CN115721822A - 一种通气设备 - Google Patents

Abstract

一种通气设备，其供电装置包括交流转直流模块和至少一路充电电路；所述交流转直流模块用于将输入的交流电转换为直流电，以为所述充电电路和各电用装置供电；所述充电电路用于与可充电电池连接，以为所述可充电电池充电，所述可充电电池能够为各用电装置供电；所述充电电路还获取所述交流转直流模块输出的总功率，并基于所述总功率调节所述可充电电池的充电功率。

Description

一种通气设备

技术领域

本发明涉及一种通气设备。

背景技术

人的呼吸是指周期节律性地吸入和呼出气体，吸收氧气排出二氧化碳，从而实现气体交换。当一些患者无法进行自主呼吸时，则可以通过机械通气来帮助患者完成呼吸；例如对于患者没有自主呼吸的情况，通常可以通过外置的通气设备如呼吸机等来给患者提供呼吸支持。可以看到，机械通气是利用机械装置来代替、控制或改变患者自主呼吸运动的一种通气方式。

通气设备中涉及到很多用电部件和模块，供电的异常会影响通气设备的工作，因此通气设备的供电是一个非常严肃和值得研究的问题。

发明内容

本发明公开了一种通气设备，下面具体说明。

一种实施例中提供一种通气设备，包括：

至少一个通气功能模块，每个通气功能模块用于完成通气设备进行机械通气所需要的至少一种功能；所述至少一个通气功能模块中包括一个或多个用电装置；

供电装置，包括交流转直流模块和至少一路充电电路；所述交流转直流模块用于将输入的交流电转换为直流电，以为所述充电电路和各电用装置供电；所述充电电路用于与可充电电池连接，以为所述可充电电池充电，所述可充电电池能够为各用电装置供电；所述充电电路还获取所述交流转直流模块输出的总功率，并基于所述总功率调节所述可充电电池的充电功率。

一实施例中，当所述总功率达到所述交流转直流模块的最大输出功率时，所述充电电路降低所述可充电电池的充电功率。

一实施例中，通气设备还包括第一电流采样电路，所述第一电流采样电路用于对所述交流转直流模块输出电流进行采样，并将采样得到的信号发送到所述充电电路，所述充电电路根据该信号计算所述交流转直流模块输出的总功率。

一实施例中，所述充电电路为两路；每一路的充电电路都对应有一个所述第一电流采样电路；各第一电流采样电路之间并联形成并联电路，该并联电路串联于所述交流转直流模块的输出总线路上；所述第一电流采样电路包括：串联的电阻R1和电阻R2；所述第一电流采样电路将所述电阻R1和电阻R2中其中一个电阻两端的电压作为所述信号发送给对应的充电电路。

一实施例中，所述供电装置还包括第一直流转直流模块和至少一个第二直流转直流模块；所述一个或多个电用装置中包括压力产生装置和一个或多个必须额定供电装置；

所述第二直流转直流模块用于从所述交流转直流模块所输出的直流电或所述可充电电池获取供电，并为所述必须额定供电装置供电；

所述第一直流转直流模块用于从所述交流转直流模块所输出的直流电或所述可充电电池获取供电，并为压力产生装置供电；所述第一直流转直流模块还获取各用电装置供电的总功率，并基于所述各用电装置供电的总功率调节所述压力产生装置的供电功率。

一实施例中，所述通气设备还包括第二电流采样电路，所述第二电流采样电路用于对为各用电装置供电的总电流进行采样，并将采样得到的信号发送到所述第一直流转直流模块，所述第一直流转直流模块根据该信号计算所述各用电装置供电的总功率。

一实施例中，所述第二电流采样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

所述电阻R2的一端与所述交流转直流模块为各电用装置供电的供电线路连接，以及与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接；

所述电阻R2的另一端与所述可充电电池为各电用装置供电的供电线路连接，以及与所述电阻R1的一端连接；所述电阻R1的另一端与为各电用装置供电的总线路连接；

所述电阻R4未连接所述电阻R5的那一端，与所述电阻R1未连接所述电阻R2的那一端连接；

所述电阻R5两端的电压作为所述信号发送给所述第一直流转直流模块。

一实施例中，所述第一直流转直流模块基于所述各用电装置供电的总功率调节所述压力产生装置的供电功率，包括：所述第一直流转直流模块根据所述信号与所述压力产生装置的供电功率的预设关系调节所述压力产生装置的供电功率，其中所述预设关系为正相关关系。

