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世平集團代理產品線 TI 提出透析器解決方案

 2010-02-03
方框圖
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設計注意事項
透析器是用於對血液病或腎功能不健全者進行治療的人工腎。透析器是幾件基於處理器的包含機電控制體外血液路徑的設備,它利用泵和半透膜對患者的血液進行過濾。從操作角度上講,透析設備需要滿足特定的安全條件,其中之一就是單容錯。這意味著泵、電機、管子或電子產品中的單點故障不會危及患者,也不會將他們暴露在危險的環境中。這意味著系統中需要若干個冗餘元件和電路以及「看門狗」管理的分離機制。這些器件可能包括無源元件和有源元件,例如控制器件、感測器、電機、加熱器、泵和閥門驅動器。通常,操作的「安全模式」表示將禁用動脈血泵並夾住靜脈管道,以防止不安全的血液流入患者體內。

透析器中的典型電路包括:
  • 感測器控制板:
    包含模數轉換器、精密基準、時鐘和 VCO 以及儀錶或運算放大器。雖然這些電路需要作出快速回應,但此處包含的器件通常更偏向于朝著高精度而非當今所考慮的高速度發展。其中的一部分還由驗證測量或警報信號以及在整個系統範圍內協調回應的需要推動,而不是只對隨機激勵作出反應。此處使用的 A/D 將提供高可靠性、良好的防噪性能(注意系統中包含電機和泵)和高精度。
  • 動脈和靜脈控制卡:
    系統的這些部分可能包含如下功能:動脈和靜脈壓力感測器、血泵、管夾、液位感測器、血液檢測感測器和各種其他監控和控制功能。自從 TI C2xxx DSP 面向電機驅動和工業感測器應用以來,它們就成為這些領域的理想微控制器選擇。它不僅提供驅動和診斷功能,還能夠實施 RPM 和電機線圈電流傳感以及讀取壓力變送器資料。同時還可以在最小的成本影響下支援系統中所需的冗餘。
  • 電機/泵驅動器:
    透析器中包含許多電機、泵、閥門和加熱器。每個元件都可能需要特定的驅動電路,對於 C2xxx 控制器,其中的某些元件能夠直接驅動。選擇合適的 D/A 轉換器和驅動放大器對於電機/泵的控制以及電機/泵的預期使用壽命非常重要。任何值或電機驅動比較困難以及信號雜訊大都將會導致它們運行時迅速發熱和性能降低,並且會影響與機器相連的患者的整體舒適度。

從 TI C2xxx 系列的高性能 32 位控制器,到其精確類比系列的放大器和資料轉換器,再到一系列的電源管理解方案,TI 都會提供合適的元件和支援。