为呼吸装置供电的制作方法

本披露涉及一种用于使用usb连接和电力规范来为呼吸装置供电的方法和装置。

背景技术：

连续气道正压通气(cpap)装置用来治疗阻塞性睡眠呼吸暂停。cpap装置需要合适的电源来为电子设备/控制器、鼓风机和/或加湿器供电。传统的cpap装置无法经由usb连接被供电，因为usb连接无法递送足够的电力。本发明人已经克服了这个问题，这将在本说明书中进行披露。这实现了用于为cpap装置供电的替代选项，从而可以提高可用性，诸如便携性。所披露的解决方案还可以被应用于适当地为具有与传统cpap装置中所识别出的缺点类似的缺点的任何其他呼吸装置供电。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可以通过usb连接和/或usb电力规范供电的呼吸装置以及可选地相关联的方法。

一方面，本发明包括一种呼吸治疗系统，所述呼吸治疗系统包括：

主电源；副电源；呼吸装置，所述呼吸装置被配置成提供呼吸治疗并且包括控制器；在所述主电源与所述呼吸装置之间的连接，所述连接被配置成促进所述主电源与所述呼吸装置之间的电力和数据传送，其中，所述控制器被配置成监测所述主电源的参数并且在所述参数与参数阈值不同的情况下使所述主电源脱离，并且其中，所述控制器被配置成在所述主电源断开连接时接合所述副电源，使得所述呼吸装置可以继续操作而不会中断。

可选地，所述呼吸装置包括用于控制电力分配的电力模块。

可选地，所述控制器被配置成监测所述主电源的参数，并且在所述参数与所述参数阈值不同的情况下使所述电力模块与所述主电源脱离。

可选地，所述控制器被配置成在所述主电源断开连接时使所述电力模块与所述副电源接合，从而为所述呼吸装置提供不间断的电力供应。

可选地，所述电力模块在所述参数超过所述参数阈值的情况下与所述主电源脱离。

可选地，所述电力模块在所述参数小于所述参数阈值的情况下与所述电源脱离。

可选地，所述电力模块在所述参数等于所述参数阈值的情况下与所述电源脱离。

可选地，所述控制器将所述电力模块配置成在接合所述副电源之后从所述副电源向所述主电源供电。

可选地，所述呼吸装置包括数据模块，所述数据模块被配置成经由所述连接向所述主电源传送数据和从所述主电源接收数据。

可选地，所述主电源包括传感器。

可选地，所述主电源被配置成将传感器数据从所述传感器传送到所述数据模块。

可选地，所述传感器由所述主电源供电。

可选地，所述传感器在所述电力模块经由所述连接与所述副电源接合后由所述副电源供电。

可选地，所述传感器是温度传感器，并且所述传感器数据是指示所述主电源的温度的温度数据。

可选地，所述参数阈值指示温度阈值。

可选地，所述温度阈值指示所述主电源的温度过高条件。

可选地，所述传感器是电压传感器，并且所述传感器数据是指示所述主电源的输入电压的电压数据。

可选地，所述参数阈值指示输入电压阈值。

可选地，所述输入电压阈值指示所述主电源的过压阈值。

可选地，所述输入电压阈值指示所述主电源的欠压阈值。

可选地，所述传感器数据是指示从所述主电源到所述呼吸装置的电力供应的电力数据。

可选地，所述传感器数据是指示来自所述主电源的输入电压的电压数据。

可选地，所述参数阈值指示输入电压阈值。

可选地，所述输入电压阈值指示过压条件。

可选地，所述输入电压阈值指示欠压条件。

可选地，所述连接进一步被配置成促进所述呼吸装置与外围计算设备之间的电力和数据传送。

可选地，所述数据是从所述设备传输到所述外围设备的设备数据。

可选地，所述设备数据包括使用数据。

可选地，所述设备数据包括压力、流量、温度、湿度、顺应性、持续时间、高度、泄漏、设备标识、软件、诊断和/或使用者反馈数据。

可选地，所述设备数据被加密。

可选地，所述数据是从所述外围计算设备传输到所述呼吸装置的外围设备数据。

可选地，所述外围设备数据包括更新数据。

可选地，所述更新数据包括已更新的呼吸治疗设置。

可选地，所述更新数据包括已更新的操作软件和/或固件。

可选地，所述外围设备数据包括患者档案。

可选地，在某一时间段之后，所述控制器被配置成使所述电力模块与内部电源脱离，并使所述电力模块与所述电源接合。

可选地，所述时间段是预定时间段。

可选地，所述控制器被配置成检测所述参数阈值与所监测参数之间的差的大小。

可选地，所述时间段是所述差的函数。

可选地，所述呼吸装置包括电路，所述电路包括控制器、电力模块和数据模块。

可选地，所述控制器是机电控制器或处理器。

可选地，所述副电源是内部电池。

可选地，所述呼吸治疗系统被配置成使得：当所述内部电池未被充电到满容量并且所述主电源被接合时，所述主电源为所述内部电池充电。

可选地，所述连接包括电线。

可选地，所述连接包括所述呼吸装置上的呼吸装置端口，所述呼吸装置端口被配置成接纳所述电线。

可选地，所述电线可从所述呼吸装置端口上移除。

可选地，所述呼吸装置端口是usb-c端口。

可选地，所述电线是usb-c电缆。

可选地，为所述呼吸装置提供不间断的电力供应。

可选地，所述连接有助于同时进行双向电力和数据传输。

本文描述了一种呼吸治疗系统，所述呼吸治疗系统包括：主电源；呼吸装置，所述呼吸装置被配置成提供呼吸治疗并且包括控制器；在所述主电源与所述呼吸装置之间的连接，所述连接被配置成促进所述主电源与所述呼吸装置之间的电力和数据传送，其中，所述控制器被配置成监测所述主电源的参数，并且在所述参数与参数阈值不同的情况下接合副电源，并且其中，所述控制器被配置成在接合所述副电源时与所述主电源脱离，使得所述呼吸装置继续操作而不会中断。

可选地，所述主电源包括usb-c端口，并且所述主电源与所述呼吸装置之间的连接是经由usb-c电缆的usb-c连接。

可选地，所述外围计算设备包括usb-c端口，并且所述呼吸装置与所述外围计算设备之间的连接是经由usb-c电缆的usb-c连接。

本文还描述了一种用于控制呼吸装置的方法，所述方法包括：经由主电源与所述呼吸装置之间的连接来监测所述主电源的参数，所述连接被配置成促进所述主电源与所述呼吸装置之间的电力和数据传送；确定所述参数与参数阈值不同；使所述呼吸装置的电力模块与所述主电源脱离；以及在所述主电源断开连接时使所述电力模块与副电源接合，使得所述呼吸装置可以继续操作而不会中断。

可选地，为所述呼吸装置提供不间断的电力供应。

本文还描述了一种被适配成经由usb连接来供电的呼吸装置，其中，所述呼吸装置被配置成使得在使用时可以通过usb连接来递送呼吸装置的电力需求。

可选地，该呼吸装置通过以下各项中的一项或多项来配置：

·cpap小型化

·无加湿

·减少加湿

·被动加湿

·提高加湿效率

·提高电机效率

·提高鼓风机效率。

可选地，该usb连接是usb-c连接。

可选地，该usb-c连接根据usb-pd标准来递送电力。

可选地，该呼吸装置的要求为以下各项中的一项或多项：

·额定功率小于或等于100w

·额定功率小于或等于60w

·额定功率小于或等于36w。

可选地，该usb连接可以递送以下各项中的一项或多项：

·10w或更小的额定功率

·18w或更小的额定功率

·36w或更小的额定功率

·60w或更小的额定功率

·100w或更小的额定功率。

可选地，该usb连接为以下各项中的一项：

·系留式

·非系留式

·无线。

可选地，所述usb连接为系留式的，并且包括以下各项中的一项：

·包括插头的电源适配器、以及包括usb连接器的引线，其中，该引线附接到该电源适配器

·被适配成从汽车电源适配器接收电力的电源适配器、以及包括usb连接器的引线，其中，该引线附接到该电源适配器

·电池组和至少一根引线，其中，每根引线包括一个usb连接器

·拴系到该呼吸装置的usb电缆。

可选地，所述usb连接为非系留式的，并且包括以下各项中的一项：

·包括插头和插座的电源适配器模块、以及两端均包括usb连接器的引线模块

·包括至少一个插座的电池组模块、以及至少一个引线模块，该引线模块在该引线模块的两端包括usb连接器

·通用电源适配器模块，其包括被适配成与家用电源适配器的电源插头配合的电源插座，该家用电源适配器包括第一引线插座，该通用电源适配器模块可选地包括第二引线插座；

在两端均包括usb连接器的引线；

其中，该引线被适配成与该第一引线插座和/或该第二引线插座配合。

可选地，该呼吸装置为：

·cpap

·nivpap

·双水平pap

·流量发生器

或者其他鼻腔或口腔高流量治疗设备。

可选地，该呼吸装置为以下各项中的一项或多项：

·小型化的

·便携式的

·可佩戴的

·模块化的

·具有减小的/小的形状因子/占地面积。

本文还描述了一种系统，所述系统包括电源、usb连接和呼吸装置，其中，所述usb连接或所述呼吸装置或两者均被适配成使得可以通过所述usb连接来递送所述呼吸装置的电力需求。

usb连接是指包括导体和usb标准连接器的usb电缆或类似物，所述usb标准连接器可以插入电源或其他电源以及要被供电的装置中，以通过所述usb连接向要被供电的装置传输电力。usb电力规范限定了usb连接如何传输电力。所述usb连接优选地是具有usb-c连接器的usb-c标准连接，并且所述usb电力规范优选地是usb-pd电力规范。但是，替代方案是可能的。

