便携式呼吸机及控制电路的制作方法

文档序号:21100344发布日期:2020-06-16 20:44阅读:713来源:国知局
便携式呼吸机及控制电路的制作方法

本申请涉及呼吸机技术领域,尤其涉及一种便携式呼吸机及控制电路。



背景技术:

呼吸机作为能够支持人进行呼吸的设备,在急救等场景中得到广泛应用。

相关技术,一种呼吸机的控制电路包括555时基电路和窗口比较器电路,其中,555时基电路可以产生锯齿波电压输出给窗口比较器电路,窗口比较器电路基于锯齿波电压产生呼气和吸气的控制信号。呼吸比是一次呼气和吸气所占用的时间比值,是呼吸机中的一个重要参数,呼吸机的呼吸比是可调的,但是,大部分的呼吸机普遍存在的问题就是受锯齿波电压的范围的限制,呼吸比的调节范围也较窄。

因此,如何实现可调范围较宽的呼吸比,是本领域亟待解决的问题。



技术实现要素:

本申请的目的是提供一种便捷式呼吸机及控制电路,以解决相关技术中的问题。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的:

一种控制电路,应用于便携式呼吸机中,所述便携式呼吸机包括具有呼气电磁阀的负压瓶和具有吸气电磁阀的氧气瓶;所述控制电路至少包括:锯齿波电压发生器电路和窗口电压比较器电路;

所述锯齿波电压发生器电路至少包括第一电容、第一电阻、第二电阻、呼吸频率设定电位器和555时基电路芯片;

所述555时基电路芯片的输出端通过所述第一电阻连接所述555时基电路芯片的控制端,电源端和复位端均连接第一电源,接地端接地;

所述第一电容的第一端分别连接所述555时基电路芯片的触发输入端、阈值端和放电端并通过所述第二电阻、所述呼吸频率设定电位器连接所述555时基电路芯片的输出端,第二端接地;

所述第一电容的第一端和第二端还连接所述窗口电压比较器电路,用于向所述窗口电压比较器电路输出锯齿波电压;

所述窗口电压比较器电路,用于分别连接所述呼气电磁阀和所述吸气电磁阀,基于所述锯齿波电压产生呼气控制信号以控制所述呼气电磁阀的开闭实现呼气,以及产生吸气控制信号以控制所述吸气电磁阀的开闭实现吸气。

可选的,所述窗口电压比较器电路至少包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一开关晶体管、第二开关晶体管、第一二极管、第二二极管、呼吸比设定电位器和第一运算放大器和第二运算放大器;

所述第一运算放大器的反相输入端分别连接所述第一电容的第一端、所述第二运算放大器的同相输入端,同相输入端连接所述第四电阻的第一端和所述呼吸比设定电位器的第一端,输出端通过所述第六电阻连接所述第二开关晶体管的基极;

所述第二运算放大器的反相输入端分别连接所述第四电阻的第二端、所述第三电阻的第一端,输出端通过所述第五电阻连接所述第一开关晶体管的基极;

所述第一开关晶体管的集电极连接所述第一二极管的正极且还用于连接所述吸气电磁阀的接口的第一端,发射极接地;

所述第二开关晶体管的集电极连接所述第二二极管的正极且还用于连接所述呼气电磁阀的接口的第二端,发射极接地;

所述呼吸比设定电位器的第二端接地;

所述第一二极管的负极、所述第二二极管的负极、所述呼气电磁阀的接口的第一端、所述吸气电磁阀的接口的第二端均连接第一电源;

当所述锯齿波电压小于所述第一运算放大器的同相输入端的设定电压时,所述第一运算放大器的输出端输出高电平作为第一呼气控制信号以驱动所述呼气电磁阀打开,当所述锯齿波电压小于所述第一运算放大器的同相输入端的设定电压时,所述第一运算放大器输出低电平作为第二呼气控制信号以使所述呼气电磁阀关闭;

当所述锯齿波电压大于所述第二运算放大器的反相输入端的电压时,所述第二运算放大器的输出端输出高电平作为第一吸气控制信号,使得所述吸气电磁阀打开,当所述锯齿波电压大于所述555时基电路芯片的阈值电压时,所述第二运算放大器的输出端输出低电平作为第二吸气控制信号,使得所述吸气电磁阀关闭。