一实施例中，所述可充电电池为各电用装置供电的供电线路上串联有开关电路，在所述通气设备关机状态下，所述开关电路为关断状态。

一实施例中，所述开关电路包括P型MOS管。

依据上述实施例的通气设备，引入动态功率分配，充电电路获取交流转直流模块输出的总功率，并基于交流转直流模块输出的总功率调节可充电电池的充电功率，例如当交流转直流模块输出的总功率达到交流转直流模块的最大输出功率时，充电电路降低可充电电池的充电功率，从而增加分配给通气功能模块所涉及的用电装置的供电功率。

附图说明

图1为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图2为一种实施例的呼吸机的结构示意图；

图3为一种实施例的麻醉机的结构示意图；

图4为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图5为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图6为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图7为一种实施例的第一电流采样电路的结构示意图；

图8为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图9为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图10为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图11为一种实施例的通气设备的结构示意图；

图12为一种实施例的供电装置的结构示意图；

图13为一种实施例的第一电流采样电路的结构示意图；

图14为一种实施例的第二电流采样电路的结构示意图；

图15为一种实施例的第二电流采样电路的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

通气设备的供电是一个十分重要却又经常被忽略的问题。一般地，给通气设备供电的功率越大越好，但这会对供电提供者提出新的要求，并且，一般地，这也会对通气设备本身提出新的要求，例如对于更大功率的供电，则通气设备内部也需要选用更大功率的交流转直流模块(AC-DC模块)，而更大功率的AC-DC模块会占用更大内部空间，也会增加成本，更重要的是，系统有可能不能够充分利用这更大功率的AC-DC模块。

考虑到上述因素，发明人进行了研究和创新，发明人研究了通气设备中各用电模块(或者说用电部件、用电装置)后，将用电模块大致划分成两大类或者说三小类：

一，与通气设备的机械通气功能无关的用电模块，例如备用电池(可充电)。通气设备是用于通过机械通气来帮助患者完成呼吸，因此除了通过市电来进行供电外，还会配置有备用电池，在市电正常时，通气设备通过获取市电，一方面用于正常工作，一方面则用于给备用电池进行充电，这样当市电异常后，就能够通过备用电池进行供电；

二，与通气设备的机械通气功能有关的用电模块，这又可以进一步划分成两类，一类是需要足够的功率才能够工作的用电模块(不妨称之为必须额定供电模块、部件或装置)，例如通气保护电路、控制电路、显示电路和电磁阀的相关电路等，这类用电模块一旦供电功率不够，则有可能直接就无法正常工作；另一类是供电功率不够时虽然会有影响但仍然可相比比较正常工作的用电模块，例如通气设备的电机，这类用电模块当供电功率不够时，虽然性能会有所下降，但是并不太影响实现其功能。

基于上述的用电模块的划分，本申请优先保证与通气设备的机械通气功能有关的用电模块的供电功率，并且进一步地，在这些与通气设备的机械通气功能有关的用电模块的供电功率，又优先保证必须额定供电模块，下面具体说明。

本申请所涉及的通气设备，是指可以通过机械通气来帮助患者完成呼吸的设备，例如其可以是呼吸机或麻醉机等。请参照图1，本申请一些实施例中的通气设备包括至少一个通气功能模块1000和供电装置2000。每个通气功能模块1000用于完成通气设备进行机械通气所需要的至少一种功能；通气功能模块1000中有一个或多个用电装置；可以理解地，本文的用电装置，是指需要被供电才能进行工作的装置。一些实施例中，这一个或多个电用装置中包括压力产生装置和一个或多个必须额定供电装置；必须额定供电装置在上文已的说明，在此不再赘述，压力产生装置是指用于在机械通气过程中产生压力的装置，例如涡轮电机等。供电装置2000则用于向通气设备进行供电，或者说是向通气设备中的用电装置进行供电。