本发明人已经确定了呼吸装置配置与usb连接/电力规范的某种组合，所述组合允许为呼吸装置供电，其中，所述呼吸装置的电力需求不超过所述usb连接和/或usb电力规范可以递送的电力。

所述呼吸装置被配置成使得其电力需求不超过用于在所述usb连接上递送电力的usb连接和/或usb电力规范的电力需求。例如，这可以通过以下一种或多种方式来实现：降低湿度电力需求、或去除湿度功能、使用被动湿度技术、提高加湿器效率、提高电机效率和/或提高鼓风机效率。

在本说明书中参考了专利说明书、其他外部文件、或其他信息来源，这通常是为了提供用于讨论本披露的特征的背景。除非另外明确声明，否则对这些外部文件的参考不应被解释为承认这些文件、或这些信息来源在任何辖区内是现有技术或形成了本领域公共常识的一部分。

本说明书中使用的术语“包括(comprising)”意指“至少部分地由……组成”。

当解释本说明书中的包含术语“包括(comprising)”的每条陈述时，也可能存在除该术语之后的那个或那些特征以外的特征。相关的术语如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”将以相同的方式进行解释。

对本文中披露的数字范围(例如，1至10)的提及旨在也包括提及该范围内的全部有理数(例如，1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)，以及该范围内的任何有理数范围(例如，2至8、1.5至5.5和3.1至4.7)，并且因此，特此明确地披露本文中所明确披露的全部范围的全部子范围。这些仅仅是具体意图披露的内容的实例，并且所枚举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合都应被认为在本申请中以类似方式明确陈述。

对于本发明所涉及的领域的技术人员来说，本发明的在结构上的许多改变以及广泛不同的实施例和应用会表明自身，而不背离如在所附权利要求中界定的本发明的范围。本文中的披露内容和描述完全是说明性的，并且不旨在任何意义上进行限制。本文中提及具有本发明所涉及领域的已知等效物的特定整体时，这种已知等效物被认为也结合在本文中，就如同单独地列出一样。本发明在于前述内容，并且还设想了多种结构，下文仅给出这些结构的示例。

如在此所使用，一个名词后的术语‘(s)’是指该名词的复数和/或单数形式。

如在此所使用，术语‘和/或’是指‘和’或‘或’，或上下文允许二者都有。

本发明在于前述内容，并且还设想了多种结构，下文仅给出这些结构的示例。

附图说明

图1a示出了cpap装置从usb连接接收电力的框图。

图1b示出了cpap装置从usb-c电缆接收电力的框图。

图2a示出了被插入的usb-c连接器，即，其直立取向和颠倒取向。

图2b示出了两端插入的usb-c电缆，而与方向无关。

图3a示出了作为系留式usb-c连接器的第一应用的电源适配器。

图3b示出了作为系留式usb-c连接器的第二应用的、被插入到汽车点烟器中的电源适配器。

图3c示出了作为非系留式usb-c连接器的第一应用的电源适配器。

图3d示出了作为非系留式usb-c连接器的第二应用的电池组。

图3e示出了作为非系留式usb-c连接器的第三应用的通用电源适配器。

图4a示出了在usb-c电力规范和usb-pd电力规范下可用的电力配置。

图4b示出了在usb-c电力规范下可用的电力配置。

图4c示出了在usb-pd电力规范内可用于电力分布1的电力配置。

图4d示出了在usb-pd电力规范内可用于电力分布2的电力配置。

图4e示出了在usb-pd电力规范内可用于电力分布3的电力配置。

图4f示出了在usb-pd电力规范内可用于电力分布4的电力配置。

图4g示出了在usb-pd电力规范内可用于电力分布5的电力配置。

图5示出了在usb-pd电力规范内在电力分布0至5上可用的电力配置。

图6示出了经由电力和数据连接而连接到主电源的呼吸装置(具有内部电源)的第二框图。

图7是展示了在主电源与副电源之间切换电源的过程的流程图。

图8是跨时间跟踪被监测电压的第一线形图。

图9是跨时间跟踪被监测电压的第二线形图。

图10是跨时间跟踪被监测电压的第三线形图。

图11示出了连接到外围计算设备的呼吸装置的框图。

具体实施方式

图1a通过举例示出了呼吸治疗系统1的框图。呼吸治疗系统1包括使用usb连接30从电源20供电的连续气道正压通气(cpap)装置10，该usb连接根据规定的usb电力规范工作。在至少一种配置中，代替cpap装置，呼吸治疗系统1可以包括另一呼吸治疗设备，诸如鼻腔高流量治疗设备或双水平气道正压通气设备。usb连接30使得能够经由usb标准或usb技术规范在电源20与cpap装置10之间进行耦接。usb连接30包括电缆、连接器和/或能够实现电源20与cpap装置10之间的耦接的其他硬件、或者根据(多个)usb标准和/或(多个)usb技术规范的这些部件的组合。电源20可以是任何合适的电源，诸如市电电源、电池、ups等。配置cpap装置10并选择usb连接30规范，以使得cpap装置10的电力需求不超过usb连接30可以递送的电力，即，cpap装置10可以经由usb连接30由电源20供电。假设电源20可以提供足够的电力。传统的cpap装置10无法经由usb连接30被供电，因为usb连接30无法递送足够的电力。本发明人已经克服了这个问题。这实现了用于为cpap装置10供电的替代选项，从而可以提高可用性，诸如便携性。所披露的解决方案还可以被应用于适当地为具有与传统cpap装置10中所识别出的缺点类似的缺点的任何其他呼吸装置供电。此类呼吸装置可以包括但不限于：nivpap装置、双水平pap装置、高流量治疗装置等。

将以如下结构解释具体实施方式的其余部分。第1节描述了呼吸治疗系统的示例性实施例，该实施例解释了可以如何使用usb连接来为cpap装置供电。第2节描述了双电源实施例，该实施例演示了向呼吸装置提供usb连接的一种应用。第3节描述了外围计算设备的实施例，该实施例演示了向呼吸装置提供usb连接的另一种应用。

1.第一实施例的概述

图1b中示出了包括cpap装置10、电源20和usb连接30的呼吸治疗系统的一个实施例。cpap装置10包括外壳40、控制器50(和其他控制电路系统)、传感器、鼓风机(可选地，加湿器)以及cpap装置10中典型的任何其他部件。该cpap装置进一步包括用于为cpap装置10的部件供电的电力模块80。外壳40具有usb端口41，用于接纳usb连接30的usb连接器44。该端口在内部耦接至电力模块80、控制器50以及cpap装置10的其他部件，使得cpap装置10可以根据需要来接收和利用数据和/或电力。优选地，usb端口41是用于接纳usb-c连接的连接部分的usb-c端口，该连接部分诸如usb-c电力/数据传输电缆、或可以承载和供应电力的其他这种连接。优选地，usb-c连接根据usb-pd标准来承载电力，但是可以使用其他标准。usb-c连接标准可以在例如(http：//www.usb.org/developers/usbtypec/)中找到，并且通过引用以其整体并入本文。usb-pd标准可以在例如(http：//www.usb.org/developers/powerdelivery/)中找到，并且通过引用以其整体并入本文。cpap装置10被配置成连接到这样的usb-c连接，该usb-c连接自身连接到外部电源20。一旦已连接，电力模块80就可以经由usb-c连接从外部电源20接收电力，并且根据需要将电力传输到部件以便为cpap装置10供电。也可以经由数据模块90向和从cpap装置10进行数据传输。

cpap装置10被配置成使得其电力需求不超过usb连接30的电力需求和/或usb电力规范可以递送的电力，使得可以使用根据usb电力规范递送电力的usb连接30来从电源20为cpap装置10供电。优选地，usb连接30为usb-c连接，其包括导体(例如，电缆)以及附接在该导体的任一端的usb-c连接器。这实现了电源20与cpap装置10之间的连接。在这种情况下，cpap装置10的外壳40上的usb端口41被适配成与usb-c连接器配合。