可选的,所述第一运算放大器和所述第二运算放大器为同一双运算放大器芯片中的运算放大器。

可选的,所述便携式呼吸机还包括与所述负压瓶连接的真空泵;所述控制电路还包括:第一压力控制电路;

所述第一压力控制电路,用于控制所述真空泵对所述负压瓶抽真空。

可选的,所述第一压力控制电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、负压设定电位器、第三运算放大器、第三开关晶体管、第三二极管和用于检测所述负压瓶中负压的第一压力传感器;

所述第三运算放大器的同相输入端分别连接所述第七电阻的第一端和所述负压设定电位器的第一端、所述第十电阻的第一端,反相输入端分别连接所述第九电阻的第一端和所述第一压力传感器的输出端,输出端连接所述第十电阻的第二端并通过所述第八电阻连接所述第三开关晶体管的栅极;

所述第三开关晶体管的源极接地,漏极连接所述第三二极管的正极,还用于连接真空泵的接口的第一端;

所述负压设定电位器的第二端、所述第九电阻的第二端接地;

所述第三二极管的负极、所述真空泵的接口的第二端均连接第一电源;

所述第一压力传感器的电压端和第七电阻的第二端均连接第二电源;

当所述第一压力传感器检测的所述负压瓶中的负压的绝对值小于设定绝对值时,所述第三运算放大器的输出端输出高电平,以驱动真空泵工作,对所述负压瓶抽真空;

当所述第一压力传感器检测的所述负压瓶中的负压的绝对值大于设定绝对值时,所述第三运算放大器的输出端输出低电平,以使所述真空泵停止工作。

可选的,所述便携式呼吸机还包括与所述氧气瓶连接的压缩机;所述控制电路还包括:第二压力控制电路;

所述第二压力控制电路,用于控制所述压缩机向所述氧气瓶压缩空气。

可选的,所述第二压力控制电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、正压设定电位器、第四运算放大器、第四开关晶体管、第四二极管和用于检测所述氧气瓶中压力的第二压力传感器;

所述第四运算放大器的同相输入端分别连接所述第十一电阻的第一端、所述第十三电阻的第一端和所述正压设定电位器的第一端,反相输入端分别连接所述第十二电阻的第一端和所述第二压力传感器的输出端,输出端连接所述第十一电阻的第二端并通过所述第十四电阻连接所述第四开关晶体管的栅极;

所述第四开关晶体管的源极接地,漏极连接所述第四二极管的正极,还用于连接压缩机的接口的第二端;

所述正压设定电位器的第二端、所述第十二电阻的第二端接地;

所述第四二极管的负极、所述压缩机的接口的第一端均连接第一电源;

所述第二压力传感器的电压端和第十一电阻的第二端均连接第二电源;

当所述第二压力传感器检测的所述氧气瓶中的内部压力小于设定压力值时,所述第四运算放大器的输出端输出高电平,以驱动压缩机工作,将空气压缩进所述氧气瓶;

当所述第二压力传感器检测的所述氧气瓶的内部压力大于设定压力值时,所述第四运算放大器的输出端输出低电平,以使所述压缩机停止工作。

可选的,所述第三运算放大器和第四运算放大器为同一双运算放大器芯片中的运算放大器。

可选的,所述555时基电路芯片的型号包括lm555。

一种便携式呼吸机,包括具有呼气电磁阀的负压瓶、具有吸气电磁阀的氧气瓶和如以上任一项所述的控制电路。

本申请采用以上技术方案,具有如下有益效果:

本申请的方案提供的电路应用于便捷式呼吸机中,将555时基电路芯片的输出端通过一个正反馈电阻反馈到控制端,大大展宽了锯齿波脉冲幅值,由于展宽锯齿波使得斜坡电压范围比较大,便于窗口电压在较宽范围内调节,从而使得呼吸比调节范围更大,调节更方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例提供的一种控制电路的结构示意图。