下面结合通气设备具体实现功能来对通气功能模块1000进行说明。

一些实施例中的通气设备可以是呼吸机，呼吸机是一种人工的机械通气装置，用以辅助或控制患者的自主呼吸运动，以达到肺内气体交换的功能，降低人体的消耗，以利于呼吸功能的恢复。请参照图2，一些实施例中通气设备可以包括呼吸接口211、气源接口212、呼吸回路、呼吸辅助装置、处理器50、显示器70、供电装置2000。

呼吸回路将气源接口212和患者的呼吸系统选择性连通。一些实施例中呼吸回路包括呼气支路213a和吸气支路213b，呼气支路213a连接在呼吸接口211和排气口213c之间，用于将患者呼出的气导出到排气口213c。排气口213c可以通到外界环境，也可以通道专用的气体回收装置中。气源接口212用于与气源(图中未示出)连接，气源用以提供气体，该气体通常可采用氧气和空气等；一些实施例中，该气源可以采用压缩气瓶或中心供气源，通过气源接口212为呼吸机供气，供气种类有氧气O2和空气等。一些实施例中，气源可以是外部气源；一些实施例中，通气设备内部也可以设有气源。气源接口212中可以包括压力表、压力调节器、流量计、减压阀和空气-氧气比例调控保护装置等常规组件，分别用于控制各种气体(例如氧气和空气)的流量。吸气支路213b连接在呼吸接口211和气源接口212之间，用于为患者提供氧气或空气，例如从气源接口212输入的气体进入吸气支路213b中，然后通过呼吸接口211进入患者的肺部。呼吸接口211是用于将患者连接到呼吸回路，除了将由吸气支路213b传输过来的气体导入到患者外，还可以将患者呼出的气体通过呼气支路213a导入到排气口213c；根据情况，呼吸接口211可以是鼻插管或用于佩戴在口鼻上的面罩。呼吸辅助装置与气源接口212和呼吸回路连接，控制将外部气源提供的气体通过所述呼吸回路输送给患者；一些实施例中呼吸辅助装置可以包括呼气控制器214a和吸气控制器214b，呼气控制器214a设置在呼气支路213a上，用于根据控制指令接通呼气支路213a或关闭呼气支路213a，或控制患者呼出气体的流速或压力。具体实现时，呼气控制器214a可以包括呼气阀、单向阀、流量控制器、PEEP阀等能实现对流量或压力控制的器件中的一个或多个。吸气控制器214b设置在吸气支路213b上，用于根据控制指令接通吸气支路213b或关闭吸气支路213b，或控制输出气体的流速或压力。具体实现时，吸气控制器214b可以包括呼气阀、单向阀或流量控制器等能实现对流量或压力控制的器件中的一个或多个。

一些实施例中处理器50用于执行指令或程序，对呼吸辅助装置、气源接口212和/或呼吸回路中的各种控制阀进行控制，或对接收的数据进行处理，生成所需要的计算或判断结果，或者生成可视化数据或图形，并将可视化数据或图形输出给显示器70进行显示。

以上是通气设备为呼吸机的一些描述，需要说明的是，上面图2只是呼吸机的一种例子，这并不用于限定呼吸机只能是如此的结构。在图2的例子当中，通气设备中的通气功能模块1000可以是上述提及的呼吸接口211、气源接口212、呼吸回路、呼吸辅助装置、处理器50、显示器70等，供电装置2000则对其中的用电装置进行供电。

一些实施例中通气设备也可以是麻醉机，该麻醉机主要用于提供麻醉气体，并将麻醉气体送至患者的呼吸系统，并对麻醉气体吸入量进行控制。请参照图3，一些实施例的通气设备可以包括呼吸接口311、气源接口312、呼吸辅助装置320、麻药输出装置330、处理器50、显示器70和供电装置2000。

气源接口312用于与气源(图中未示出)连接，气源用以提供气体。该气体通常可采用氧气、氧化亚氮(笑气)或空气等。一些实施例中，该气源可以采用压缩气瓶或中心供气源，通过气源接口312为麻醉机供气，供气种类有氧气O2、笑气N2O、空气等。一些实施例中，气源可以是外部气源；一些实施例中，通气设备内部也可以设有气源。气源接口312中可以包括压力表、压力调节器、流量计、减压阀和N2O-O2比例调控保护装置等常规组件，分别用于控制各种气体(例如氧气、笑气和空气)的流量。气源接口312输入的气体进入呼吸回路中，和呼吸回路中原有的气体组成混合气体。