优选地，cpap装置10被配置成使得其总体电力需求/消耗小于大约100w，这是usb-c连接和usb-pd标准可以供应的最大值。更优选地，cpap装置10被配置成使得其总体电力需求/消耗小于大约60w(12v，5a)。更优选地，cpap装置10被配置成使得其总体电力需求/消耗小于大约36w(12v，3a——如果电缆支持3a或更小的电流，则不需要emca(电子标记电缆组件))。优选地，cpap装置10的部件被适配成在12v的输入电压下工作，但是可以使用其他电压。

usb-c连接30能够(在默认情况下)在1.5a或3a下提供5v的电压。这实现了对于电缆的尺寸而言相对较高的功率传输。此外，该技术能够以限制于20v和5a的包络传输最高达100w的功率。出于多种原因，12v下的功率传输对于将来的cpap开发可能是有利的。例如，各种各样的大规模生产的高容量锂离子电池在12v下工作。此外，12v是许多其他电池(例如，标准汽车电池)的标准电压。

框图中表示的电源20可以代表可以适当地用于为cpap装置10供电的任何电力源。

现在将更加详细地关注图1a的框图中所示的每个主要部件：1)cpap，2)usb连接，以及3)电源。第1.2节解释了电力需求以及使cpap装置10中的功耗最小化的各种方法。特别地，该节描述了允许cpap装置10被适配成使用该优选实施例来供电的物理特性和电气特性。第1.3节描述了作为usb连接30的优选实施例的usb-c电缆。第1.4节描述了一些建议的电源20示例，这些示例可以用于使用usb连接30、优选地usb-c电缆和连接器来为cpap装置10供电。

1.2.cpap要求和配置

传统上，cpap装置10在操作期间消耗超过100w的功率。这些cpap装置由市电电源供电，并且不能通过由usb连接30传输的电力运行。如本文所披露的装置10已经被配置成消耗小于100w的功率。现在将进一步讨论这一点。

以下描述涉及对cpap装置10进行的修改，以使cpap装置10能够经由根据usb电力规范传导电力的usb连接30来从电源供电。但是，以下描述也可以应用于任何其他呼吸装置，诸如nivpap装置、双水平pap装置、高流量治疗装置等。

1.2.1cpap电力规范要求

所披露的实施例包括将cpap装置10适配成允许该设备以与本领域中已知的额定功率相比更低的额定功率工作，从而使得其可以经由usb连接30接收其所有电力需求。这可以通过首先使用具有在usb电力规范中指定的较高额定功率的usb连接30、和/或其次降低cpap电力需求来实现。这有助于在不超过usb连接30的电力规范的情况下向cpap装置10进行电力递送。

如之前所指出的，优选地，cpap装置10的峰值功耗为或小于36w(12v和3a)。理想的是将cpap10配置成承受36w的功率负载，因为这样有助于在12v(这是锂离子电池和其他电池所使用的共同标准)下的电力传输。可选地，峰值功耗可以为60w(12v和5a)。由于可以使用更高的电压和电流，因此这更加实用。峰值功耗可以最高达100w(20v和5a)。由于可以使用更高的电压和电流，因此这更加实用。但是，递送超过3a电流的任何峰值电力配置都需要emca。cpap装置10可以被适配成以交流电(ac)或直流电(dc)接收根据以上披露的规范的电力。如果cpap装置10被适配成接收ac电源，则cpap装置10还将被适配成使用本领域技术人员通常使用的技术来将输入电源转换成dc。

1.2.2cpap部件和约束

cpap装置10通常包括被适配成在正压下接收气体源的鼓风机或空气入口。可选地，cpap装置10可以被适配成包括加湿单元，该加湿单元包括但不限于加湿室和加热板。cpap装置10中还可以包括测量温度、湿度、流速或功耗的传感器。cpap装置10还可以包括用于控制cpap装置10的操作(包括电力分配和消耗)的控制器50。为了进行操作，cpap装置10必须具有作为内部电源(例如，由可移动的可再充电电池或同轴电源端口供电)或外部电源(例如，由市电电源供电)或两者兼有的电源。

1.2.3降低cpap功耗

所披露的可以经由usb连接30供电的cpap装置10可以通过以下各项中的一项或多项来配置以降低功耗。

1.2.3.1cpap小型化

通过整体上缩小cpap的规模，可以显著降低cpap装置10的功率负载。一个选项是将cpap装置重新设计成可佩戴设备。

1.2.3.1无湿度

在另一选项中，可以将cpap装置10设计成不具有任何加湿功能。这可以通过实施能够无限地和/或永久地关闭加湿功能的切换机制来实现。可替代地，cpap装置10可以被设计成不具有任何加湿器。

1.2.3.2降低湿度

在另一选项中，在cpap装置10中设置有加湿器和/或加湿功能，但是对其进行了修改以降低功耗。这可以通过实施被适配成监测功耗和/或在需要和/或期望节电时临时关闭加湿的控制器来实现。

1.2.3.3被动加湿

在另一选项中，通过hme(热湿交换器)、“冷逾越(coldpassover)”、芯吸或类似方式来提供被动加湿。

1.2.3.4提高湿度效率

在另一选项中，提供了加湿器和加湿功能，但是对其进行了修改以提高与机械、电路系统或控制软件设计或其组合有关的效率。

1.2.3.5提高电机效率

在另一选项中，对cpap装置10的鼓风机中的电机进行修改以减轻涡流损耗。

1.2.3.6提高流路效率

在另一选项中，对cpap装置10的鼓风机进行修改以减少空气阻力。一个示例(但不限于本示例)是在鼓风机中实施再循环通道，以稳定整个鼓风机的空气流，以及稳定来自鼓风机输出的空气流。另一个示例(但不限于本示例)是减小流路中的死角(deadspace)，从而消除了用于将二氧化碳冲洗出流路的流动偏置的需要。

1.2.3.7一般修改注意事项

除了以上选项之外，还可以以将电力需求降低到可从usb连接30递送的水平的任何方式来修改cpap装置10。针对此类修改提出了一些一般设计注意事项。

在usb-c连接131的情况下，图4a至图4g示出了cpap装置需要被修改以满足的usb-c和usb-pd的电力规范。图4b示出了根据usb-c电力规范的电力分布，而图4c至图4g示出了usb-pd电力规范中可用的电力分布。这些图表明，配置cpap装置10中的电力接收的方式的数量有限，并且实现本发明的主要障碍在于将cpap装置10的电力输入配置成根据披露的电力分布中的至少一种电力分布来接收电力。

为了开发能够通过usb连接的优选实施例接收电力的cpap装置10，必须首先确定图4b至图4g中披露的、cpap装置10将按照其进行工作的电力规范或电力分布。可以确定cpap装置10应以其接收电力的电力规范或电力分布，但不限于以下因素：可再充电电池的电压标准、取决于cpap装置10正在工作所处位置的市电电源额定电压、相关零售市场中的医疗设备中指定的可接受的额定电流和额定功率等。

在确定了cpap装置10应以其接收电力的电力规范或电力分布之后，需要重新设计cpap装置10，以使其最大和/或总体功耗不超过由以上披露的电力规范所指定的额定电流和额定电压。设想cpap装置10可以以有可能实现的任何方式进行修改。各种功耗降低然后可以合计为相当大的量，这将允许cpap装置10按照可以由根据usb-c或usb-pd电力规范构建的usb-c电缆133提供的电力规范进行工作。

由于对usb标准的开发是持续不断的过程，因此，预计将来会发布具有更大额定功率、额定电流或额定电压的电力规范，并且可以将这些电力规范应用于具有usb-c连接器、或任何其他usb型连接器或其他usb外设的电缆中。这将减轻本领域技术人员寻找降低cpap功耗的方式的负担。在这种情况下，本领域技术人员将仅需以较小的余量来降低cpap功耗，或对设备进行较少的修改以符合具有更大额定功率的usb电力规范。

1.3.usb连接

cpap装置10被适配成与承载足够电力以满足cpap装置10的电力需求的usb连接30一起工作。usb连接30包括一种或多种usb规范。

每种usb规范限定以下各项中的一项或多项：物理连接的形状、数据传输的速度、或电缆的额定电压和额定电流。usb规范不是互斥的，并且在某些情况下可以与其他规范结合使用。例如，usb连接30可以包括usb电缆33，该电缆包含附接在电缆两端的usb-c连接器144。usb电缆33可以被适配成以由usb3.1规范指定的速率来传输数据，并且还被适配成传输由usb-pd规范指定的电力。

