案例 - ADI Trinamic开源呼吸机

在科技不断进步的今天，临床与院外各种疾病的诊断和治疗都依赖于先进的医疗设备，而设备的精确性又直接影响着诊疗的质量。嵌入式电机运动控制是可靠和精简医疗设备与仪器运行的关键，借助ADI Trinamic多年的运动控制经验和专业知识，利用精密、高度集成的运动控制和步进电机驱动技术，正帮助制造更先进医疗设备，例如蠕动泵、输液泵、呼吸机与眼科设备等，进一步提高医疗保健的质量。

冷却

步进驱动电机选用节能降耗的方式，会自行将电流降为所需要的最低标准进而保持电动机冷却。

无振动

极致的运动控制系统能够消除噪声和振动，接近理想正弦波的电流环路可做到平稳精准的定位。

电池供电

微型化模块和电池供电的IC节约了珍贵的能源和空间，让您可以设计出持久的易携式医疗设备。

01   蠕动泵  


维持细胞结构和蛋白质折叠对于医疗应用中使用的蠕动泵至关重要。通过对泵提供静音、无振动控制，StealthChop 可防止贵重液体出现不必要的剪切速率。与其他领先的解决方案相结合，例如用于检测失步的 StallGuard 和用于保持电机冷却的节能运行的 CoolStep，可为您的泵提供完美的控制。无论是用于透析、给药还是卫生泵，ADI Trinamic 的解决方案也都能通过完美的流量控制来保护材料的完整性。

StealthchopADI Trinamic的Stealthchop是实现步进电机的一种极低噪音的控制模式，它基于 PWM 电压控制模式，当工作在静止或者低转速下几乎没有噪音，所以这种控制模式适合应用在室内设备。

StallGuard

无传感器负载测量技术 StallGuard 提供具有成本效益的负载实时反馈，通过测量电机的反电动势，它可以知道电机何时可能会停转并向系统发送信号。虽然主要用于安全检测电机失速、归位程序和更换机械端开关，但它也可用于监控应用程序的其他方面。例如，如果知道正常情况下的负载情况，StallGuard 可用于标记机械问题以进行检查或预测性维护。

CoolStep

无传感器负载相关电流控制 CoolStep 基于 StallGuard 负载值，它通过反电动势的变化检测电机负载，并使电流适应实际负载条件。因此，CoolStep 始终以最佳电流驱动电机，通过在电机轻负载时将电流降至最低，并在负载增加时增加电流来节省大量能源。这不仅使电机温度保持正常，还允许短电流提升，提高了整个系统的可靠性。

02   注射器输液泵 

在为患者输送的营养液或者药物时，每一滴都很重要，这就是输液泵需要精确控制流速的原因，免受流体摩擦的影响，同时持续记录剂量。StallGuard专为注射泵设计，支持稳定可重复的归位，且无需使用任何限位开关。ADI Trinamic即插即用解决方案精巧、静音且节能，达到高度可靠性及可追溯性，可实现对移动给药设备的完全控制。

03   医用呼吸机和CPAP设备  


自铁肺出现以来，医用呼吸机已经走过了漫长的发展道路。从受控机械通气到 CPAP，用于医疗保健和医疗用途的呼吸机对于挽救生命至关重要。借助 ADI Trinamic 的驱动器 IC 和适用于 3 相 BLDC 电机的板卡级解决方案，工程师可以轻松设计低电感、高速驱动器，而无需担心电机的电流纹波，与集成的高分辨率反馈系统和磁场定向控制一起，为强大和节能的驱动器提供行业领先的控制解决方案。

04   眼科设备 

为了确保在尽可能短的时间内进行正确诊断，眼科设备需要最先进的电机和运动控制来定位患者并控制激光器。凭借在即插即用解决方案中体现的数十年电机和运动控制经验，ADI Trinamic 将工业级技术带入医疗和消费者验光领域，通过静音、可靠、极其精确和节能的解决方案节省眼保健设备的成本并优化产品开发。

案例 - ADI Trinamic 开源呼吸机   

COVID-19的全球爆发将世界各地的医疗保健系统推向了极限，医疗公司正在努力生产急需的医疗设备。除了支持各种呼吸机项目之外，ADI Tinamic希望通过其他方式来启发工程师和医疗公司设计医疗呼吸机。

TOSV开源呼吸机   

医用呼吸机是与运动控制有关系的，例如它以一定的速度斜率生成特定压力的曲线，以此模拟肺功能。这就是运动控制的意义所在，也正是ADI Trinamic所擅长的，因此ADI开始TOSV-Trinamic 开源呼吸机的项目，其目标不是生产医疗呼吸机，而是通过提供可以在短期内大量生产并具备高质量的通风设备，来及时响应当前形势。

TRINAMIC开源呼吸机项目设计思路

为了尽快制定可行的概念，ADI并行开发了硬件与软件，通过将Landungsbrücke开发板与TMC4671评估板和TMC6100评估板相结合，只需几天的时间就可以设计出包括传感器和快速控制环在内的完整系统架构。不仅如此，ADI还将使用的评估套件设置集成到了单个PCB中，包括TMC4671-LA和TMC6100，因此可实现开源医疗呼吸机的所有控制功能，外形则确保可以堆叠在Raspberry Pi上。
 

TOSV系统结构

除了利用电机运动控制技术实现医疗设备的精确运行外，ADI也积极将领域专业知识与综合技术组合，例如在信号调理和信号处理能力基础上，集成电源、无线传输等完整信号链推出完整系统级解决方案，帮助塑造医疗健康行业未来，加速数字化医疗时代的带来！      

审核编辑 ：李倩