一种比例阀驱动电路及呼吸机的制作方法

本技术涉及呼吸机，特别涉及一种比例阀驱动电路及呼吸机。

背景技术：

1、比例阀作为呼吸机的重要组成部分，通过控制比例阀阀口的开度可以控制呼吸机的吸气流速。但是，比例阀作为一个感性器件，只有当比例阀的驱动电流达到一定的时候，阀门才启动打开。这样控制比例阀的时候，控制信号的一部分相当于只用来打开阀，剩余部分才是用来控制阀口开度的。对于软件控制精度来讲，只有用来控制阀口开度部分的信号区间为有效精度，用来打开阀的部分则称之为死区，为无效控制区间。

2、目前，传统的比例阀驱动电路受死区的影响，存在比例阀的控制精度和响应速度均较低的问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本实用新型提供一种比例阀驱动电路及呼吸机，以解决现有比例阀的控制精度和响应速度均较低的问题。

2、第一方面，本实用新型提供一种比例阀驱动电路，包括：死区消除电压输入端，用于接入死区消除电压；比例阀开度调节电压输入端，用于接入比例阀开度调节电压；死区消除电路，所述死区消除电路包括电压跟随器，所述电压跟随器的输入端连接所述死区消除电压输入端；阀门控制电路，所述阀门控制电路包括第一运算放大器和第一开关管，所述第一运算放大器的正相输入端分别连接所述电压跟随器的输出端和所述比例阀开度调节电压输入端，所述第一运算放大器的反相输入端接地，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一开关管的受控端，第一开关管的输入端用于连接比例阀的电源负极，第一开关管的输出端连接所述第一运算放大器的反相输入端，所述第一运算放大器的电源端用于连接比例阀的电源正极，所述第一运算放大器的接地端接地。

3、在一个实施例中，所述死区消除电路还包括：第三电阻、第五电阻和第六电阻；所述电压跟随器的输入端连接所述第三电阻的第一端，第三电阻的第二端连接所述死区消除电压输入端；所述第六电阻的一端接地，另一端连接所述第三电阻的第一端；所述电压跟随器的输出端经所述第五电阻连接所述第一运算放大器的正相输入端。

4、在一个实施例中，所述阀门控制电路还包括：第一电阻、第二电阻和第三电容；所述第一运算放大器的正相输入端连接所述第一电阻的第一端，第一电阻的第二端连接所述比例阀开度调节电压输入端；所述第三电容的一端接地，另一端连接所述第一电阻的第一端；所述第一运算放大器的输出端经所述第二电阻连接所述第一开关管的受控端。

5、在一个实施例中，所述阀门控制电路还包括：第九电阻和第十电阻；所述第一电阻的第二端连接所述第九电阻的第一端，第九电阻的第二端连接所述比例阀开度调节电压输入端；所述第十电阻的一端接地，另一端连接所述第九电阻的第一端。

6、在一个实施例中，所述比例阀驱动电路还包括阀门监测电路和阀门开度输出端，所述阀门监测电路包括第十三电阻和有源低通滤波器；所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第十三电阻的第一端，第十三电阻的第二端接地，所述第十三电阻的第一端连接所述有源低通滤波器的输入端，所述有源低通滤波器的输出端连接所述阀门开度输出端。

7、在一个实施例中，所述有源低通滤波器为二阶有源低通滤波器。

8、在一个实施例中，所述二阶有源低通滤波器包括第二运算放大器、第四电阻、第七电阻、第十一电阻、第十二电阻、第五电容和第六电容；所述第二运算放大器的反相输入端经所述第七电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端还经所述第四电阻连接第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的正相输入端连接第十二电阻的第一端，第十二电阻的第二端连接第十一电阻的第一端，第十一电阻的第二端连接所述第十三电阻的第一端，所述第六电容的第一端连接所述第十二电阻的第一端，第六电容的第二端接地，所述第五电容的第一端连接所述第十一电阻的第一端，第五电容的第二端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的输出端为所述二阶有源低通滤波器的输出端。

9、在一个实施例中，所述阀门监测电路还包括：第八电阻和第四电容；所述第二运算放大器的输出端连接所述第八电阻的第一端，第八电阻的第二端连接所述阀门开度输出端；所述第四电容的一端连接所述第八电阻的第二端，另一端接地。

10、在一个实施例中，所述比例阀驱动电路还包括阀门供电电路，所述阀门供电电路包括第一电容、第二电容和第一二极管；所述第一电容的一端接地，另一端连接比例阀的电源正极；所述第二电容的一端连接比例阀的电源正极，另一端连接比例阀的电源负极；所述第一二极管的阳极连接比例阀的电源负极，阴极连接比例阀的电源正极。