在本说明书中，usb连接30是指能够向cpap装置10供电的任何usb衍生的连接配置，并且包括以下内容：连接器形状、导体类型和导体被适配成传输电力的电力规范、或其组合。

附接在usb连接30两端的连接器决定了usb连接30可以插入何种端口或插座。例如，如果cpap10包括usb-c端口，则需要具有usb-c连接器144的usb连接30以与内置在cpap装置10中的usb-c端口41配合。每种usb连接器类型都规定了连接器内的引脚接线、每个引脚收发的信号以及引脚在usb连接器内的位置。

usb连接30的导体类型是指usb连接30在其中传导电力和/或数据信号的介质。现有方法包括使用电缆、闪存驱动器或智能条，但是可以预见未来的替代方案，诸如能够无线地收发电力和数据信号的usb智能条。

如上所述，连接器形状和引脚配置特定于每种usb连接器类型，并且usb导体介质必须根据usb连接器类型的要求进行特定配置，以使来自连接器的每个导电引脚的所有信号都通过导体进行传导。不同类型的usb连接器不能在usb导体的末端互换和交换，因为导体配置将不再与互换后的usb连接器中的引脚相匹配。

为了本发明的目的，usb连接30的优选实施例是具有usb-c连接器144的电缆，该连接器附接到或邻近于该电缆的至少第一端和/或第二端，该电缆被适配成根据任一usb-c或usb-pd规范来双向传输电力。可选地，usb-c规范电缆的数据传输能力可以用于提供与cpap功耗有关的信息并收发数据信号以控制和调节cpap装置10内的电力使用。

现在将描述可以用于向所披露的cpap装置10供电的各种usb连接30。

1.3.1usb-c连接器和电缆的物理属性

在一个选项中，usb-c连接器131包括附接到电缆133的至少一端的usb-c连接器144，如图2a和图2b所示。在usb-c规范中，电缆连接器144及其接受孔插座包含测定为大约8.3mm×2.5mm的端口。电缆插头和接受器被适配成可旋转的取向，从而允许连接器144以直立取向或颠倒取向进行配合，如图2a所示。电缆133的两端具有相同的连接器144，从而允许电缆133以相反的顺序插入，如图2b所示。电缆133的最大长度优选为2m，以避免由交流电引起的驻波干扰。usb-c电缆133包含emi和rfi屏蔽，以减轻来自邻近电缆的干扰的影响。减轻干扰的方法可以通过任何合适的手段来实施，包括双绞线或铝包线。

作为电缆133的替代方案，可以使用通过usb-c连接131传导电力的其他方法。例如但不限于以下方法：可以使用usb棒或外围设备来向和从cpap装置10传输电力。作为另一示例，未来的技术改进可能允许经由插入cpap装置10中的usb棒或外围设备来在电源20与cpap装置10之间无线地收发电力。

1.3.2usb-c连接器和电缆的示例

本节将描述usb-c连接131的优选实施例的若干示例。所描述的示例全部包括用于向cpap装置10传输电力的电缆133，该电缆的至少一端包含usb-c连接器144。这些示例可以大致归类为两组：系留式电缆和非系留式电缆。这些描述是非限制性的，并且usb-c连接131的任何其他适用用途都可以应用于cpap装置10。

1.3.2.1系留式电缆

系留式电缆将电缆末端的连接器和插头集成为单个物品，使得可以随时使用，并且不需要使用者自行组装。系留式电缆包括第一usb-c连接器144，该连接器附接到或邻近于该电缆的至少第一端，而该电缆的第二端直接连接到支持usb的部件(如例如电源电池组)。

系留式usb-c连接器的第一应用200是具有引线202和用于插口的插头203的电源适配器201，如图3a所示。usb-c连接器243设置在引线202的远端。

系留式usb-c连接器的第二应用210是可以连接到汽车电源适配器(点烟器)212的电源适配器211，如图3b所示。

系留式usb-c连接器的第三应用是具有用于充电的插座的电池组(例如锂离子电池组)。

应当理解，其他配置也是可能的，包括使电缆栓系到cpap，其中，电缆的远端处的usb连接器用于连接到电源上的usb连接器。

1.3.2.2非系留式电缆

非系留式电缆使所有与电缆相关的部件本质上是模块化的，而不是固定的单个物品(诸如系留式电缆)。这允许使用者将电缆从第一电源适配器断开连接，并且通过至市电电源的不同插头连接将该电缆连接到适用于在另一个国家使用的第二电源适配器。

非系留式usb-c连接器的第一应用220是具有输出插座222的电源适配器221，该输出插座实现了usb-c线223的插入和移除，如图3c所示。usb-c连接器243设置在usb-c线223的两端。

非系留式usb-c连接器的第二应用230是在便携式电池组231中使用这种技术，如图3d所示。该电池组可以包括一个以上(例如两个)usb-c端口232、233。第一端口232可以用于连接cpap装置10与电池组230之间的电缆234，以为cpap装置10供电。第二端口233可以用于经由电缆235将电池组231连接到充电电源(即，通过使用前述电源适配器)。因此，电池组231可以在被充电的同时使用电池组231来为cpap装置10供电，作为“馈通系统(feed-throughsystem)”。这样的配置形成了ups(不间断电源)型电源。可替代地，可以在cpap装置10未使用或未经由usb-c电缆234插入电池组231时为电池组231充电。在其他配置中，馈通系统可以使得能够从汽车电池、汽车电源适配器或另一电源供电。与专门设计的移动电源相反，可以从另外的应用看到通过多功能移动电源来为设备供电。

非系留式usb-c连接器的第三应用240是通过不同的市电电源连接来使用usb-c线241，这取决于正在使用该设备的人所处的国家。图3e描绘了这种情况的示例，其中，usb-c电缆241被插入到as/nzs3112电源适配器242中，该电源适配器又将被插入到被插入nema插座244中的通用电源适配器246中。可替代地，usb-c电缆241可以被直接插入内置在通用电源适配器246的侧面中的插座245中。

1.3.2.3无线usb连接

应当注意，可以在不需要电缆133的情况下形成usb-c连接131。在所披露的系留式和非系留式电缆应用的情况下，可以进行适当的修改，使得可以在不使用电缆将cpap设备10连接到usb连接131的任何部分和/或电源20的情况下进行usb连接131。

例如，可以可选地对图3c中披露的非系留式电缆示例的第二应用进行修改，使得电池组230经由嵌入在电池组230中的usb-c连接器144直接耦接cpap设备10，从而使得其设计中不包括电缆234和第一端口232。

1.3.3usb电力规范

在usb-c电力规范中，可以传送最高达15w(5v和3a)的峰值功率。具有usb-c连接器144的电缆133可以与usb-pd(电力递送)规范结合使用，以递送最高达100w(20v和5a)的峰值功率。可以预期，usb-c规范和usb-pd规范的未来版本和修订版本也可以在本发明中用于向cpap装置10递送电力。可以预期，未来发布的电力规范将包括比usb-c规范和usb-pd规范中当前规定的功率极限更大的功率极限。这将减轻寻找降低cpap装置10的峰值功耗的方式的负担。如果需要超过3a的电流来为cpap装置10供电，则可以使用电子标记(emca)。

usb连接的优选实施例被适配成按照usb-c规范或usb-pd规范进行操作，这些实施例的配置在图4a至4g中以图形方式示出。这些电力规范与其之前的电力规范相比更高，这减轻了使cpap装置10的峰值电力需求最小化的任务，从而使其电力需求不超过usb电力规范。

在低功率设置下，usb-c具有1.5a和5v的电力配置310，从而提供7.5w的最大功率。在高功率设置下，usb-c具有3a和5v的电力配置311，从而提供15w的最大功率。usb-c电力规范的电力分布在图4a中以图形方式示出。

由于usb-pd电力规范涉及通过标准电缆或通过其他类型的电导体来传输高功率，因此以安全的方式逐渐增大或减小功率是非常重要的。根据usb-pd电力规范指定的电力分布将在“关闭”状态与“开启”状态之间切换的过程(或反之亦然)划分为逐步的进展。例如，根据usb-pd电力规范构建的usb-c电缆133可以通过步升或步降而在10w与100w之间传输，其中每一步将前一步的功率大致加倍或减半。

usb-pd包含6种电力分布(如图5的表1、以及图4b至图4g所示)，其中电力规范极限为5a和20v，从而提供100w的最大功率极限。具有usb-pd规范的电缆可以根据这六种指定分布中的至少一种来传输电力。