呼吸辅助装置320用于为患者的非自主呼吸提供动力，维持气道通畅。一些实施例中呼吸辅助装置320与气源接口312和呼吸回路连接，控制将外部气源提供的气体通过所述呼吸回路输送给患者。一些具体实施例中，呼吸辅助装置320将气源接口312输入的新鲜气体和呼吸回路中患者呼出的气体以及麻药输出装置330输出的麻醉药物混合后经吸气支路340b输出到呼吸接口311，以驱动患者吸气，并通过呼气支路340a接收患者呼出的气体。在具体实施例中，呼吸辅助装置320通常包括机控通气模块，机控通气模块的气流管道和呼吸回路连通。在手术过程中的麻醉维持阶段或患者未恢复自主呼吸的状态下，采用机控通气模块为患者提供呼吸的动力。在有的实施例中，呼吸辅助装置320还包括手动通气模块，手动通气模块的气流管道和呼吸回路连通。在手术过程中对患者插管之前的诱导阶段，通常需要采用手动通气模块对患者进行呼吸辅助。当呼吸辅助装置320同时包括机控通气模块和手动通气模块时，可通过机控或手控开关(例如一个三通阀)来切换机控或手动通气模式，以便将机控通气模块或手动通气模块和呼吸回路连通，从而控制患者的呼吸。本领域技术人员应当理解，可以根据具体的需要，麻醉机中可以只包括机控通气模块或手动通气模块。

麻药输出装置330用于提供麻醉药物，通常情况下，麻醉药物以气体的形式混合到气源接口312引入的新鲜空气中，并被一起输送到呼吸回路中。在一种具体实施例中，麻药输出装置330采用麻药挥发罐实现。麻药通常为液态，存储在麻药挥发罐中，可选的，麻药挥发罐中可包括加热装置，用于加热麻药使之挥发，产生麻药蒸汽，麻药输出装置330与气源接口312的管路连通，麻药蒸汽和气源接口312引入的新鲜空气混合，然后被一起输送到呼吸回路中。

一些实施例中呼吸回路可以包括吸气支路340b、呼气支路340a和钠石灰罐340c，吸气支路340b和呼气支路340a连通构成一闭合回路，钠石灰罐340c设置在呼气支路340a的管路上。气源接口312引入的新鲜空气的混合气体由吸气支路340b的入口输入，通过设置在吸气支路340b的出口处的呼吸接口311提供给患者。呼吸接口311可以是面罩、鼻插管或气管插管。在较佳的实施例中，吸气支路340b上设置有单向阀，该单向阀在吸气相时打开，在呼气相时关闭。呼气支路340a也上设置有单向阀，该单向阀在吸气相时关闭，在呼气相时打开。呼气支路340a的入口和呼吸接口311连通，当患者呼气时，呼出的气体经呼气支路340a进入钠石灰罐340c中，呼出的气体中的二氧化碳被钠石灰罐340c中的物质滤除，滤除二氧化碳后的气体再循环进入吸气支路340b中。

处理器50用于执行指令或程序，对呼吸辅助装置320、气源接口310和/或呼吸回路中的各种控制阀进行控制，或对接收的数据进行处理，生成所需要的计算或判断结果，或者生成可视化数据或图形，并将可视化数据或图形输出给显示器70进行显示。

以上是通气设备为麻醉机的一些描述，需要说明的是，上面图3只是麻醉机的一种例子，这并不用于限定麻醉机只能是如此的结构。在图3的例子当中，通气设备中的通气功能模块1000可以是上述提及的呼吸接口311、气源接口312、呼吸辅助装置320、麻药输出装置330、处理器50、显示器70等，供电装置2000则对其中的用电装置进行供电。