图2为呼吸机的部分结构示意图。

图3为锯齿波的波形示意图。

图4是本申请另一个实施例提供的一种控制电路的结构示意图。

图5是本申请另一个实施例提供的一种控制电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本申请所保护的范围。

实施例

参见图1,图1是本申请一个实施例提供的一种控制电路的结构示意图。

参见图2,图2为呼吸机的部分结构示意图。

如图1和图2所示,本实施例提供的一种控制电路,应用于便携式呼吸机中,所述便携式呼吸机包括具有呼气电磁阀j2的负压瓶100和具有吸气电磁阀j1的氧气瓶200;所述控制电路至少包括:锯齿波电压发生器电路300和窗口电压比较器电路400;

所述锯齿波电压发生器电路300至少包括第一电容c1、第一电阻r1、第二电阻r2、呼吸频率设定电位器rp1和555时基电路芯片u1;

所述555时基电路芯片u1的输出端q通过所述第一电阻r1连接所述555时基电路芯片u1的控制端cvolt,电源端vcc和复位端r均连接第一电源v1,接地端gnd接地;

所述第一电容c1的第一端分别连接所述555时基电路芯片u1的触发输入端trig、阈值端thr和放电端dis并通过所述第二电阻r2、所述呼吸频率设定电位器rp1连接所述555时基电路芯片u1的输出端q,第二端接地;

所述第一电容c1的第一端和第二端还连接所述窗口电压比较器电路400,用于向所述窗口电压比较器电路400输出锯齿波电压;

所述窗口电压比较器电路400,用于分别连接所述呼气电磁阀j2和所述吸气电磁阀j1,基于所述锯齿波电压产生呼气控制信号以控制所述呼气电磁阀j2的开闭实现呼气,以及产生吸气控制信号以控制所述吸气电磁阀j1的开闭实现吸气。

需要说明的是,一般的呼吸机中都包括设置在呼吸机主体000上的负压瓶100、氧气瓶200、真空泵600这些基本结构。

其中,负压瓶100的第一端设有呼气电磁阀j2,第二端连接真空泵600,负压瓶100用于在真空泵600的作用下产生负压环境,当呼气电磁阀j2打开时,将人体呼出的二氧化碳等废气通过呼气电磁阀j2吸入负压瓶100。真空泵600用于对负压瓶100抽真空使负压瓶100维持负压环境并将抽取的废气排出。

氧气瓶200的第一端设有吸气电磁阀j1。氧气瓶100用于在吸气电磁阀j1打开时,为人体提供氧气。

实施中,吸气电磁阀j1可以选择常闭电磁阀;呼气电磁阀j2也可以选择常闭电磁阀,市面上已有的合适的常闭电磁阀均可以采用。

呼吸频率设定电位器rp1可以调节呼吸频率,具体可以采用线性电位器,可以采用的型号包括3296w电位器,电位器一般包括两个固定触点,和一个动触点,动触点连接到其中一个固定触点上,上述呼吸频率设定电位器rp1的两端即指两个固定触点。

以上这些呼吸机的基本结构的实现均为已有的成熟技术,可以参考相关技术实施,此处不做赘述,本申请重点对呼吸机中的控制电路了改进。

555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路,比如lm555时基电路芯片,功能强大、使用灵活、适用范围宽,可以用来产生多种脉冲信号,对于呼吸机来说,需要产生的是锯齿波电压,如图3所示的锯齿波电压的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电压值v,从图中可以看出,锯齿波可以提供一个斜坡电压,供给窗口电压比较器分辨呼气控制信号和吸气控制信号。

一般,555时基电路芯片包括8个引脚,按照引脚编号分别介绍:1脚为接地端gnd,2脚为触发输入端trig,3脚为输出端q,4脚为复位端r,5脚为控制端cvolt,6脚为阈值端thr,7脚为放电端dis,8脚为电源端vcc。