目前为分布0分配了“保留”状态，并且此时没有为其分配确定的值。因此，实际上，按照usb-pd电力规范构建的usb电缆和usb设备不会根据此特定分布工作。

图4c示出了可用于分布1的配置。这种分布中存在一种配置320，其额定电压为5v、并且额定电流为2a，从而产生10w的额定功率。

图4d示出了可用于分布2的配置。这种分布中存在两种配置330、331。第一配置330的额定电压为5v、并且额定电流为2a，从而产生10w的额定功率。第二配置331的额定电压为12v、并且额定电流为1.5a，从而产生18w的额定功率。

图4e示出了可用于分布3的配置。这种分布中存在两种配置340、341。第一配置340的额定电压为5v、并且额定电流为2a，从而产生10w的额定功率。第二配置341的额定电压为12v、并且额定电流为3a，从而产生36w的额定功率。

图4f示出了可用于分布4的配置。这种分布中存在三种配置350、351、352。第一配置350的额定电压为5v、并且额定电流为2a，从而产生10w的额定功率。第二配置351的额定电压为12v、并且额定电流为3a，从而产生36w的额定功率。第三配置352的额定电压为20v、并且额定电流为3a，从而产生60w的额定功率。

图4g示出了可用于分布5的配置。这种分布中存在三种配置360、361、362。第一配置360的额定电压为5v、并且额定电流为2a，从而产生10w的额定功率。第二配置361的额定电压为12v、并且额定电流为5a，从而产生60w的额定功率。第三配置362的额定电压为20v、并且额定电流为5a，从而产生100w的额定功率。

usb电力规范的范围不限于以上披露内容，并且重要的是要注意，特别地，可能会发布usb-pd电力规范或usb-c电力规范的未来修订版本或未来版本。

1.3.4数据传输能力

usb-c连接131能够在较宽的频率带宽上传送信号，并且因此能够以快速速率传输大量数据。usb-c连接131可以按照由现有usb规范指定的速率传输数据，这取决于usb-c连接131所连接的设备以及这两个设备均可达到的最大数据传输速度。

usb-c连接131支持现有的usb规范，包括usb3.1第1代和第2代、usb3.0以及usb2.0。可以预见，规定数据传输速度的未来usb规范也可以通过usb-c连接131来实施，并且可以在本发明中使用。

如果在usb-c电缆133中使用usb3.1第2代规范来向和从cpap装置10传输数据，则可以使用emca。

所披露的数据传输速率限定了所列出的每种usb规范。usb1.x被限定为理论数据传输速率最高为1.5mbit/s。这种规范很少使用，因为与其之后的规范相比，数据传输速率相对较慢。usb2.0被限定为理论数据传输速率最高为480mbit/s。usb3.0被限定为理论数据传输速率最高为5gbit/s。usb3.1被限定为理论数据传输速率最高为10gbit/s。

usb-c连接131的数据传输能力可以有助于协调功耗和节能，如下一节所解释的。

1.4.电源

cpap装置10可以经由usb-c连接131进行连接，以从市电电源接收电力。市电电源的电力规范优选地为230v，50hz或120v，60hz。然而，也可以使用适合于输入到cpap装置10中的较低电压。

承载不同额定电压或额定频率的电源20也可以使用电源适配器或转换器来转换。

电缆133中的通信链路可以用作反馈机制或用于提供实时数据。可以在本发明中应用这种增加的增强，以保护cpap装置10免受电涌的影响，或者调节从电源20向设备供应的电量。

例如，如果cpap装置10检测到电涌事件(从内部电路系统检测到，或者通过从电缆133中的通信链路接收到警告)，则cpap装置10可以通过usb-c电缆133向电源20传送信号以停止供电。cpap装置10中的控制器50可以使电力模块90脱离从usb-c连接131接收电力，并激活备用电源。一旦电涌事件结束，cpap装置10就可以通过usb-c连接131将信号中继到电源20，以恢复来自外部电源的电力供应。

可选地，在智能电网应用中，usb-c连接131可以用于回向电网供电。在这种情况下，usb-c电缆133中的通信链路可以用于协调电力的重新分配，即，或者向cpap装置10供电，或者在需要时反转电力的方向。

cpap装置10可以连接到便携式电源(诸如外部电池组230)，以向cpap装置10传送电力和通信信号。取决于便携式电源中剩余的电力，可以将电力从便携式电源传输到cpap装置10。如果便携式电源的储量不足，则可以使用usb-c连接131中的通信链路向cpap装置10传送信号，以降低功率输出并节省能量。

2.双电源实施例

在另一个实施例中，参考图6，本发明还可以被认为包括呼吸治疗系统400，该呼吸治疗系统包括主电源450、呼吸装置460、以及形成主电源450与呼吸装置460之间的连接的连接器470。呼吸装置460包括控制器461和副电源462。因此，呼吸装置460具有至少两个电力源：主电源450和副电源460。具有多于一个电源可以提高可靠性。如果二者之一存在故障，则可以从替代电源中汲取电力以向呼吸装置460提供不间断电源，这降低了呼吸装置460经历电源故障或持续电源故障的风险。这有助于维持呼吸装置460的操作的连续性。

连接器(在本文中也称为连接)470包括电力连接471和数据连接472。电力连接471被配置成双向传输电力，并且数据连接472被配置成双向传输数据。双向电力连接471和数据连接472的每个方向都可以与相应另一个方向独立地控制。这种配置有助于从主电源450向呼吸装置460的电力供应，并且还有助于向和从呼吸装置460的数据传输。主电源450可以包括市电电源(例如，包括壁式电源插座)、用于将由市电电源提供的能量转换为适合于呼吸装置460使用的状态的设备(例如，变压器)、便携式电源(例如便携式电池)、或其组合。

控制器461被配置成监测主电源450。控制器461还可以监测呼吸装置460。在至少一种配置中，控制器461被配置成控制呼吸装置460的操作。控制器461被配置成确定呼吸装置460何时应由主电源450供电，并且确定呼吸装置460何时应由副电源462供电。例如，呼吸装置460可以被配置成：在主电源450连接到呼吸装置460时默认地从主电源450接收电力，以便为呼吸装置460的部件(诸如流量发生器和/或其他部件)供电。可替代地，呼吸装置460可以被配置成默认地从副电源462接收用于流量发生器和其他部件的电力，并且主电源450可以被配置成向副电源462供电(例如，在副电源462为电池的情况下，作为用于为副电源462充电的能量源)。

如果主电源450过热、或者控制器461检测到主电源461中的电源故障、或者连接470从主电源450或呼吸装置460断开、或者主电源450从壁式电源插座断开，则控制器451可以中继指令，以便停止从主电源450接收到呼吸装置460的电力。可能发生这种情况是因为，当控制器461正在监测主电源450的参数时，控制器461确定所监测参数与参数阈值不同。此时，控制器461指示呼吸装置460与主电源450脱离，使得主电源450不再向呼吸装置460供电。这可以防止损坏呼吸装置460。在主电源450断开连接时，控制器接合副电源462。这可以确保呼吸装置460可以继续操作而不会中断。这可以确保为呼吸装置460提供不间断的电力供应。在替代性配置中，控制器可以在主电源450断开连接之前接合副电源462。这可以确保呼吸装置460可以继续操作而不会中断。这可以确保为呼吸装置460提供不间断的电力供应。

用于隔离主电源450的控制器(电路系统)位于呼吸装置460中、而不是主电源450中。这导致减少了主电源450中部件的数量和/或提供了对主电源450中的电路系统的简化，因此减小了主电源450的尺寸并且降低了主电源450的制造成本。减少部件的数量和/或增加对主电源450的设计的简化还可以降低其故障率或增加其使用寿命。

2.1.呼吸装置

现在将参考图6在此更详细地讨论所披露的本发明的进一步实施例和/或变型。

呼吸装置460被配置成提供呼吸治疗，诸如但不限于cpap治疗。当选择了适当的模式时，呼吸装置460可以提供鼻腔高流量(nhf)治疗、无创通气治疗或所提及治疗的组合。例如，呼吸装置460可以包括第一模式和第二模式，在第一模式下呼吸装置被配置用于递送第一呼吸治疗(例如cpap治疗)，并且在第二模式下呼吸装置被配置成递送第二呼吸治疗(例如nhf治疗)。

所述呼吸装置460包括控制器461。控制器461可以可选地为机电控制器或处理器，或者可替代地，控制器461可以为微处理器。可替代地，控制器461可以包括机电继电器。