以上是结合通气设备具体实现功能来对通气功能模块1000进行的一些说明，下面对供电装置2000进行说明。

请参照图4，一些实施例中供电装置2000包括交流转直流模块2100(AC-DC模块)和至少一路充电电路2200，例如可以包括一路或多路充电电路2200。交流转直流模块2100用于将输入的交流电转换为直流电，以为充电电路2200和各电用装置供电；充电电路2200用于与可充电电池2210连接，以为可充电电池2210充电，可充电电池2210能够为各用电装置供电。可以看到，交流转直流模块2100接收交流电(例如市电)然后转换成直流电，接着分为两部分供电，一部分供给充电电路2200以为可充电电池2210充电，可充电电池2210则可以为作备用电源为通气设备中的各用电装置进行供电；交流转直流模块2100所转换成直流电，除了用于为可充电电池2210充，另一部分则用于为通气设备中的各用电装置进行供电。

一些实施例中，当交流转直流模块2100的输入正常时，则通过交流转直流模块2100进行供电，当交流转直流模块2100的输入异常时，则通过可充电电池2210进行供电。一些实施例中，当具有多路可充电电池2210，则优先通过电压高的可充电电池2210进行放电以供电。

一些实施例中，可充电电池2210可以为锂电池，例如4串2并锂电池。

一些实施例中，考虑引入动态功率分配，当系统实际功率达到交流转直流模块2100的额定最大输出功率时，那么充电电路2200减少或者说降低给可充电电池2210的充电功率，优先保证通气功能模块1000所涉及的用电装置的供电，而在系统实际功率降低后，又可以恢复充电功率，充分利用系统剩余功率来给可充电电池2210进行供电。由于通气功能模块1000所涉及的用电装置例如电动呼吸机涡轮峰值功率比平均功率大一个数量级，同时系统要预留部分功率给其他有峰值功率的负载，按照现有技术要则选用更大功率的AC-DC模块，这会占用空间大、增加成本，同时系统又不能充分利用AC-DC模块的功率；因此在引入动态功率分配可以解决这一问题。

因此一些实施例中，充电电路2200还获取交流转直流模块2100输出的总功率，并基于交流转直流模块2100输出的总功率调节可充电电池2210的充电功率，例如当交流转直流模块2100输出的总功率达到交流转直流模块2100的最大输出功率时，充电电路2200降低可充电电池2210的充电功率，从而增加分配给通气功能模块1000所涉及的用电装置的供电功率。

一些实施例中，充电电路2200可以通过交流转直流模块2100输出电流的采样来得到其输出的总功率。因此，请参照图5，一些实施例中的通气设备或者说供电装置2000还包括第一电流采样电路2110，第一电流采样电路2110用于对交流转直流模块2100输出电流进行采样，并将采样得到的信号发送到充电电路2200，充电电路2200根据该信号计算交流转直流模块2100输出的总功率，例如通过功率等于电压和电流的乘积这一公式来计算。第一电流采样电路2110的实际方式有多种，例如可以通过在交流转直流模块2100的输出端连接一个采样电阻，或者说在交流转直流模块2100的输出总路线上串联一个采样电阻；通过获取这个采样电阻两端的电压来完成电流采样；可以理解地，交流转直流模块2100的输出总路线，是指交流转直流模块2100通过这条路线分别连接到充电电路2200和各用电装置，从图4和图5也可以清楚地理解这一点。

为了增加备用电池的续航能力，可以考虑引入多路充电电路2200，例如两路；这样的话，相比只有一路备用电池，多路备用电池中每路电池也不用做得非常大。在多路充电电路2200的情况下，由于这多路充电电路2200平均限制交流转直流模块2100的功率，因此需要考虑到这多路电流的平衡性要求；一些实施例中，可以采用多个采样电阻串联，采样其中一个电阻的电压并发送给充电电路2200，这样可以降低导通阻抗的差异，提高这多路限制电流的平衡。请参照图6和图7，充电电路2200可以为两路，每一路的充电电路2200都对应有一个第一电流采样电路2110；各第一电流采样电路2110之间并联形成并联电路，该并联电路串联于交流转直流模块2100的输出总线路上；第一电流采样电路2110包括：串联的电阻R1和电阻R2；第一电流采样电路2110将电阻R1和电阻R2中其中一个电阻两端的电压作为所述信号发送给对应的充电电路2200。

