1、正壓呼吸機解決方案
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呼吸機的通氣舒適度及靜音性能是其重要指標 。 另外 ， 睡眠呼吸機的功能之一是在系統發生異常時 ， 能及時發現并立即采取適合的保護措施 ， 其核心要點即是呼吸機風機的控制 。
第一涵蓋極高動態的電機轉速范圍：雙水平模式下 ， 電機轉速范圍會在10000rpm以內及25000rpm以上快速切換 ， 轉速切換時間可低于0.5秒 。
第二可維持盡可能小的噪聲 。 呼吸機壓力為10cm水柱時 ， 一般要求低于30dB ， 高端的產品可以做到23dB及以下 。
第三具有靈活方便的系統診斷 ， 保護機制：以方便的結合驅動器信息及相關傳感器定位相關異常事件 ， 包括呼吸面罩脫落、呼吸管路漏氣、風機堵轉等等 。
【TMC4671+TMC6200---Trinamic直流無刷(BLDC)硬件FOC解決方案】家用正壓睡眠呼吸機要求小巧的體積及極小的運行噪聲 ， 因此電機控制需要采用FOC算法 ，
根據負載（系統壓力和流量狀況） ， 控制風機穩定運行 ， 減小轉矩脈動 ， 從而大大減少電機自身的運行噪聲 。
通常工程師在產品開發中 ， 會選擇直接購買風機配套的驅動板 ， 這樣成本相對比較高 ， 而且接口控制不夠靈活 。 Trinamic的方案則能以較低的成本達到更好的性能及靈活度 。
控制框圖如下：
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電機控制核心FOC算法及控制由ADITrinamic的TMC4671完成 ， 功率驅動部分及電流采樣使用ADITrinamic的TMC6200完成 。
TMC4671極大簡化了電機控制部分的算法 ， 解放了MCU的算力 ， 使用戶可以專注于系統應用級的設計 ， 如更適于患者的壓力流量曲線等 。
壓力值通過壓力傳感器反饋 ， 經由MCU進行PI運算后 ， 其輸出作為TMC4671的速度給定信號 ，
TMC4671輸出風機控制SVPWM信號給TMC6200 ， TMC6200作為MOS管門級驅動 ， 控制三相H橋以驅動電機運行 ， 使呼吸機壓力保持在需要的值或按給定的曲線變化 。
核心器件介紹
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TMC4671是一款ADITrinamic于2020年發布的全球首個具有針對BLDC/PMSM和兩相步進電機以及直流電機和音圈電機的磁場定向控制的全集成伺服控制器IC ， 集成ADC、位置傳感器接口（增量式編碼器 ， HALL信號等）和位置插值器的完整組件 。
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芯片采用級聯的閉環控制架構（位置環、速度環和電流環） ， 如下圖所示 。
轉矩環核心的FOC算法 ， 將FOC算法包含的Park ， 反Park變化等時間關鍵性的計算都集成在硬件中 。
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因此開發動態伺服控制器只需幾行代碼 ， 這不僅減輕了處理器處理實時關鍵任務的負擔 ， 還優化了設計周期 ， 縮短了上市時間 。
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TMC4671內部FOC算法框圖
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TMC4671核心功能
TMC6200是一個大功率門驅動器 ， 專為（PMSM）永磁同步電機伺服或（BLDC）直流無刷電機設計 ， 可以驅動從幾瓦特到幾千瓦的電機；
集成了FOC驅動系統的全高電壓部分 ， 適用于12V、24V或48V系統 。
使用TMC6200 ， 可以最少數量的外部組件來構建具有完全保護和保護功能的堅固驅動器診斷 。
TMC6200除驅動三相H橋外 ， 還完成電流信號的采集及轉換 ， 其內置運放及PGA ， 適合不同功率的電機 。
采樣相電流 ， 非常適用于TMC4671中實現的Δ-Σ電流測量 ， 可實現對電流的低噪聲采樣 ， 提高系統的控制精度 。