呼吸装置460包括副电源462。优选地，副电源462是内部电池。可替代地，副电源可以是外部电池。外部电池可以被配置为安装在呼吸装置460的一侧上并且在安装时供电。在一些情况下，呼吸治疗系统400可以被配置成使得：当内部电池未被充电到满容量并且主电源450被接合时，主电源450为所述内部电池充电。

呼吸装置460优选地包括用于控制电力分配的电力模块463，并且还优选地包括被配置成经由连接470向主电源450传送数据和从其接收数据的数据模块464。在一些情况下，呼吸装置460包括电路，该电路包括控制器461、电力模块463和数据模块464。

电力模块463可以用作电力开关，用于向呼吸装置460的其余部分提供、引导和/或分配电力。控制器461指示电力模块463从主电源450或从副电源462切换要由呼吸装置460使用的电力源。可替代地，电力模块463可以独立地起作用以从主电源450或从副电源462切换要由呼吸装置460使用的电力源。优选地，控制器461被配置成监测主电源450的参数，并且在该参数与参数阈值不同的情况下使电力模块463与主电源450脱离。在一些情况下，由控制器461监测的参数可以是与预定值的偏差。在一些情况下，所监测参数可能会超过上限参数阈值。在一些情况下，所监测参数可能会低于下限参数阈值。优选地，控制器461被配置成在主电源450断开连接时使电力模块463与副电源422接合，从而为呼吸装置460提供不间断的电力供应。在一些情况下，电力模块463在参数超过参数阈值的情况下与主电源450脱离。在一些情况下，电力模块463在参数小于参数阈值的情况下与主电源450脱离。在一些情况下，电力模块463在参数等于参数阈值的情况下与主电源450脱离。

2.2.主电源

主电源450是用于为呼吸装置460供电的外部电源。主电源450被配置用于连接470到呼吸装置460。优选地，主电源450包括用于将由市电电源提供的电能转换为适合于呼吸装置460使用的状态的设备，例如，诸如包括变压器的“智能”电源模块(brick)。电源模块可以被认为是“智能的”，因为其包括超出了简单地用作将电力从第一形式(诸如标准住宅规范的电力)转换为呼吸装置460可使用的形式(例如，直流电(dc))的电源的功能。这可以包括包含用于感测和/或报告传感器数据的传感器的电源模块。

在主电源450的一个示例中，可以是如图3d所示的电池组230。在至少一种配置中，电池组230可以通过经由连接器234向呼吸装置460供电来提供独立电力源。在另一种配置中，电池组230可以经由连接器235从市电电源(或其他外部电源)接收电力，以便经由连接器234为呼吸装置460供电。电池231可以可选地被再充电，使得电池组230可以在需要时用作独立电源。

优选地，主电源450包括传感器451。优选地，传感器451至少由主电源450供电。传感器451可以将传感器数据提供给控制器462以用于监测目的，从而确定主电源450的状态。传感器数据可以用于判定电力模块463是否仍然应与主电源450接合以向呼吸装置460供电。

2.3.连接

连接器470被配置成促进主电源450与呼吸装置460之间的电力471和数据472的传送。多功能连接器470被配置成双向地、并且优选地同时地传送电力471和数据472。这两个连接471和472中的每一个可以彼此独立地工作，并且因此，每个连接可以被单独地隔离。

优选地，连接器470包括电线。优选地，连接器470包括在呼吸装置460上的呼吸装置连接473，该呼吸装置连接被配置成接纳电线。在至少一个实施例中，呼吸装置连接473是呼吸装置端口。该端口可以被配置成接纳电线的插头。优选地，电线可从呼吸装置连接473上移除。优选地，呼吸装置连接473是usb端口、并且更优选地是usb-c端口。优选地，电线是usb电缆、或更优选地是usb-c电缆。优选地，主电源450包括主电源连接474。主电源连接474可以是端口。该端口可以被配置成接纳电线的插头。主电源连接器474优选地是usb端口、或更优选地是usb-c端口，并且主电源450与呼吸装置460之间的连接470是usb端口、或更优选地是经由usb/usb-c电缆的usb-c连接。优选地，usb连接器470和usb端口473、474的物理属性以及电力规范和/或数据规范可以是在先前实施例中描述的usb连接的物理属性、电力规范或数据规范。

在至少一种配置中，连接器470被配置成促进呼吸装置460与主电源450之间的双向、可独立控制的电力和数据传输。连接器470包括第一连接器插头和第二连接器插头。呼吸装置460包括呼吸装置端口473。主电源450包括主电源端口474。第一连接器插头被配置成连接到呼吸装置端口473。第二连接器插头被配置成连接到主电源端口474。主电源端口474。呼吸装置端口473还可以具有与主电源端口474相同的配置。可以认为连接器470是取向无关的(第一连接器插头和第二连接器插头在设备450与460之间可互换使用)。连接器470可以可移除地连接到呼吸装置端口473、主电源端口474中的每一个。

在至少一种配置中，第一连接器插头是公usb-c连接器。在至少一种配置中，第二连接器插头是公usb-c连接器。在至少一种配置中，呼吸装置连接473是母usb-c连接器(也称为usb-c端口)。在至少一种配置中，主电源连接474是母usb-c连接器。

2.4.操作方法

呼吸装置460被配置为由主电源450供电，但是也可以由可以包含在呼吸装置460中的副电源462供电。可以设想，呼吸装置460优选地默认由主电源450供电。即，当主电源450经由连接470连接到呼吸装置460时，呼吸装置460优选从主电源获得电力。主电源的外部性质导致其更有可能能够向呼吸装置460提供连续的电力供应，例如，源自电网。相比之下，副电源462(例如，诸如内部电池)仅能在有限的时间段内向呼吸装置460供电。为此，在无法使用主电源450为呼吸装置460供电时，或者在使用主电源为呼吸装置供电可能会由于主电源的故障而损坏呼吸装置460时，可以将副电源462视为用作紧急备用电源的辅助电源。

例如，如果呼吸装置460检测到主电源450中的电源故障，或者主电源450过热，则期望呼吸装置460关闭或者脱离从主电源450到呼吸装置460的电力供应，以防止损坏设备并最大化使用者的安全性。呼吸装置460被配置成根据设定准则来判定是否脱离来自主电源450的电力供应，该准则将在后面详细讨论。还期望呼吸装置460继续接收电力，特别是在向患者提供呼吸治疗时。当主电源450变得不可用时，呼吸装置460被配置成接合副电源462。这两个电源之间的切换应以这样的方式进行：呼吸装置460可以继续运作而不会中断、或者继续接收不间断的电力供应，并且呼吸装置460维持操作的连续性。

因此，这种双电源实施例也可以被认为是控制呼吸装置460的方法。所披露的方法可以包括监测主电源450和呼吸装置460的参数的步骤，该参数被配置成促进主电源450与呼吸装置460之间的电力471和数据472的传送430。所披露的方法还可以包括确定所监测参数与参数阈值不同。所披露的方法还可以包括使呼吸装置460的电力模块463与主电源450脱离。所披露的方法还可以包括使电力模块463与副电源462接合，使得呼吸装置460继续操作而不会中断。所披露的方法还可以包括使电力模块463与副电源462接合，从而为呼吸装置提供不间断的电力供应。

现在将参考图6和图7来讨论在这些电源之间进行切换的优选方法。

主电源450优选地包括传感器451，该传感器被配置成在步骤500处测量指示主电源450的操作状况的传感器数据。优选地，传感器451被配置成在步骤502处将传感器数据传送到呼吸装置460的数据模块464。在步骤504和506处，控制器461应用第一设定准则以判定电力模块463是否应与主电源450脱离。稍后将提供关于第一设定准则的更多详细信息。如果不满足第一设定准则，则控制器461不会采取进一步动作，并且主电源450中的传感器451继续在步骤500处收集传感器数据。如果满足第一设定准则，则在步骤508处，控制器461进行到将电力模块463配置成与主电源450脱离，并且在步骤510处，控制器461进一步将电力模块463配置成与副电源462接合。控制器461将电力模块463配置成在接合副电源462之后从副电源462向主电源450供电。优选地，传感器451在电力模块463经由连接470与副电源462接合后由副电源462供电。可选地，呼吸装置460可以在步骤508或步骤510处发出警报，以警告使用呼吸装置460的患者。在步骤512处，控制器461应用第二设定准则以判定电力模块463是否应与主电源450重新接合。稍后将提供关于第二设定准则的更多详细信息。如果不满足第二设定准则，则不采取附加动作，并且在步骤512处，控制器继续应用第二设定准则。如果满足第二设定准则，则在步骤516处，控制器461将电力模块463配置成与副电源462脱离，并且在步骤518处，控制器进一步将电力模块463配置成与主电源450接合。此时，主电源450现在是为呼吸装置460供电的电源。该方法再次返回到步骤500，在该步骤中，主电源450中的传感器451重新开始收集指示主电源450的操作状况的传感器数据。