以上是通过动态功率分配，优先保证通气功能模块1000所涉及的用电装置的供电的一些例子。一些实施例中，在给通气功能模块1000所涉及的用电装置的供电(交流转直流模块2100供电或可充电电池2210供电)，可以优先保证必须额定供电装置的供电功率。请参照图8，一些实施例中，供电装置2000还包括第一直流转直流模块2310(DC-DC1模块)和至少一个第二直流转直流模块2320(DC-DC2模块)。第二直流转直流模块2320用于从交流转直流模块2100所输出的直流电或可充电电池2210获取供电，并为必须额定供电装置供电；例如第二直流转直流模块2320可以包括两个5V的DC-DC模块和一个12V的DC-DC模块；第一直流转直流模块2310用于从交流转直流模块2100所输出的直流电或可充电电池2210获取供电，并为压力产生装置供电，例如第一直流转直流模块2310可以包括一个26V的DC-DC模块；第一直流转直流模块2310还获取各用电装置供电的总功率，并基于各用电装置供电的总功率调节压力产生装置的供电功率，例如优先保证必须额定供电装置的供电功率，例如具体可以是与总功率呈正相关。

请参照图9，一些实施例中的通气设备或者说供电装置2000还包括第二电流采样电路2330，第二电流采样电路2330用于对为各用电装置供电的总电流进行采样，并将采样得到的信号发送到第一直流转直流模块2310，第一直流转直流模块2310根据该信号计算各用电装置供电的总功率，或者，根据该信号来直接调节压力产生装置的供电功率，例如当该信号越大，则压力产生装置的供电功率越大，反之，则越小。

为了比较精细地能够优先保证必须额定供电装置的供电功率，请参照图10，一些实施例中可以这样来设计第二电流采样电路2330。第二电流采样电路2330包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5。电阻R2的一端与交流转直流模块2100为各电用装置供电的供电线路(或者说交流转直流模块2100的输出端)连接，以及与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接；电阻R2的另一端与可充电电池2210为各电用装置供电的供电线路(或者说可充电电池2210的输出端)连接，以及与电阻R1的一端连接；电阻R1的另一端与为各电用装置供电的总线路(或者说第一直流转直流模块2310的输入端和各第二直流转直流模块2320的输入端)连接；电阻R4未连接所述电阻R5的那一端，与所述电阻R1未连接所述电阻R2的那一端连接；电阻R5两端的电压作为第二电流采样电路2330得到的信号发送给第一直流转直流模块2310。通过功率采样电阻分档或控制器的平均电流采样阈值分档，电流限制值通过是成倍关系，很难设置到一个理想限制电流值，通过图10所示的第二电流采样电路2330的电阻R3、R4和R5组成分压网络，根据需要，按比例放大采样值，达到理想限制设定值。

一些实施例中，第一直流转直流模块2310根据第二电流采样电路2330采样得到的信号(例如电阻R5两端的电压)与压力产生装置的供电功率的预设关系调节压力产生装置的供电功率，其中所述预设关系为正相关关系。

一些实施例中，可以在可充电电池2210的输出端和用电装置(或者说DC-DC模块)之间增加开关，在AC不在位关机状态下，关断开关，切断电池与电路的连接，实现电池零功耗状态，避免机器长期存储、运输时出现电池过放情况。因此请参照图11，一些实施例中，可充电电池为各电用装置供电的供电线路上串联有开关电路2220，在通气设备关机状态下，开关电路2220为关断状态；一些实施例中，开关电路2220包括P型MOS管。

下面再举一个例子来说明。

图12是实际的一个例子，可以是电控呼吸机中的供电装置2000的电路框图；其中第一直流转直流模块2310为输出电压为26V的DC-DC模块，这是用于为压力产生装置例如涡轮电机供电；第二直流转直流模块2320则包括两个输出电压为5V的DC-DC模块和一个输出电压为12V的DC-DC模块。图13为图12中的第一电流采样电路2110的一个具体实现电路图。图14为图12中第二电流采样电路2330的一个具体实现电路图。图15为图12中第二电流采样电路2330的另一个具体实现电路图。下面对图12至图15所示的电路图进行说明。

