
当实时温度值低于目标温度时，温度比较模块通过加热驱动模块来控制加热元件加热；当实时温度值超过目标温度时，温度比较模块通过加热驱动模块来控制加热元件停止加热；当实时温度值再次低于目标温度时，温度比较模块通过加热驱动模块来控制加热元件加热，直到实时温度值达到目标温度，如此反复循环，保证了加热元件在极小的温度范围内波动，基本达到恒温状态
。
[0020]本技术的控制模块仅将目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种温度控制电路，其特征在于：所述电路包括电源模块
、
控制模块
、
温度比较模块
、
加热驱动模块以及用于采集加热元件温度的温度采集模块；所述控制模块与所述温度比较模块的第一输入端连接，所述温度采集模块与所述温度比较模块的第二输入端连接，所述温度比较模块的输出端与所述加热驱动模块的输入端连接，所述加热驱动模块的输出端与所述加热元件连接；所述电源模块与所述控制模块
、
温度比较模块
、
加热驱动模块以及温度采集模块连接
。2.
根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于：所述温度比较模块包括数字电位器和运算放大器；所述数字电位器的输入端与所述控制模块连接，所述数字电位器的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接；所述运算放大器的同相输入端作为温度比较模块的第二输入端与所述温度采集模块连接；所述运算放大器的输出端与所述加热驱动模块连接
。3.
根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于：所述数字电位器的选用型号为
TPL0401B。4.
根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于：所述温度比较模块与所述控制模块通过
I2C
总线进行连接
。5.
根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于：所述加热驱动模块包括
MOS
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹丽兵，
申请(专利权)人：可孚医疗科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：