在替代性配置中，传感器451可以设置在呼吸装置460内或上。

2.4.1.第一设定准则

如步骤504和506中所解释的，第一设定准则是当主电源450正在为呼吸装置460供电时控制器461所应用的准则。第一设定准则用于判定呼吸装置460是否应该改为从副电源460接收电力。第一设定准则是传感器数据与参数阈值的比较。如果传感器数据超过参数阈值持续预定时间长度，则满足第一设定准则，并且控制器461将电力模块463配置成切换电源。

现在将参考图7至图10通过举例来讨论第一准则。

图8示出了跨时间跟踪的电压数据的示例性线形图。在这个示例中，主电源传感器451在步骤500处收集电压数据。在步骤502处，电压数据被传送到数据模块463。在步骤504处，控制器461将电压数据与最大电压阈值v最大进行比较。当所测得的电压超过(或在至少一种配置中等于)最大电压阈值v最大时，在步骤506处满足第一设定准则。就在此时，在步骤508和510处，控制器461将电力模块463配置成切换电源。项530表示呼吸装置460由主电源450供电的时间段，并且项532表示呼吸装置460由副电源462供电的时间段。

最大电压阈值v最大可以看作是主电源450的过压阈值和/或过压条件。该阈值可以被设置为大于或等于额定电压的值。例如，该阈值可以被设置为额定电压的100％。可替代地，其可以为额定电压的105％。可替代地，其可以为额定电压的110％。可替代地，其可以为额定电压的115％。可替代地，其可以为额定电压的120％。可替代地，其可以为额定电压的125％。可替代地，其可以为额定电压的130％。可替代地，其可以为额定电压的135％。可替代地，其可以为额定电压的140％。可替代地，其可以为额定电压的145％。可替代地，其可以为额定电压的150％。可替代地，其可以为额定电压的155％。可替代地，其可以为额定电压的160％。

图9示出了跨时间跟踪的电压数据的另一示例性线形图。在这个示例中，主电源传感器451在步骤500处收集电压数据。在步骤502处，电压数据被传送到数据模块463。在步骤504处，控制器将电压数据与最小电压阈值v最小进行比较。当所测得的电压下降到低于(或在至少一种配置中等于)最小电压阈值v最小时，在步骤506处满足第一设定准则。就在此时，在步骤508和510处，控制器461将电力模块463配置成切换电源。项540表示呼吸装置460由主电源450供电的时间段，并且项542表示呼吸装置460由副电源462供电的时间段。

最小电压阈值v最小可以看作是主电源450的欠压阈值和/或欠压条件。该阈值可以被设置为小于或等于额定电压的值。例如，该阈值可以被设置为额定电压的100％。可替代地，其可以为额定电压的95％。可替代地，其可以为额定电压的90％。可替代地，其可以为额定电压的85％。可替代地，其可以为额定电压的80％。可替代地，其可以为额定电压的75％。可替代地，其可以为额定电压的70％。可替代地，其可以为额定电压的65％。可替代地，其可以为额定电压的60％。可替代地，其可以为额定电压的55％。可替代地，其可以为额定电压的50％。可替代地，其可以为额定电压的45％。可替代地，其可以为额定电压的40％。

图10示出了跨时间跟踪的电压数据的另一示例性线形图。在这个示例中，主电源传感器451在步骤500处收集电压数据。在步骤502处，电压数据被传送到数据模块463。在步骤504处，控制器将电压数据与预设电压阈值v设定进行比较。当所测得的电压与预设电压v设定偏离太大时，这在所测得的电压超过(或等于)最大电压阈值v最大或者所测得的电压下降到低于(或等于)最小电压阈值v最小时发生，则在步骤506处满足第一设定准则。就在此时，在步骤508和510处，控制器461将电力模块463配置成切换电源。项550表示呼吸装置460由主电源450供电的时间段，而项552表示呼吸装置由副电源462供电的时间段。可以基于预定极限vδ最大来确定最大电压阈值v最大，该预定极限确定了允许所测得电压偏离预设电压v设定的程度。同样，可以基于预定极限vδ最小来确定最小电压阈值v最小，该预定极限确定了允许所测得电压偏离预设电压v设定的程度。预定极限vδ最大和vδ最小可以被设置为与预设电压v设定相同的偏差，或者可以独立地设置。因此，控制器461可以被配置成检测参数阈值与所监测参数之间的差的大小。如果参数阈值与所监测参数之间的差的大小为零或超过指示设备故障的值，则控制器461将电力模块463配置成切换电源。

如图8至图10所展示，传感器451可以是电压传感器，并且传感器数据是指示主电源450的(输入)电压的电压数据。在这种情况下，参数阈值指示(输入)电压阈值。该(输入)电压阈值可以指示主电源450的过压阈值和/或指示过压条件，例如参见图8。可替代地，该(输入)阈值可以指示主电源450的欠压阈值和/或指示欠压条件，例如参见图9。可替代地，如图10所示，这些(输入)阈值可以指示主电源450的过压阈值和欠压阈值两者。可替代地，这些(输入)阈值可以指示过压条件和欠压条件两者。

可替代地，由传感器451传送的传感器数据是指示从主电源450到呼吸装置460的电力供应的电力数据。在这种情况下，参数阈值指示(输入)功率阈值。该(输入)功率阈值可以指示主电源450的过功率阈值和/或指示过功率条件。可替代地，该(输入)阈值可以指示主电源450的欠功率阈值和/或指示主电源450的欠功率条件。

可替代地，传感器451是温度传感器，并且传感器数据是指示主电源450的温度的温度数据。在这种情况下，参数阈值指示(输入)温度阈值。该(输入)温度阈值可以指示主电源450的温度过高阈值和/或指示主电源450的温度过高条件。可替代地，该(输入)阈值可以指示主电源450的温度过低阈值和/或指示主电源450的温度过低条件。

最大温度阈值t最大可以看作是主电源450的温度过高阈值和/或温度过高条件。该阈值可以被设置为大于或等于额定温度的值。额定温度可以是预定温度设置、额定操作温度等。例如，该阈值可以被设置为额定温度的100％。可替代地，其可以为额定温度的105％。可替代地，其可以为额定温度的110％。可替代地，其可以为额定温度的115％。可替代地，其可以为额定温度的120％。可替代地，其可以为额定温度的125％。可替代地，其可以为额定温度的130％。可替代地，其可以为额定温度的135％。可替代地，其可以为额定温度的140％。可替代地，其可以为额定温度的145％。可替代地，其可以为额定温度的150％。可替代地，其可以为额定温度的155％。可替代地，其可以为额定温度的160％。

最小温度阈值t最小可以看作是主电源450的温度过低阈值和/或温度过低条件。该阈值可以被设置为小于或等于额定温度的值。额定温度可以是预定温度设置、额定操作温度等。例如，该阈值可以被设置为额定温度的100％。可替代地，其可以为额定温度的95％。可替代地，其可以为额定温度的90％。可替代地，其可以为额定温度的85％。可替代地，其可以为额定温度的80％。可替代地，其可以为额定温度的75％。可替代地，其可以为额定温度的70％。可替代地，其可以为额定温度的65％。可替代地，其可以为额定温度的60％。可替代地，其可以为额定温度的55％。可替代地，其可以为额定温度的50％。可替代地，其可以为额定温度的45％。可替代地，其可以为额定温度的40％。

可以设想，主电源450中的传感器451可以收集和传送覆盖除了如上所述的电压、功率和温度之外的一系列其他参数的传感器数据。

当所测得的电压、功率、温度(或某个其他参数)超过其最大阈值持续预定时间段时，可以满足第一设定准则。该预定时间段可以是任何时间长度，包括以下各项中的一项或多项：少于30秒(如例如：0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.5ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、500ms、1s、2s、5s)、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或大于60分钟。优选地，如果被测量的所监测参数是电压或功率，则预定时间段可以是以下各项中的一项或多项：0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.5ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、500ms、1s、2s、5s。优选地，如果被测量的所监测参数是温度，则预定时间段可以是以下各项中的一项或多项：少于30秒、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或大于60分钟。该(预定)时间段还可以是所监测阈值与所监测参数之间的差的大小的函数。

当所测得的电压、功率、温度(或某个其他参数)下降到低于其最小阈值持续预定时间段时，可以满足第一设定准则。该预定时间段可以是任何时间长度，包括以下各项中的一项或多项：少于30秒(如例如：0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.5ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、500ms、1s、2s、5s)、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或大于60分钟。优选地，如果被测量的所监测参数是电压或功率，则预定时间段可以是以下各项中的一项或多项：0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.5ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、500ms、1s、2s、5s。优选地，如果被测量的所监测参数是温度，则预定时间段可以是以下各项中的一项或多项：少于30秒、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或大于60分钟。该(预定)时间段还可以是所监测阈值与所监测参数之间的差的大小的函数。