电动呼吸机涡轮峰值功率比平均功率大一个数量级，同时要预留部分功率给其他有峰值功率的负载，按照现有技术要选用更大功率的AC-DC，占用空间大、增加成本，同时系统不能充分利用AC-DC功率。因此一些实施例中，在充电电路设计系统动态功率分配功能，通过第一电流采样电路2110采样AC_IN的输入电流信号给充电电路2200，设定功率限制为AC-DC模块最大输出功率，当系统峰值功率达到限值时，充电电路2200开始减小充电功率，保证优先给系统供电，在系统功率降低后在提供充电功率，充分利用系统剩余功率给电池供电。由于图12中两路充电电路平均限制AC-DC模块的输入功率，需要考虑这两路电流的平衡性要求，本设计采用如图13所示的两个采样电阻串联，采样其中的一个电阻的采样电压，这样可以降低导通阻抗的差异，提高图12中两路限制电流的平衡。

在涡轮驱动的供电DC-DC模块(即图中26V的DC-DC模块)设计输入功率限制功能，优先保证两路5V(例如通气保护电路和控制电路等供电)和一路12V(例如显示部件、主控电路和阀门等)供电，优先保证的原因为这部份电路功率不够时，功能降级，甚至直接不工作；而需要26V供电的涡轮功率不够时，性能下降，但并不影响功能；在优先保证完两路5V和一路12V的供电后，剩下的功率全部提供给涡轮驱动，这样可以最大化利用AC-DC模块2100和可充电电池2210提供的功率。输入端功率限制功能通过图14的电流检测电阻R1采样AC-DC模块2100或者可充电电池2210的输入电流信号给26V的DC-DC模块，以实现限制功率，限制功率与输入电压成正比关系。有时电压差异的比例达不到AC-DC模块2100和可充电电池2210限制功率目标值，需要进一步细化设计，通过图15所示的电路实现，BAT_IN的采样电阻为R1和R2串联，AC-IN的采样电阻为R2，通过改变两个采样电阻的阻值，灵活调整限制功率值。通过功率采样电阻分档或控制器的平均电流采样阈值分档，电流限制值通过是成倍关系，很难设置到一个理想限制电流值，通过图15所示电路的电阻R3、R4和R5组成分压网络，根据需要，按比例放大采样值，达到理想限制设定值。

一些实施例中，可充电电池2210的输出端和功率电路之间增加例如PMOS开关，在AC不在位关机状态下，关断PMOS，切断电池与电路的连接，实现电池零功耗状态，避免机器长期存储、运输时出现电池过放情况。

现有技术中，主备电源切换通过功率二极管或者硬开关切换，损耗大和电压应力大。本发明一些实施例中这样来实现主备切换电路：主备切换电路分为两路：一路为给小电流的待机电供电电路(例如图12中的电源管理M0的相关电路)，AC_IN和两个可充电电池输出电压通过普通肖特基二极管来切换，再通过降压输出待机电源3V3_STB，主要是MCU和一些控制电路供电，这些电路可以实现例如开关电路的管理、DC-DC模块上电和掉电的时序管理等等；另一路为主功率电路(即图中一路26V、一路12V和两路5V的输出供电)，先把两个可充电电池输出电压和AC_IN通过压降非常小的理想二极管来切换，输出母线电压VBUS给后级大电流负载供电；当AC_IN在位时，电压大于电池，AC_IN供电；AC_IN不在位时，电压高的电池优先放电。

本文参照了各种示范实施例进行说明。然而，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本文范围的情况下，可以对示范性实施例做出改变和修正。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件，可以根据特定的应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数以不同的方式实现(例如一个或多个步骤可以被删除、修改或结合到其他步骤中)。

虽然在各种实施例中已经示出了本文的原理，但是许多特别适用于特定环境和操作要求的结构、布置、比例、元件、材料和部件的修改可以在不脱离本披露的原则和范围内使用。以上修改和其他改变或修正将被包含在本文的范围之内。

前述具体说明已参照各种实施例进行了描述。然而，本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本披露的范围的情况下进行各种修正和改变。因此，对于本披露的考虑将是说明性的而非限制性的意义上的，并且所有这些修改都将被包含在其范围内。同样，有关于各种实施例的优点、其他优点和问题的解决方案已如上所述。然而，益处、优点、问题的解决方案以及任何能产生这些的要素，或使其变得更明确的解决方案都不应被解释为关键的、必需的或必要的。本文中所用的术语“包括”和其任何其他变体，皆属于非排他性包含，这样包括要素列表的过程、方法、文章或设备不仅包括这些要素，还包括未明确列出的或不属于该过程、方法、系统、文章或设备的其他要素。此外，本文中所使用的术语“耦合”和其任何其他变体都是指物理连接、电连接、磁连接、光连接、通信连接、功能连接和/或任何其他连接。