本申请的方案中,创造性的改变了555时基电路芯片常规接线,将输出端通过一个正反馈电阻(即第一电阻r1r1)反馈到控制端,使得控制端的电压在输出端输出高电平和低电平时不是恒定的2/3vcc,而如果不加正反馈,控制端电压恒定为2/3vcc。当正反馈电阻的加入使得555时基电路芯片的控制端电压在输出端输出高电平时的电压要大于2/3vcc,而输出端输出低电平时控制端电压又会小于2/3vcc,这样一来就展宽了锯齿波的幅值。因为,常规接法555时基电路芯片构建的锯齿波为1/3vcc-2/3vcc,即净幅值为1/3vcc,也就是锯齿波最低电压为1/3vcc,最高电压为2/3vcc,555时基电路芯片的触发输入端的触发电平为1/2控制端的电压值,阈值端的阈值为控制端的电压值,而当我们通过增加正反馈电阻后可以将控制端电压控制在输出端输出高电平时的9/10vcc和输出低电平时的1/10vcc,从而将锯齿波控制在1/20vcc-9/10vcc,即净幅值为8.5/10vcc,大大展宽了锯齿波脉冲幅值。由于展宽锯齿波使得斜坡电压范围比较大,便于窗口电压在较宽范围内调节,从而使得呼吸比调节范围更大,调节更方便。

需要说明的是,第一电源可以是蓄电池或者直流稳压电源,这些在市面上都是可以直接获得的,此处不做详述,第一电源的电压值可以根据555时基电路芯片的实际需要进行设置,比如12v,等等。

上述窗口电压比较器电路的具体结构有多种。一些实施例中,如图4所示,窗口电压比较器电路至少包括第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一开关晶体管vt1、第二开关晶体管vt2、第一二极管d1、第二二极管d2、呼吸比设定电位器rp2和第一运算放大器u2a和第二运算放大器u2b;

所述第一运算放大器u2a的反相输入端分别连接所述第一电容c1的第一端、所述第二运算放大器u2b的同相输入端,同相输入端连接所述第四电阻r4的第一端和所述呼吸比设定电位器rp2的第一端,输出端通过所述第六电阻r6连接所述第二开关晶体管vt2的基极;

所述第二运算放大器u2b的反相输入端分别连接所述第四电阻r4的第二端、所述第三电阻r3的第一端,输出端通过所述第五电阻r5连接所述第一开关晶体管vt1的基极;

所述第一开关晶体管vt1的集电极连接所述第一二极管d1的正极且还用于连接所述吸气电磁阀j1的接口的第一端,发射极接地;

所述第二开关晶体管vt2的集电极连接所述第二二极管d2的正极且还用于连接所述呼气电磁阀j2的接口的第二端,发射极接地;

所述呼吸比设定电位器rp2的第二端接地;

所述第一二极管d1的负极、所述第二二极管d2的负极、所述呼气电磁阀j2的接口的第一端、所述吸气电磁阀j1的接口的第二端均连接第一电源;

当所述锯齿波电压小于所述第一运算放大器u2a的同相输入端的设定电压时,所述第一运算放大器u2a的输出端输出高电平作为第一呼气控制信号以驱动所述呼气电磁阀j2打开,当所述锯齿波电压小于所述第一运算放大器u2a的同相输入端的设定电压时,所述第一运算放大器u2a输出低电平作为第二呼气控制信号以使所述呼气电磁阀j2关闭;

当所述锯齿波电压大于所述第二运算放大器u2b的反相输入端的电压时,所述第二运算放大器u2b的输出端输出高电平作为第一吸气控制信号,使得所述吸气电磁阀j1打开,当所述锯齿波电压大于所述555时基电路芯片的阈值电压时,所述第二运算放大器u2b的输出端输出低电平作为第二吸气控制信号,使得所述吸气电磁阀j1关闭。

其中,第一开关晶体管vt1和第二开关晶体管vt2的种类有多种,比如可以是三极管,或者场效应管,比如mos管,等等。

为简化电路设计,所述第一运算放大器u2a和所述第二运算放大器u2b为同一双运算放大器芯片u2中的运算放大器,该双运算放大器芯片u2的型号可以包括lm358,基于该型号,构建一个窗口电压比较器电路,基于此,第二运算放大器u2a还连接第一电源和地。