当所测得的电压、功率、温度(或某个其他参数)足够偏离其预设值持续预定时间段时，可以满足第一设定准则。该预定时间段可以是任何时间长度，包括以下各项中的一项或多项：少于30秒(如例如：0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.5ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、500ms、1s、2s、5s)、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或大于60分钟。优选地，如果被测量的所监测参数是电压或功率，则预定时间段可以是以下各项中的一项或多项：0.01ms、0.05ms、0.1ms、0.5ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、500ms、1s、2s、5s。优选地，如果被测量的所监测参数是温度，则预定时间段可以是以下各项中的一项或多项：少于30秒、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或大于60分钟。该(预定)时间段还可以是所监测阈值与所监测参数之间的差的大小的函数。

2.4.2第二设定准则

如步骤512和514中所解释的，第二设定准则是当副电源462正在为呼吸装置460供电时控制器461所应用的准则。第二设定准则用于判定呼吸装置460是否应该改为从主电源450接收电力。

优选地，当电力模块463已经与副电源462接合了(固定)时间段时，在步骤514处可以满足第二设定准则。在某一时间段(步骤514)之后，控制器461被配置成使电力模块463与副(内部)电源462脱离(步骤516)，并使电力模块463与主电源450接合(步骤518)。优选地，该时间段是预定时间段。该预定时间段可以是任何时间长度，包括以下各项中的一项或多项：少于30秒、30秒、1分钟、2分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、或60分钟、或更长。

可替代地，一旦不再满足如上所述的第一设定准则，就可以满足第二设定准则。此时，呼吸装置460复原回到主电源450作为电力源。在这种情况下，主电源450中的传感器451由副电源460供电，并且继续收集传感器数据(该数据可以是电压、功率、温度等)。控制器461接收所传送的数据以应用第二设定准则。

以图8为例，一旦所测得的电压增大到高于最大电压阈值v最大、或者在上述时间段之后增大到高于电压阈值v最大，就可以满足第二设定准则。

以图9为例，一旦所测得的电压下降到低于最小电压阈值v最小、或者在上述时间段之后下降到低于电压阈值v最大，就可以满足第二设定准则。

以图10为例，一旦所测得的电压返回到接近预设电压v设定的值和/或返回到在最小电压阈值v最小与最大电压阈值v最大之间的范围内的值，就可以满足第二设定准则。同样，当所测得的电压在上述时间段之后返回到接近预设电压v设定的值，和/或在上述时间段之后返回到在最小电压阈值v最小与最大电压阈值v最大之间的范围内的值时，可以满足第二设定准则。

除了电压之外，还可以设想用于应用第二设定准则的所监测参数可以替代地是另一个参数，诸如功率、温度等。

在至少一种配置中，在不再满足如上所述的第一设定准则的检测之间可能存在延迟。该延迟可能是固定延迟(例如2秒)，或者该延迟可能是移动延迟。移动延迟可以是期间满足第一准则的时间的函数。例如，移动延迟可以是期间满足第一准则的持续时间的大约10％的持续时间。可替代地，移动延迟可以是期间满足第一准则的持续时间的大约20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％的持续时间。移动延迟的优点在于，可以保护呼吸装置460免受条件状态的瞬时或短期变化(例如，可能会损坏设备的快速波动的电源电压或功率)的影响。

3.外围计算设备的实施例

在替代性实施例中，参考图11，呼吸治疗系统400可以包括彼此连接625的呼吸装置600和外围计算设备620。呼吸装置600可以与如上所述的呼吸装置460相同，但这不是必需的，并且可以包括呼吸装置460的变型。例如，呼吸装置600可以包括副电源462。在另一个示例中，呼吸装置600可以包括控制器461。外围计算设备620可以用于更新呼吸装置600上的软件，或者从呼吸装置600接收(并且可选地查看)数据。外围计算设备620可以是个人计算机。然而，外围计算设备620也可以是但不限于膝上型计算机、智能电话、平板计算机、闪存驱动器、个人数字助理、智能手表等。

连接器625被配置成促进呼吸装置600与外围计算设备620之间的电力626和数据627的传送。更具体地，连接器625被配置成促进从外围计算设备620到呼吸装置600的电力传送，并且用于促进从呼吸装置600到外围计算设备620的电力传送，从而提供双向电力传输。由连接器625促进的双向电力传输的每个通道是可独立控制的。外围计算设备620可以经由连接器625向呼吸装置600供电(例如，以便为副电源462充电)，呼吸装置600可以经由连接器625向外围计算设备620供电(例如，以便在外围计算设备620不包括其自己的专用电源的情况下为所述设备充电，或者为外围计算设备620的电池充电)，或者可以经由连接器625同时满足上述两个供电条件。在至少一种配置中，由连接器625促进的双向电力传输由呼吸装置600的控制器461来控制。

连接器625还被配置成促进从外围计算设备620到呼吸装置600的数据传送，并且用于促进从呼吸装置600到外围计算设备620的数据传送，从而提供双向数据传输。由连接器625促进的双向数据传输的每个通道是可独立控制的。外围计算设备620可以经由连接器625将数据传输到呼吸装置600，呼吸装置600可以将数据传输到外围计算设备620，或者可以同时满足上述两个数据传输条件。在至少一种配置中，由连接器625促进的双向数据传输由呼吸装置的控制器461来控制。

在一些情况下，主电源610可以是呼吸装置600与外围计算设备620的中间设备，其中，第一中间连接605(具有电力连接606和数据连接607)将呼吸装置600连接到主电源610，并且第二中间连接615(具有电力连接606和数据连接607)将主电源610连接到外围计算设备620。在一些实施例中，外围计算设备620还可以用作主电源610的替代物，以便为呼吸装置620提供外部电源。主电源610可以与如上所述的主电源450相同，但这不是必需的，并且可以包括主电源450的变型。

优选地，数据连接607、617、627促进从呼吸装置600传达到外围计算设备620的设备数据(也可以称为呼吸装置数据)的传达。优选地，设备数据包括呼吸装置600的使用数据，优选地包括但不限于：压力、流量、温度、湿度、顺应性、持续时间、高度、泄漏、设备标识、软件、诊断和/或使用者反馈数据。优选地，设备数据被加密。可以设想，所描述的设备数据也可以从外围计算设备620传达到呼吸装置600。

优选地，数据连接607、617、627促进从外围计算设备620传达到呼吸装置600的外围设备数据的传达。优选地，外围设备数据包括更新数据。优选地，更新数据包括已更新的呼吸治疗设置。更新数据还优选地包括已更新的操作软件和/或固件。优选地，外围设备数据包括患者档案。患者档案可以包括与所述患者的治疗有关的患者特定的参数，例如患者的治疗压力、湿度设置或其他参数。可以设想，所描述的外围设备数据也可以从呼吸装置600传达到外围计算设备620。

优选地，外围计算设备620包括外围计算设备连接621(其优选地为外围计算设备端口)。呼吸装置600与外围计算设备620之间的连接625可以被配置成连接到外围计算设备连接621。优选地，外围计算设备连接621包括usb端口，并且更优选地包括usb-c端口，并且甚至更优选地，外围计算设备连接621为母usb-c端口(也可以称为母usb-c连接器)。呼吸装置600与外围计算设备620之间的连接625可以是经由usb-c电缆的usb-c连接。

在至少一种配置中，连接605、615、625可以与连接470相同，但这不是必需的，并且可以包括连接470的变型。连接器605、615、625在设备600、610和620之间可以互换。

在至少一种配置中，电力连接606、616、626可以与连接471相同，但这不是必需的，并且可以包括连接471的变型。

在至少一种配置中，数据连接607、617、627可以与连接472相同，但这不是必需的，并且可以包括连接472的变型。

在至少一种配置中，呼吸装置600包括用于接纳连接625的呼吸装置连接601。呼吸装置连接601可以与如上所述的呼吸装置连接473相同，但这不是必需的，并且可以包括呼吸装置连接473的变型。

在至少一种配置中，主电源610包括用于分别接纳连接605和615的主电源连接611和612。主电源连接611和612可以与如上所述的主电源连接474相同，但这不是必需的，并且可以包括主电源连接474的变型。

本披露内容旨在为非限制性描述，并且可以使用本领域中通常使用的多种变型和实施例来实施本发明。

已经仅通过举例描述了本发明的优选实施例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以对这些实施例进行修改。