具有本领域技术的人将认识到，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应仅由权利要求确定。

Claims (10)

1.一种通气设备，其特征在于，包括：

至少一个通气功能模块，每个通气功能模块用于完成通气设备进行机械通气所需要的至少一种功能；所述至少一个通气功能模块中包括一个或多个用电装置；

供电装置，包括交流转直流模块和至少一路充电电路；所述交流转直流模块用于将输入的交流电转换为直流电，以为所述充电电路和各电用装置供电；所述充电电路用于与可充电电池连接，以为所述可充电电池充电，所述可充电电池能够为各用电装置供电；所述充电电路还获取所述交流转直流模块输出的总功率，并基于所述总功率调节所述可充电电池的充电功率。

2.如权利要求1所述的通气设备，其特征在于，当所述总功率达到所述交流转直流模块的最大输出功率时，所述充电电路降低所述可充电电池的充电功率。

3.如权利要求1或2所述的通气设备，其特征在于，还包括第一电流采样电路，所述第一电流采样电路用于对所述交流转直流模块输出电流进行采样，并将采样得到的信号发送到所述充电电路，所述充电电路根据该信号计算所述交流转直流模块输出的总功率。

4.如权利要求3所述的通气设备，其特征在于，所述充电电路为两路；每一路的充电电路都对应有一个所述第一电流采样电路；各第一电流采样电路之间并联形成并联电路，该并联电路串联于所述交流转直流模块的输出总线路上；所述第一电流采样电路包括：串联的电阻R1和电阻R2；所述第一电流采样电路将所述电阻R1和电阻R2中其中一个电阻两端的电压作为所述信号发送给对应的充电电路。

5.如权利要求1所述的通气设备，其特征在于，所述供电装置还包括第一直流转直流模块和至少一个第二直流转直流模块；所述一个或多个电用装置中包括压力产生装置和一个或多个必须额定供电装置；

所述第二直流转直流模块用于从所述交流转直流模块所输出的直流电或所述可充电电池获取供电，并为所述必须额定供电装置供电；

所述第一直流转直流模块用于从所述交流转直流模块所输出的直流电或所述可充电电池获取供电，并为压力产生装置供电；所述第一直流转直流模块还获取各用电装置供电的总功率，并基于所述各用电装置供电的总功率调节所述压力产生装置的供电功率。

6.如权利要求5所述的通气设备，其特征在于，还包括第二电流采样电路，所述第二电流采样电路用于对为各用电装置供电的总电流进行采样，并将采样得到的信号发送到所述第一直流转直流模块，所述第一直流转直流模块根据该信号计算所述各用电装置供电的总功率。

7.如权利要求6所述的通气设备，其特征在于，所述第二电流采样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

所述电阻R2的一端与所述交流转直流模块为各电用装置供电的供电线路连接，以及与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端连接；

所述电阻R2的另一端与所述可充电电池为各电用装置供电的供电线路连接，以及与所述电阻R1的一端连接；所述电阻R1的另一端与为各电用装置供电的总线路连接；

所述电阻R4未连接所述电阻R5的那一端，与所述电阻R1未连接所述电阻R2的那一端连接；

所述电阻R5两端的电压作为所述信号发送给所述第一直流转直流模块。

8.如权利要求6或7所述的通气设备，其特征在于，所述第一直流转直流模块基于所述各用电装置供电的总功率调节所述压力产生装置的供电功率，包括：所述第一直流转直流模块根据所述信号与所述压力产生装置的供电功率的预设关系调节所述压力产生装置的供电功率，其中所述预设关系为正相关关系。

9.如权利要求1所述的通气设备，其特征在于，所述可充电电池为各电用装置供电的供电线路上串联有开关电路，在所述通气设备关机状态下，所述开关电路为关断状态。

10.如权利要求9所述的通气设备，其特征在于，所述开关电路包括P型MOS管。

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