第一运算放大器u2a的同相输入端提供设定电压。

当锯齿波电压(也就是第一电容c1的端电压)小于第一运算放大器u2a的同相输入端的设定电压时,第一运算放大器u2a的输出端输出高电平,作为呼气控制信号,第二开关晶体管vt2得到基极电流而饱和导通,驱动呼气电磁阀j2打开,使得负压瓶中的负压将人体呼出的二氧化碳等废气快速排出。随着第一电容c1的端电压的上升,当锯齿波电压大于第一运算放大器u2a的同相输入端的设定电压时,第一运算放大器u2a的输出端输出低电平,呼气电磁阀j2关闭,此时,因为第四电阻r4的存在,第二运算放大器u2b的反相输入端的电压仍然要大于其同相输入端的电压,所以,第二运算放大器u2b也输出低电平,模拟人体呼吸在呼气后一个短暂的停留时间,调整第四电阻r4的值可以调节这个暂停时间。随后,随着第一电容c1的端电压的不断上升,当锯齿波电压上升到大于第二运算放大器u2b的反相输入端的电压时,第二运算放大器u2b的输出端输出高电平,第一开关晶体管vt1得到基极电流而饱和导通,驱动吸气电磁阀j1打开,氧气瓶中的气体通过吸气电磁阀j1进入呼吸通道供给人体。随着第一电容c1的端电压的不断升高,第二运算放大器u2b的输出端继续输出高电平,当第一电容c1的端电压升高到约9/10vcc时,大于555时基电路芯片u1的阈值电压时,555时基电路芯片u1的输出端翻转输出低电平,此时,555时基电路芯片u1的内部放电三极管饱和导通,第一电容c1通过放电端迅速放电到约1/20vcc,同时,第二运算放大器u2b的输出端输出低电平,第一运算放大器u2a的输出端输出高电平,555时基电路芯片u1的输出端立即跳变输出高电平,通过第二电阻r2,呼吸频率设定电位器rp1对第一电容c1进行充电使第一电容c1的端电压又开始上升,这样,第一电容c1的端电压为锯齿波脉冲。

其中,r2为保护电阻,其作用是防止呼吸频率设定电位器rp1调节到电阻为0时,保护555时基电路。

呼吸比设定电位器rp2则可以调节呼吸比,具体可以采用线性电位器,可以采用的型号包括3296w电位器。

若电源电压为12v,采用lm555时基电路芯片,第一电阻r1的取值为2k欧姆,第二电阻r2的取值为2k欧姆,第三电阻r3的取值为10k欧姆,第四电阻r4的取值为2k欧姆,第五电阻r5的取值为2k欧姆,第六电阻r6的取值为2k欧姆,呼吸频率设定电位器rp1的取值为500k欧姆,呼吸比设定电位器rp2的取值为20k欧姆,第一电容c1的取值为22uf,第一开关晶体管vt1和第二开关晶体管vt2为型号为ss8050的三极管,此时,实现的是一个判断输入端的电压是否在2v~3.6v范围内的比较器,当输入电压在2v以下,3.6v以上时,输出端为低电位,输入电压在2v~3.6v范围之内时,输出端为高电位。

当所述便携式呼吸机还包括与所述负压瓶100连接的真空泵600时,如图5所示,上述控制电路还可以包括:第一压力控制电路700;所述第一压力控制电路700用于控制真空泵600对负压瓶100抽真空,具体包括第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、负压设定电位器rp3、第三运算放大器u3a、第三开关晶体管vt3、第三二极管d3和用于检测所述负压瓶中负压的第一压力传感器u4;所述第三运算放大器u3a的同相输入端分别连接所述第七电阻r7的第一端和所述负压设定电位器rp3的第一端、所述第十电阻r10的第一端,反相输入端分别连接所述第九电阻r9的第一端和所述第一压力传感器u4的输出端out,输出端连接所述第十电阻r10的第二端并通过所述第八电阻r8连接所述第三开关晶体管vt3的栅极;所述第三开关晶体管vt3的源极接地,漏极连接所述第三二极管d3的正极,还用于连接真空泵600的接口的第一端;所述负压设定电位器rp3的第二端、所述第九电阻r9的第二端接地;所述第三二极管d3的负极、所述真空泵600的接口的第二端均连接第一电源v1;所述第一压力传感器u4的电压端vdd和第七电阻r7的第二端均连接第二电源v2;当所述第一压力传感器u4检测的所述负压瓶100中的负压的绝对值小于设定绝对值时,所述第三运算放大器u3a的输出端输出高电平,以驱动真空泵600工作,对所述负压瓶100抽真空;当所述第一压力传感器u4检测的所述负压瓶100中的负压的绝对值大于设定绝对值时,所述第三运算放大器u3a的输出端输出低电平,以使所述真空泵600停止工作。