11、第二方面，本实用新型还提供一种呼吸机，包括呼吸机本体和上述任一项所述的比例阀驱动电路。

12、上述方案具有以下有益效果：本实用新型的比例阀驱动电路包含两个电压输入端，其中一个用于接入死区消除电压，另外一个用于接入比例阀开度调节电压，并且本实用新型中死区消除电压要先经过死区消除电路，再由死区消除电路输出的电压信号和比例阀开度调节电压一起作为第一运算放大器的正相输入，用于控制比例阀的开度。具有以下特点：一、能先根据所要消除的比例阀死区最大电流来确定死区消除电压的值，使确定的死区消除电压所产生的死区消除电流刚好能抵消比例阀开启所需的死区电流，即能够使比例阀刚好打开，接下来就能通过调节比例阀开度调节电压的大小来调节比例阀的开度，此时能够实现比例阀开度调节电压全部用来控制比例阀的开度，不用考虑死区电流的影响，从而能提高比例阀的控制精度和响应速度；二、由于本实用新型死区消除电路中包含电压跟随器，则死区消除电压要先经过电压跟随器再输入第一运算放大器的正相输入端，由于电压跟随器具有高输入阻抗、低输出阻抗、线性关系和宽带宽等特点，因此死区消除电压先经过电压跟随器再输入第一运算放大器，具有能避免前后级电路之间的相互干扰的优点。

技术特征：

1.一种比例阀驱动电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述死区消除电路还包括：第三电阻、第五电阻和第六电阻；所述电压跟随器的输入端连接所述第三电阻的第一端，第三电阻的第二端连接所述死区消除电压输入端；所述第六电阻的一端接地，另一端连接所述第三电阻的第一端；所述电压跟随器的输出端经所述第五电阻连接所述第一运算放大器的正相输入端。

3.根据权利要求1或2所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述阀门控制电路还包括：第一电阻、第二电阻和第三电容；所述第一运算放大器的正相输入端连接所述第一电阻的第一端，第一电阻的第二端连接所述比例阀开度调节电压输入端；所述第三电容的一端接地，另一端连接所述第一电阻的第一端；所述第一运算放大器的输出端经所述第二电阻连接所述第一开关管的受控端。

4.根据权利要求3所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述阀门控制电路还包括：第九电阻和第十电阻；所述第一电阻的第二端连接所述第九电阻的第一端，第九电阻的第二端连接所述比例阀开度调节电压输入端；所述第十电阻的一端接地，另一端连接所述第九电阻的第一端。

5.根据权利要求4所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述比例阀驱动电路还包括阀门监测电路和阀门开度输出端，所述阀门监测电路包括第十三电阻和有源低通滤波器；所述第一运算放大器的反相输入端连接所述第十三电阻的第一端，第十三电阻的第二端接地，所述第十三电阻的第一端连接所述有源低通滤波器的输入端，所述有源低通滤波器的输出端连接所述阀门开度输出端。

6.根据权利要求5所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述有源低通滤波器为二阶有源低通滤波器。

7.根据权利要求6所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述二阶有源低通滤波器包括第二运算放大器、第四电阻、第七电阻、第十一电阻、第十二电阻、第五电容和第六电容；所述第二运算放大器的反相输入端经所述第七电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端还经所述第四电阻连接第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的正相输入端连接第十二电阻的第一端，第十二电阻的第二端连接第十一电阻的第一端，第十一电阻的第二端连接所述第十三电阻的第一端，所述第六电容的第一端连接所述第十二电阻的第一端，第六电容的第二端接地，所述第五电容的第一端连接所述第十一电阻的第一端，第五电容的第二端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的输出端为所述二阶有源低通滤波器的输出端。

8.根据权利要求7所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述阀门监测电路还包括：第八电阻和第四电容；所述第二运算放大器的输出端连接所述第八电阻的第一端，第八电阻的第二端连接所述阀门开度输出端；所述第四电容的一端连接所述第八电阻的第二端，另一端接地。

9.根据权利要求8所述的比例阀驱动电路，其特征在于，所述比例阀驱动电路还包括阀门供电电路，所述阀门供电电路包括第一电容、第二电容和第一二极管；所述第一电容的一端接地，另一端连接比例阀的电源正极；所述第二电容的一端连接比例阀的电源正极，另一端连接比例阀的电源负极；所述第一二极管的阳极连接比例阀的电源负极，阴极连接比例阀的电源正极。

10.一种呼吸机，包括呼吸机本体，其特征在于，所述呼吸机还包括如权利要求1-9任一项所述的比例阀驱动电路。

技术总结
本技术涉及一种比例阀驱动电路及呼吸机，属于呼吸机技术领域。本技术包含死区消除电压输入端和比例阀开度调节电压输入端，并且死区消除电压要先经过死区消除电路，再由死区消除电路输出的电压信号和比例阀开度调节电压一起作为第一运算放大器的正相输入，用于控制比例阀的开度。具有以下特点：一、能先根据所要消除的比例阀死区最大电流来确定死区消除电压，使确定的死区消除电压能使比例阀刚好打开，这样就能实现比例阀开度调节电压全部用来控制比例阀的开度，不用考虑死区电流的影响，从而能提高比例阀的控制精度和响应速度；二、本技术的死区消除电压要先经过电压跟随器再输入第一运算放大器，能避免前后级电路之间的相互干扰。

技术研发人员：陈志华,唐亚衡,朱金春,许剑青
受保护的技术使用者：深圳市安保医疗科技股份有限公司
技术研发日：20230628
技术公布日：2024/1/15