另外,第一压力传感器u4的接地端gnd接地。第一压力传感器u4可以但不限于采用型号为xgzp6857020kpgn的压力传感器,其适用范围为-20kpa-0kpa。作为家用呼吸机,负压在-10kpa左右就能够满足要求。

真空泵600可以为直流电压12v、流量15l左右的小型静音真空泵600。

第三开关晶体管可以但不限于为三极管或者mos管等场效应管。

第三运算放大器u3a的同相输入端提供设定电压。

随着废气进入负压瓶,负压瓶的负压的绝对值变小,当第一压力传感器u4检测的负压瓶中的负压的绝对值小于设定绝对值时,第一压力传感器u4的输出端out的电压小于设定电压,使得第三运算放大器u3a的同相输入端的电压大于反相输入端的电压,第三运算放大器u3a的输出端输出高电平,第三开关晶体管vt3得到栅极g驱动电压而饱和导通,驱动真空泵600工作,随着真空泵600工作,负压瓶内部压力降低,当负压的绝对值大于设定绝对值时,第一压力传感器u4的输出端out输出的电压大于设定电压,使得第三运算放大器u3a的反相输入端的电压大于其同相输入端的电压,第三运算放大器u3a输出低电平,真空泵600停止工作,此时由于正反馈电阻(即第十二电阻r12)的加入,使得第三运算放大器u3a的同相输入端的电压降低,这样,可以避免真空泵600在设定绝对值附近频繁启动的发生。

负压设定电位器rp3可以调节上述负压的绝对值的设定绝对值,具体可以采用线性电位器,可以采用的型号包括3296w电位器。

氧气瓶提供的气体可以是纯氧,当然,也可以是压缩空气,基于此,实施中,还可以通过压缩机800将空气压缩进氧气瓶,供人体呼吸,此时,如图2所示,所述便携式呼吸机还包括与所述氧气瓶连接的压缩机800;如图5所示,上述控制电路还包括:第二压力控制电路900;所述第二压力控制电路900用于控制压缩机向氧气瓶压缩空气,具体可以包括第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、正压设定电位器rp4、第四运算放大器u3b、第四开关晶体管vt4、第四二极管和用于检测所述氧气瓶中压力的第二压力传感器u5;所述第四运算放大器u3b的同相输入端分别连接所述第十一电阻r11的第一端、所述第十三电阻r13的第一端和所述正压设定电位器rp4的第一端,反相输入端分别连接所述第十二电阻r12的第一端和所述第二压力传感器u5的输出端out,输出端连接所述第十一电阻r11的第二端并通过所述第十四电阻r14连接所述第四开关晶体管vt4的栅极;所述第四开关晶体管vt4的源极接地,漏极连接所述第四二极管的正极,还用于连接压缩机800的接口的第二端;所述正压设定电位器rp4的第二端、所述第十二电阻r12的第二端接地;所述第四二极管d4的负极、所述压缩机800的接口的第一端均连接第一电源;所述第二压力传感器u5的电压端vdd和第十一电阻r11的第二端均连接第二电源v2;当所述第二压力传感器u5检测的所述氧气瓶200中的内部压力小于设定压力值时,所述第四运算放大器u3b的输出端输出高电平,以驱动压缩机800工作,将空气压缩进所述氧气瓶200;当所述第二压力传感器u5检测的所述氧气瓶200的内部压力大于设定压力值时,所述第四运算放大器u3b的输出端输出低电平,以使所述压缩机800停止工作。

另外,第二压力传感器u5的接地端gnd接地。第二压力传感器u5可以但不限于采用型号为xgzp6857020kpg的压力传感器,其适用范围为0-20kpa。

为简化电路设计,所述第三运算放大器u3a和所述第四运算放大器u3b为同一双运算放大器芯片u3中的运算放大器,该双运算放大器芯片的型号可以包括lm358,基于此,第三运算放大器u3a还连接第一电源和地。

第四运算放大器u3b的同相输入端提供设定电压。

随着氧气瓶中气体的输出,压力逐渐变小,当第二压力传感器u5检测的氧气瓶的内部压力小于设定压力值时,第二压力传感器u5的输出端out的电压小于设定电压,第四运算放大器u3b的反相输入端的电压小于同相输入端的电压,第四运算放大器u3b输出高电平,第四开关晶体管vt4得到栅极g驱动电压而饱和导通,接通压缩机800工作电源使压缩机800工作,压缩机800将空气压缩进氧气瓶。当压缩机800工作使氧气瓶的内部压力上升到设定压力值时,第二压力传感器u5的输出端out的电压大于设定电压,使得第四运算放大器u3b的反相输入端的电压大于同相输入端的电压,第四运算放大器u3b输出低电平,此时,由于正反馈电阻(即第十三电阻r13)的作用,使得同相输入端的电压降低,这样可以确保压缩机800不会在设定压力值附近频繁启动。

正压设定电位器rp4可以调节氧气瓶的设定压力值,具体可以采用线性电位器,可以采用的型号包括3296w电位器。

压缩机800可以选择静音空气压缩机,可以选择多个压缩机并列工作以降低工作时的噪音,比如,可以用2个流量10l的压缩机并列工作。

需要说明的是,第二电源可以用稳压电路直接从第一电源获得,也可以直接使用独立的电源,比如,蓄电池或者直流稳压电源,第二电源的电压值可以根据实际需要进行设置,对于以上列举型号的压力传感器来说,可以选用5v电源。

具体实施时,在一种可能的实施例中,第一压力传感器的型号为xgzp6857020kpgn,第七电阻r7的取值可以为10k欧姆,第八电阻r8的取值可以为2k欧姆,第九电阻的取值可以为10k欧姆,第十电阻的阻值可以为47k欧姆,负压设定电位器rp3的最大阻值可以为100k欧姆,第三开关晶体管vt3为型号为2n60c的mos管,第二压力传感器的型号为xgzp6857020kpg,第十一电阻r11的取值可以为10k欧姆,第十二电阻r12的取值可以为10k欧姆,第十三电阻r13的取值可以为47k欧姆,第十四电阻r14的阻值可以为2k欧姆,正压设定电位器rp4的最大阻值可以为100k欧姆,第四开关晶体管vt4为型号为2n60c的mos管,相应的,上述第一电源的电压为12v,第二电源的电压为5v。此处举例了一种可能的器件的参数的取值,并非限定。

以上d1到d4的作用是为了保护开关晶体管,因为电磁阀和电动机都是电感性负载,关断时会产生反向电动势。

传统的呼吸机,不管呼气阶段或者吸气阶段,总是处于连续供氧状态。而本申请的方案中,因为吸气与呼气不是同时工作,吸气时呼气电磁阀关断,而呼气时,吸气电磁阀关断,此时,氧气瓶里的气体不会流出,因为呼气时根本就不需要供氧,这样可以减少不必要的浪费,特别是氧气瓶供纯氧时可以延长供氧时间。在没有氧气供氧的地方,可以采用5l以上的氧气瓶供氧,保证气体充足。

本申请的方案,引入了负压帮助呼吸,吸气过程中采用了不连续供气的方法,只有在吸气阶段打开电磁阀供气从而节约了压缩空气。这种不连续供气的优点是,可以用比较小功率的压缩机从而降低空气压缩机的工作噪声。小功率的压缩机的体积较小,也减小了整机体积和重量,从而达到了便携的目的。

本申请另一实施例还提供一种便携式呼吸机,包括具有呼气电磁阀的负压瓶、具有吸气电磁阀的氧气瓶和如以上任意实施例所述的控制电路。

本实施例有益效果的推导过程与上述控制电路所带来的有益效果的推导过程大体类似,此处不再赘述。

本实施例的具体实现方案可以参见上述控制电路的实施例中的相关说明,此处不再赘述。

可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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